建筑垃圾資源化利用

發布日期:2020-03-06 11:59

一、建筑垃圾簡介

1.1定義

根據原建設部2003年頒布的《城市建筑垃圾和工程渣土管理規定》,建筑垃圾、工程渣土是指建設、施工單位或個人對各類建筑物、構筑物等進行建設、拆遷、修繕及居民裝飾房屋過程中所產生的余泥、余渣、泥漿及其他廢棄物。
“建筑垃圾垃圾不是一無是處,而是放錯了的資源”,目前資源化利用主要針對各類建/構筑物拆垃圾,95%以上的工程垃圾、拆除垃圾可以回用或再生使用。用建筑垃圾可以生產再生骨料直接使用,還可以制成各種再生制品,大量用于建筑材料、道路材料、水體治理和海綿城市建設。

1.2分類

建筑垃圾的產生具有階段性、集中性、地域性、突發性強等特點,建筑垃圾按照產生來源,大致可以分為拆除垃圾、工程棄土、裝飾裝修垃圾、其他工程余渣四類(不同地區可能有差異),如下圖所示:
                   

目前資源化利用主要針對各類建/構筑物拆除垃圾,垃圾的成分隨著建筑物年代、所處地區的不同而不同,建筑垃圾主要成分如下:

1.3現狀

隨著我國城鎮化進程不斷加快,建筑垃圾年產生量超過20億噸,占城市垃圾的30%~40%,造成了嚴重的生態危機。長期以來,因缺乏統一完善的建筑垃圾管理辦法,缺乏科學有效、經濟可行的處置技術,建筑垃圾絕大部分未經任何處理,便露天堆放或簡易填埋。我國建筑產業正處于快速發展時期,建筑垃圾資源化推進嚴重滯后,目前資源化利用率不足10%,遠遠低于歐美(90%)、日本(97%)和韓國(95%)等發達國家和地區。建筑垃圾資源化利用事關城市生態環境的協調發展,我國建筑垃圾的綜合利用已刻不容緩。

1.4危害

1.建筑垃圾隨意堆放易產生安全隱患
目前大多數城市建筑垃圾堆放地的選址在很大程度上具有隨意性,留下了不少安全隱患。施工場地附近多成為建筑垃圾的臨時堆放場所,由于只圖施工方便和缺乏應有的防護措施,在外界因素的影響下,建筑垃圾堆出現崩塌,阻礙道路甚至沖向其他建筑物的現象時有發生。在郊區,坑塘溝渠多是建筑垃圾的首選堆放地,這不僅降低了對水體的調蓄能力,也將導致地表排水和泄洪能力的降低。
由于建筑垃圾中也含有少量易燃物,因此也會引發火災,同時建筑垃圾堆放處一般居民較少,導致災害的可能性較大。因此建筑垃圾隨意堆放不僅直接造成對土壤、水質、空氣等的污染,同時也存在隱性的安全隱患。
2.建筑垃圾影響空氣質量
隨著城市的不斷發展,大量的建筑垃圾隨意堆放,不僅占用土地,而且污染環境,并且直接或間接地影響著空氣質量。
目前我國的建筑垃圾大多采用填埋的方式處理,然而建筑垃圾在堆放過程中,在溫度、水分等作用下,某些有機物質發生分解,產生有害氣體,如建筑垃圾廢石膏中含有大量硫酸根離子,硫酸根離子在厭氧條件下會轉化為具有臭雞蛋味的硫化氫,廢紙板和廢木材在厭氧條件下可溶出木質素和單寧酸并分解生成揮發性有機酸,這種有害氣體排放到空氣中就會污染大氣;垃圾中的細菌、粉塵隨風飄散,造成對空氣的污染;少量可燃建筑垃圾在焚燒過程中又會產生有毒的致癌物質,造成對空氣的二次污染。
3.建筑垃圾對水資源污染嚴重
建筑垃圾在堆放和填埋過程中,由于發酵和雨水的淋溶、沖刷,以及地表水和地下水的浸泡而滲濾出的污水——滲濾液或淋濾液,會造成周圍地表水和地下水的嚴重污染。
垃圾堆放場對地表水體的污染途徑主要有:垃圾在搬運過程中散落在堆放場附近的水塘、水溝中;垃圾堆放場淋濾液在地表漫流,流入地表水體中;垃圾堆放場中淋濾液在土層中滲到附近地表水體中。
垃圾堆放場對地下水的影響則主要是垃圾污染隨淋濾液滲入含水層,其次由受垃圾污染的河湖坑塘滲入補給含水層造成深度污染。垃圾滲濾液內不僅含有大量有機污染物,而且還含有大量金屬和非金屬污染物,水質成分很復雜。一旦飲用這種受污染的水,將會對人體造成很大的危害。
4.建筑垃圾占用土地 降低土壤質量
隨著城市建筑垃圾量的增加,垃圾堆放點也在增加,而垃圾堆放場的面積也在逐漸擴大。垃圾與人爭地的現象已到了相當嚴重的地步,大多數郊區垃圾堆放場多以露天堆放為主,經歷長期的日曬雨淋后,垃圾中的有害物質(其中包含有城市建筑垃圾中的油漆、涂料和瀝青等釋放出的多環芳烴構化物質)通過垃圾滲濾液滲入土壤中,從而發生一系列物理、化學和生物反應,如過濾、吸附、沉淀,或為植物根系吸收或被微生物合成吸收,造成郊區土壤的污染,從而降低了土壤質量。
此外,露天堆放的城市建筑垃圾在種種外力作用下,較小的碎石塊也會進入附近的土壤,改變土壤的物質組成,破壞土壤的結構,降低土壤的生產力。
另外城市建筑垃圾中重金屬的含量較高,在多種因素的作用下,其將發生化學反應,使得土壤中重金屬含量增加,這將使作物中重金屬含量提高。受污染的土壤,一般不具有天然的自凈能力,也很難通過稀釋擴散辦法減輕其污染程度,必須采取耗資巨大的改造土壤的辦法來解決。

二、資源化利用簡介

2.1政策

我國越來越重視建筑垃圾、建筑固廢等問題,陸續出臺了很多法律法規和政策性文件支持垃圾循環利用,例如《城市建筑垃圾管理規定》、《中華人民共和國循環經濟促進法》、《循環經濟發展戰略及近期行動計劃》、《資源綜合利用產品和勞務增值稅優惠目錄》、《中共中央、國務院關于加快推進生態文明建設的意見》、《“無廢城市”建設試點工作方案》等。目前全國已經有兩百多個省、市和地方對建筑垃圾資源化利用作出了規定。

山西省人民政府高度重視建筑垃圾處理和利用工作,出臺有《山西省人民政府辦公廳關于進一步加強建筑垃圾管理加快推進資源化利用的通知》、《加強建筑垃圾管理加快推進資源化利用實施方案》等文件,明確提出“到2020年,各設區市至少建成1個建筑垃圾 資源化利用設施,建筑垃圾資源化利用率達到30%以上,原則上 不得再新設建筑垃圾填埋場。到2025年,全省建筑垃圾資源利用 率要達到60%以上,并逐步關閉原有建筑垃圾填埋場”:

2.2標準

國家和地方/行業出臺了諸多技術標準/規范/規程等指導建筑垃圾處理和資源化利用,例如:《建筑垃圾處理技術標準》(CJJ/T134-2019)、再生混凝土和砂漿用再生細骨料》(GB/T 25176-2010)、《再生混凝土用粗骨料》(GB/T 25177-2010)、《再生骨料應用技術規程》(JGJ/T240-2011)、《再生混凝土結構設計規程》(DB11/T803-2011)等。

2.3設備

目前國內外主流的建筑垃圾處理處置設備主要分為移動式處置和固定式處置(位于廠房內)兩種。以運城市區建筑垃圾特許經營企業使用的設備為例說明如下:

1.移動式處置

移動破碎設備可進入現場直接對建筑垃圾進行處置,省去清運費用,避免清運過程的二次污染;處置任務完成后,移動設備即可隨即撤離,不占用和浪費土地。本項目采用的移動破碎機和篩分機、聯合分離機,得到的再生骨料粒度分布及清潔度高,均可滿足再生產品的高標準要求。

建筑垃圾通過挖掘機喂入給料機(帶除土)再進入破碎機,破碎后過除鐵器進入移動篩分車進行篩分:人工撿去較大的塑料、木屑等垃圾,然后進入聯合分選車,經輕物質處理后即得再生骨料產品。

主要設備:

2.固定式處置

建筑垃圾由振動篩分給料機喂入顎式破碎機(渣土經除土篩除去,大顆粒料也進入反擊破破碎),再進入建筑垃圾專用反擊破碎機進行破碎,破碎后的物料經過除鐵器除鐵后進入圓振篩振動篩分,其中:①大于31.5mm物料由返料皮帶輸送至反擊破碎機進行二次破碎;②20-31.5mm的物料經輕物質分離處理得到20-31.5mm骨料;③20mm以下的再進圓振篩篩分,經輕物質分離處理得到0-5mm、5-10mm和10-20mm的骨料(產品粒徑根據實際可選擇,以上僅為工藝敘述參考)。

2.4工藝和產品

建筑垃圾處理首先經過初級利用,包含了初選、破碎、篩分、清洗等,得到出不可再生利用的產品例如再說骨料、鋼筋、泥餅等。再次進行深度利用,通過精品制砂、粉磨/配料攪拌成型等,生產再生混凝土砌塊、再生砂漿、再生混凝土、再生筑路材料等再生產品。過程如下:

三、運城模式簡介

3.1項目概況

運城市區建筑垃圾清運處置及資源化利用特許經營項目由運城萬瑞環??萍加邢挢熑喂疽巹?、設計、建設、運營,涵蓋建筑垃圾清運、資源化處置利用以及綠色建材,建設等全產業鏈,總投資2.8億元,其中核心部分為循環經濟產業園項目,占地220畝,廠房面積38000多平米。主要產品為:再生骨料、高活性微粉、預拌砂漿、綠色高性能混凝土、透水磚、水工磚、RDF燃料以及裝配式住宅預制構件等。該項目建成投用后,年處理建筑垃圾能力為200萬噸,可有效解決建筑垃圾占用大量土地、污染環境的問題,為運城市城市建設、經濟發展、產業升級做出突出貢獻。
循環經濟產業園主要包含四個模塊:建筑垃圾處置基地、海綿城市裝配式建筑示范基地、青少年愛國主義教育基地、循環經濟與3D打印科普實驗基地。產業園功能模塊如下:
項目投用新型智能清潔能源密封清運車,采用了智能管理平臺“互聯網+模式”,全面解決城市建筑垃圾清運污染及安全問題,為循環經濟產業園標準化配置車輛。車廂全封閉、無拋灑,無揚塵污染,加裝自清洗系統,氣體加壓設備,確保車輛全方位無附著,清運過程中不掛土、不沾土。

3.2項目模式

項目采用特許經營模式,通過全國招投標,授予企業30年特許經營權。項目同時創新的使用了“永久廠區+臨時消納場”模式,根據《運城市城區建筑垃圾資源化專項規劃(2018-2030)》,永久廠區近遠期規劃2處,臨時消納場近遠期共規劃8處。目前項目建設進度:
1#資源化利用永久處置廠位于鹽湖大道與伯樂大道交叉口東南角,占地220畝,處置能力為建筑垃圾深度資源化利用200萬噸/年,已經開工奠基。2#半永久消納廠已投產,位于運城環城高速北口,喬安莊村815縣道旁,占地71畝處置能力為初級資源化利用50噸/年。3#北坡消納場正在建設,其余消納場正在規劃選址和建設。

3.2政府支持

運城市政府多次開專題會議研究決定建筑垃圾工作,同時成立運城市建筑垃圾資源化服務中心,正科級全額事業單位。制定《運城市建筑垃圾管理及資源化實施辦法》、《關于做好建筑垃圾再生產品綜合利用工作的意見》等文件,同時在財政政策上對項目大力支持,目前項目已申請到中西部補短板資金4002萬元。

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