水電站施工中環(huán)保抑塵劑的應用

前言：想要寫出一篇引人入勝的文章？我們特意為您整理了水電站施工中環(huán)保抑塵劑的應用范文，希望能給你帶來靈感和參考，敬請閱讀。

摘要:揚塵會造成城市灰霾天氣，對空氣質量產(chǎn)生重大影響。將以農(nóng)作物廢料為原料制備的新型環(huán)保抑塵劑LM應用于金沙水電站施工過程揚塵控制。實驗結果表明:抑塵劑LM質量濃度在1%～1.5%時，對金沙水電站施工現(xiàn)場紅、黃、灰三大類主要揚塵均能起到有效抑塵作用，保濕時間可達10h以上，且能較快滲透，尤以在紅塵中的滲透速率最快。SEM結果顯示，噴灑抑塵劑塵樣表面能形成均勻光滑固結層。

關鍵詞:抑塵劑;保水性;滲透性;施工揚塵

金沙水電站是金沙江中游十級水電樞紐規(guī)劃的第九級，位于金沙江中游攀枝花西區(qū)河段，其主要任務為發(fā)電，并兼有城市供水、防洪、旅游等綜合利用功能，建成后將提高攀枝花市用電保障能力，并服務地方經(jīng)濟。金沙水電站基坑及邊坡石方明挖合計約320萬m3，每天至少3個工作面同時開挖，工期預計7年，期間會產(chǎn)生大量施工揚塵。施工揚塵是由于地面上的塵土在風力、人為帶動及其他帶動飛揚而進入大氣的開放性污染源，是環(huán)境空氣中總懸浮顆粒物的重要組成部分［1－4］。為減少對周邊居民日常生活影響，達到施工過程中環(huán)保部門的相關要求，需要嚴格對電站建設施工過程中產(chǎn)生的大量揚塵進行有效控制。施工揚塵的控制不同于一般的表土固化，更關心揚塵顆粒間的結合速度、保水時效以及現(xiàn)場操作的流暢性［5－6］，因此課題組以農(nóng)業(yè)秸稈為原料有針對性的制備了新型環(huán)保抑塵劑LM。LM是一種復合型抑塵劑，該抑塵劑含有能與揚塵顆粒物產(chǎn)生較強親和力的離子基團，能通過濕潤、粘結、凝聚等作用將空氣中揚塵捕集沉降，并繼而在降塵顆粒物表面粘結成殼。本文主要探討了LM抑塵劑在金沙水電站施工揚塵控制中的應用性能。

1實驗

1.1材料與儀器

“LM”抑塵劑，以農(nóng)業(yè)秸稈為原料自制;塵樣，收集金沙水電站施工現(xiàn)場塵樣若干，105℃干燥2h，過80目篩，儲于干燥器內(nèi)備用。DHG－9145A恒溫箱，上海圣科儀器設備有限公司;WQS振動篩分儀，常泰勒儀器設備有限公司;NDJ－1數(shù)顯粘度測試儀，上海立晨科技有限公司。

1.2抑塵劑性能實驗

1.2.1粘度測試抑塵劑黏度決定了粉塵顆粒間黏結力大小，是防塵時粉塵黏結凝并效果的重要因素，黏度決定了抑塵劑應用性質，是評價抑塵劑性能優(yōu)劣的重要指標之一［7］。黏度越大，抑塵劑與物料表面黏結性能越強，固化效果越好，但是由于考率到它的黏度對穩(wěn)定性、儲存、噴灑對抑塵劑下滲深度存在一定的影響，需要根據(jù)實驗原料及實驗條件選擇合適黏度范圍。

1.2.2保水性能測試抑塵劑保水性主要表現(xiàn)在能夠減緩粉塵中的水分蒸發(fā)，從而有效的延長抑塵劑的有效抑塵時間。稱取20g經(jīng)處理后塵樣放在培養(yǎng)皿中，固定抑塵劑噴灑量為3mL/g塵樣，考慮到攀枝花年均氣溫在20℃以上，設定恒溫通風箱溫度為30℃，固定時間間隔稱取樣品重量，通過樣品重量變化來衡量抑塵劑保水性。

1.2.3滲透性能實驗在相同一條件下溶液滲透時間越短，說明滲透性能越好，所以一般根據(jù)抑塵劑在粉塵中滲透的速度作為抑塵劑滲透性能判別指標［8］。每種塵樣每組在口徑0.8cm試管中裝填相同高度，在試管上端加入同體積的抑塵劑溶液，測試塵樣完全滲透所需要的時間，以此計算滲透速率。

2結果與討論

2.1施工現(xiàn)場揚塵分析

金沙水電站施工過程中產(chǎn)生的揚塵主要有三類，見圖1。紅色揚塵，該揚塵為機器打孔石頭過程產(chǎn)生，塵樣粒徑細小，成粉末狀;另還有黃色揚塵和灰色揚塵，這兩種是施工現(xiàn)場土壤的主要類型，塵樣顆粒相對紅塵粗一些。三種塵樣的XRF分析結果如表1所示。白色和灰色揚塵的主要成分基本一致，只是各成分間數(shù)值略有差異;紅色揚塵氧化鎂含量較高，另還含有磷和鋇。

2.2“LM”抑塵劑的粘度測試

將“LM”抑塵劑與清水混合，分別配制了0.5%、1%、1.5%、2%和2.5%質量濃度的抑塵劑試樣，測試了各組的粘度值如表2所示。隨著濃度的增加，抑塵劑粘度也明顯增大。根據(jù)相關實際經(jīng)驗，在溫度不大于30℃以及質量分數(shù)小于25%，抑塵劑黏度小于4mPa·s方可進行實際噴灑使用，不會對噴灑造成困難［9］。通過現(xiàn)場噴霧機的現(xiàn)場實驗，當抑塵劑試樣濃度大于1.5%即粘度值超過3時，系統(tǒng)阻力過大，嚴重影響噴霧機水泵工作性能(噴灑距離縮短，噴霧水滴變大)，甚至發(fā)生堵塞。后面的抑塵性能實驗只試驗了0.5%、1%和1.5%三種濃度。

2.3“LM”抑塵劑的滲透性

抑塵劑滲透性能決定了最終形成的固結層厚度。抑塵劑的滲透性能與粘度、表面活性劑、粉塵性質、粉塵粒徑等因素有關［10］。不同濃度的“LM”抑塵劑在塵樣中的滲透速度如表3所示，抑塵劑在黃塵和灰塵中的滲透速率均慢于清水，且隨著濃度增加滲透速度越來越小，因為抑塵劑濃度增加，其粘度也增加，滲透阻力增大。在抑塵劑用量一定時，一般情況下塵樣表層土空隙率越小即塵樣顆粒粒徑越小，抑塵劑的滲透性能越差，則形成的固結層越薄;反之，形成固結層越厚。紅塵是三種現(xiàn)場土樣中粒徑分布最細小的，但表中數(shù)據(jù)表明，同種濃度抑塵劑在紅塵中的滲透速度反而最快，且隨著抑塵劑濃度增加，滲透速度有少許上升，應該是抑塵劑與紅塵中磷酸根等酸根離子發(fā)生了化學絡合的緣故。

2.4抑塵劑的保水性

不同濃度的“LM”抑塵劑與水在三種塵樣上的保濕性能見圖2。由圖2可見，噴灑抑塵劑的塵樣保水效果優(yōu)于自來水;抑塵劑濃度越大，保濕性能越好，但0.5%和1%的LM抑塵劑在紅塵中的差異不大。同種試樣在不同塵樣中表現(xiàn)來看，無論是水還是抑塵劑溶液在紅塵中的保濕性能更好一些，在黃塵和灰塵中的含水率隨著時間的推移下降得更快，因為紅塵顆粒細小，形成的表面固化層更堅固。相關研究表明，試劑噴灑抑塵過程中，當路面粉塵含水量大4%時可以保持粉塵濕潤，抑制揚塵;當噴水后塵樣含濕量低于4%將起不到抑塵的作用［11］。由實驗結果可知，噴灑自來水在紅塵、黃塵和灰塵上的有效抑塵時間只有4～6h，而噴灑抑塵劑(濃度1%和1.5%)的有效抑塵時間均可達到10h以上，與現(xiàn)場施工時間基本能對應。

2.5噴灑抑塵劑塵樣的微觀結果表征

噴灑抑塵劑(節(jié)取的噴灑1%濃度抑塵劑)塵樣的SEM照片如圖3所示，未噴灑抑塵劑的塵樣表面顆粒棱角分明，排列稀松，簡單堆結在一起，相互間無作用力，易揚起并長時間在空中停留。噴灑抑塵劑揚塵表面形成穩(wěn)固的團聚體，構成光滑而平整的固結層;三種塵樣中固階層的致密程度以紅塵最佳，其后依次為黃塵和灰塵。團聚固結的作用力存在能使空氣中細顆粒相互連接降落，并能在地表固化，強效抑塵。

3結論

LM抑塵劑對金沙水電站施工揚塵的控制是有效的，綜合考量保水性和滲透性及噴灑阻力的影響，抑塵劑在使用過程中適用調配濃度為1%～1.5%;噴灑抑塵劑后各塵樣表面能形成致密固結層，保濕時間能達10h以上。

參考文獻

［1］栗濤，陳旭.復合型抑塵劑在施工裸地中的應用［J］.城市住宅，2017，24(12):121－123.

［2］姚海飛，金龍哲，劉建，等.基于相似準則的新型抑塵劑的應用模擬實驗［J］.金屬礦山，2009，21(S1):753－756，760.

［3］杜翠鳳，蔡嗣經(jīng)，蔣仲安.YCH抑塵劑抑制露天礦路面揚塵的實驗研究［J］.北京科技大學學報，2007，30(S2):45－48.

［4］李杰，孫三祥，王亞娥，等.鐵路隧道煤揚塵污染規(guī)律試驗研究［J］．蘭州交通大學學報，2005，31(1):52－54.

［5］林木松，馬磊，李宇春，等.環(huán)保型煤流抑塵劑的研制及工業(yè)試驗研究［J］.中國電力，2017，50(8):168－172.

［6］馬云龍.化學抑塵劑的研究進展［J］.民營科技，2017，23(7):72.

［7］艾封年，張碧強.復合型道路抑塵劑在城市道路中的應用及經(jīng)濟分析研究［J］.環(huán)境科學與管理，2018，43(1):122－127.

［8］李云濤.不同配比高倍吸水樹脂抑塵劑抑塵效果研究［J］.西部交通科技，2008(2):97－100.

［9］張碧強.建筑工地復合型抑塵劑的制備及其性能研究［J］.廣州化工，2019(7):74－76，92

［10］孫健，王鈺穎，高丹紅.一種凝聚型抑塵劑的制備及性能測試［J］.礦業(yè)研究與開發(fā)，2019，41(4):111－115.

［11］王薇，霍茂清，鄭向軍，等.復合型抑塵劑的制備與應用研究［J］.環(huán)境工程，2010，28(S1):176－178，204.

作者：姜勇 龍洋 李雷 伍斌 單位：中國水利水電第七工程局有限公司