国内外环保沥青搅拌设备及政策研究

国内外环保沥青搅拌设备及政策研究

导语

沥青搅拌设备在生产过程中产生的烟气、粉尘、噪声和高能耗等问题历来饱受诟病，污染大、能耗高、环保不达标的沥青搅拌设备在我国被勒令关停。从2016年起，沥青搅拌设备生产企业纷纷推出了各具特色的环保沥青搅拌站，但沥青搅拌站如何才能达到真正意义上的环保，有关部门尚未出台一个明确的定义。

1 污染物的产生

沥青搅拌站在运行过程中产生的污染物主要包括以下几个方面，见图1。

（1）有害气体。滚筒燃烧器产生的烟气，成品卸料口、沥青罐、重油罐加热保温产生的沥青烟，以及烟囱排出的SOx、NOx、CO、CO2等。

（2）粉尘。上料过程及搅拌主楼和集料场地产生的烟尘、粉尘。（3）气味。沥青在储存、卸油、加热升温过程产生的气味，以及燃烧器工作时的气味和运输车上的沥青混合料产生的气味。

（4）噪声。装载机上料、引风机运转、烘干筒转动、骨料提升机提升、振动筛筛分时产生的噪音。

（5）废水、废液。废水和废液主要来源于冷骨料储存（渗透或与天然土壤混合）、燃料油罐、导热油、油气储罐、管道和加油站、溶剂、添加剂等。

（6）废料。废料来源于袋式除尘器的二次回收粉、实验室分析溶剂等。

（7）视觉方面。主要是搅拌站主楼或烟囱的视觉影响，也与搅拌站油漆的颜色有关；其他还包括烟囱排放出的湿骨料中的蒸汽，冷料的堆放场地以及厂区照明。

2 污染物的危害

这些污染物会对环境及人体造成以下危害。

（1）沥青烟。沥青烟中含有数千种物质，对人体有害的主要有吖啶类、酚类、吡啶类、蒽萘类及苯并芘类等物质。沥青烟气中的苯并芘具有强致癌性和毒性，会引起头疼、眩晕、恶心呕吐、咽炎、鼻炎、肝脏肿大等病症。

（2）粉尘。粉尘主要损害人体的呼吸系统。空气中的可吸入性颗粒物被吸入人体后，途经鼻、咽、支气管进入肺部，一部分刺激性气体颗粒可吸附于鼻咽处造成鼻炎、咽炎，进入肺部的细小颗粒对肺局部组织有阻塞作用，容易引起支气管炎、肺纤维化及肺气肿。

（3）二氧化硫。二氧化硫进入呼吸道后，因其易溶于水，故大部分被阻滞在上呼吸道，在湿润的黏膜上生成具有腐蚀性的亚硫酸、硫酸和硫酸盐，使刺激作用增强。二氧化硫和飘尘的联合作用可促使肺泡纤维增生，使肺部组织受损，发展下去可形成肺气肿。

（4）一氧化碳。一氧化碳对机体的危害程度主要取决于浓度和机体吸收时间的长短。一氧化碳中毒会导致机体组织缺氧，对心脏和大脑的影响最为显著，常常导致脑组织软化、坏死。

（5）氮氧化物。氮氧化物对眼睛和上呼吸道黏膜刺激较轻，主要侵入呼吸道深部的细支气管及肺泡，会引起肺水肿。

（6）噪声。噪声不仅会严重影响听觉器官，甚至会使人丧失听力，还会影响睡眠和神经系统，使人感到急躁、容易动怒。由于噪音会刺激神经系统，使之产生抑制，所以长期在噪音环境下工作的人，容易神经衰弱。

（7）气味。沥青烟产生的气味严重影响人、动物、植物的生长和发育，如果人长期在这样的气味环境中，可引起呼吸道疾病和皮肤疾病等，而且会诱发癌症。

3 国外环保沥青搅拌设备研究

美国大约有3 600套沥青搅拌设备，由美国环境保护署（EPA）和其他州及联邦监管机构负责对其进行环保监管。EPA针对大气环境制定了6种污染物的排放标准，它们是：小于10 μm的颗粒物（PM-10）、二氧化硫（SO2）、氮氧化物（NOx）、臭氧（O3）、一氧化碳（CO）和铅（Pb）。

在美国，沥青搅拌站的气体排放必须获得许可证。许可证是根据估算年度污染物排放率而颁发，大多数热拌合设备的排放明显低于联邦气体排放限值。即便如此，一些州仍要求通过排放模型来确定其对场地的影响；有些州执行限制沥青搅拌站行业排放的法规。限制方面包括对年产量、燃料使用量或污染物浓度等的控制。美国联邦法规目前不限制热拌沥青设备的无组织排放；但是，由于沥青烟排放的预测和建模的局限性，今后的条例可能会限制搅拌站的使用。

EPA已经对沥青混合料的生产进行了广泛的测试、监督。在排放评估报告中，EPA的结论是：只要配备了标准的污染物控制设备，即使是最大产量的沥青搅拌站，所产生的污染也不是最主要的污染物来源。2002年，EPA正式宣布将沥青搅拌站从空气污染物的主要来源名单中摘除。

美国北卡罗莱纳州环境和自然资源部（NCDENR）研究了该州沥青厂对周围空气的影响（包括北卡罗莱纳州西部的丘陵地带）。1998年，由于一些居民对空气污染物排放的担忧，NCDENR暂时停止建造新的沥青厂。经过广泛的测试和建模，NCDENR重新建造沥青厂，并在使

用过程中发现通过适当控制搅拌站可以不降低空气质量或危害公众健康。

EPA对搅拌站排出的气体进行了试验，结果如表1所示。由表1可知，超过99%的废气由氮气、水蒸气、氧气和二氧化碳组成，预计这4种化合物的排放量不会影响公众环境。

EPA从1972年开始每年发布大气污染物排放因子报告，2004年发布了沥青搅拌站AP-42研究报告，此报告成为沥青搅拌站排放研究的一个重要依据。

在AP-42排放因子数据库中，每个计算所得的排放因子都根据其可信度分为A、B、C、D、E、U六个质量等级，见表2。

排放因子的确定有助于估算各种空气污染源的排放量，美国AP-42排放系数手册总结了沥青搅拌站的主要污染物排放因子。

（1）可过滤性PM。通过89次测试数据得出，数据范围为0.001 2~0.09 0 kg·t－1，平均值为0.013 kg·t－1。

（2）可凝性有机颗粒物。通过24次测试数据得出，数据范围为5.9×10－6~0.009 1 kg·t－1，平均值为0.002 1 kg·t－1。

（3）PM10。数据范围为0.013~0.004 9 kg·t－1。

（4）CO。由12次测试数据得出，包括天然气、丙烷、重油等燃料无组织排放CO，数据范围为0.017~0.65 kg·t－1，平均值为0.20 kg·t －1，数据可信度为C级。