北京市建筑廢棄物資源化利用研究與項(xiàng)目示范

王明超，郭強(qiáng)，夏小青，邢麗娜，劉濤

（1.中國·城市建設(shè)研究院，北京100120；

2.清華同衡規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院有限公司，北京100085）

北京市建筑廢棄物資源化利用研究與項(xiàng)目示范

王明超1，郭強(qiáng)1，夏小青2，邢麗娜1，劉濤1

（1.中國·城市建設(shè)研究院，北京100120；

2.清華同衡規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院有限公司，北京100085）

針對(duì)北京市建筑廢棄物產(chǎn)量大、資源化利用率低的問題，分析了北京市建筑廢棄物的來源、產(chǎn)量、組分及處理現(xiàn)狀，闡述了建筑廢棄物資源化利用途徑和資源化利用工藝，介紹了朝陽區(qū)建筑廢棄物資源化示范項(xiàng)目建設(shè)情況，給出了北京市建筑廢棄物資源化利用設(shè)施建設(shè)合理建議。

建筑廢棄物；資源化；處理技術(shù)

建筑廢棄物既是亟需處理處置的廢棄物，同時(shí)又是可資源化利用程度較高的寶貴資源[1]。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2005年北京市建筑廢棄物排放量就已達(dá)到3600萬t[2]，且2001—2010年年均排放量已超過3800萬t/a（圖1），每年因此而占用土地超過467hm2。根據(jù)北京市人民政府印發(fā)的《全面推進(jìn)建筑垃圾綜合管理循環(huán)利用工作意見》的通知，通過提高建筑垃圾資源化設(shè)施處置能力等方式，全市建筑垃圾資源化率2015年達(dá)到80%。

根據(jù)北京市建筑廢棄物的組成特點(diǎn)和國內(nèi)外成熟的資源化再生工藝，結(jié)合北京市建筑廢棄物資源化利用設(shè)施建設(shè)規(guī)劃，分析了北京市建筑廢棄物成分、資源化產(chǎn)品、資源化工藝及發(fā)展趨勢(shì)，提出了北京市建筑廢棄物資源化處理的方案建議。

圖1 2001—2010年北京市建筑廢棄物產(chǎn)量統(tǒng)計(jì)圖

1 北京市建筑廢棄物特點(diǎn)

1.1 北京市建筑廢棄物的來源

北京市建筑廢棄物主要有以下來源。

（1）舊建筑物拆除和新建筑物施工過程中產(chǎn)生的建筑廢棄物（如居住小區(qū)建筑保溫改造、奧林匹克體育設(shè)施建設(shè)等）；

（2）重大市政基礎(chǔ)設(shè)施動(dòng)遷改建所產(chǎn)生的建筑廢棄物（如地鐵施工、立交橋施工、市政管道改造等）；

（3）居民家庭裝修裝飾產(chǎn)生的裝修廢棄物；

（4）因意外原因（如老化、臺(tái)風(fēng)、強(qiáng)降雨等）造成的建筑物坍塌產(chǎn)生的建筑廢棄物。

1.2 北京市建筑廢棄物產(chǎn)量

北京市建筑廢棄物主要由上述（1）、（2）和（3）構(gòu)成，其中，（1）和（2）占總產(chǎn)量的75%以上[2]。

受城市建設(shè)和奧運(yùn)工程的影響，前幾年北京建筑廢棄物產(chǎn)量持續(xù)走高，可以預(yù)見，伴隨2022年冬季奧運(yùn)會(huì)的申辦，北京市周邊城區(qū)基建力度的加大，建筑廢棄物也會(huì)保持較高的產(chǎn)量，預(yù)計(jì)很長一段時(shí)間平均產(chǎn)量都會(huì)維持在4000萬t左右。

1.3 北京市建筑廢棄物成分

建筑廢棄物組分受區(qū)域、廢棄物來源、建筑類型、房屋結(jié)構(gòu)、施工方式等影響。圖2和圖3分別為建筑拆除垃圾和建筑施工垃圾的組分。

圖3 北京市建筑施工垃圾組分

可見，北京市建筑廢棄物中主要組分有：混凝土、磚塊、碎石、灰塵、玻璃、金屬、竹木、有機(jī)雜質(zhì)等。施工類建筑廢棄物中砂的含量為14.88%，均具有較高的資源化價(jià)值。

1.4 北京市建筑廢棄物處理現(xiàn)狀

目前，北京市實(shí)行建筑廢棄物消納許可制度。截至2013年10月25日，北京市獲得建筑垃圾、渣土消納許可的場(chǎng)所共有23處，主要以消納工程槽土、拆遷垃圾、裝修垃圾等為主。

北京市建筑廢棄物資源化處理處于探索階段，處置工藝主要以回填、填埋等線性操作模式為主，回收利用率較低。

為加強(qiáng)北京市建筑廢棄物管理和資源化利用，北京市出臺(tái)《關(guān)于全面推進(jìn)建筑垃圾綜合管理循環(huán)利用工作的意見》和《北京市“十二五”時(shí)期環(huán)境衛(wèi)生事業(yè)發(fā)展建設(shè)規(guī)劃》，提出，先期在北京市東、西、南、北各建成1座“建筑廢棄物資源化處置設(shè)施”，并規(guī)劃建設(shè)9座建筑垃圾資源化處理廠，形成全市2萬t/d的處理能力。明確了北京市建筑廢棄物資源化處理的總體目標(biāo)為：2012年資源化率達(dá)到40%，2015年達(dá)到80%。

2 建筑廢棄物資源化利用途徑

建筑廢棄物資源化產(chǎn)品主要有：無機(jī)混合料、再生砌塊、再生骨料、預(yù)拌混凝土、預(yù)拌砂漿等。

再生砌塊是國內(nèi)建筑廢棄物資源化的最主要途徑，技術(shù)成熟，應(yīng)用廣泛。周理安等人[3]通過對(duì)再生磚的空隙特征、力學(xué)性能及墻體保溫性能的試驗(yàn)證明，再生磚具有良好的力學(xué)性能，再生磚砌體滿足《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50003—2001）對(duì)抗壓、抗剪性能的要求，且再生磚墻體能夠滿足65%節(jié)能指標(biāo)要求。再生砌塊已在北京建筑工程學(xué)院實(shí)驗(yàn)樓、北京新農(nóng)村建設(shè)以及邯鄲市金世紀(jì)商務(wù)中心等工程實(shí)例中得到廣泛應(yīng)用[4]。

將建筑廢棄物破碎、分選、除雜、篩分后，全部或部分代替砂石天然骨料可配制成再生骨料混凝土（RAC）[5]。建筑廢棄物資源化工藝與設(shè)備選型對(duì)再生骨料的性質(zhì)（如含泥量、針片狀含量、壓碎性能、密度等）有較大影響，從而對(duì)再生混凝土制品性能產(chǎn)生影響。華軍艦等人[6,7]的研究表明，利用磚瓦類建筑廢棄物作為粗骨料，只適合配制C25以下低強(qiáng)度等級(jí)的再生混凝土，且替代率不能超過60%；廢混凝土作為再生骨料則可生產(chǎn)C25-C50強(qiáng)度等級(jí)，且性能良好的再生骨料。

《固定式建筑垃圾資源化處置設(shè)施建設(shè)導(dǎo)則》（試行）中規(guī)定，建筑廢棄物資源化處理設(shè)施應(yīng)在混凝土制品、無機(jī)料、預(yù)拌混凝土、預(yù)拌砂漿中至少選擇兩種資源化產(chǎn)品來配備生產(chǎn)線。

3 建筑廢棄物資源化利用工藝

根據(jù)建筑廢棄物的不同來源、資源化利用方式和對(duì)處理深度的不同要求，建筑廢棄物資源化處理設(shè)施主要有移動(dòng)式和固定式兩類。

3.1 移動(dòng)式處理設(shè)施

移動(dòng)式建筑垃圾處理站是將建筑垃圾破碎篩分和粗分選處理集成在可移動(dòng)平臺(tái)上的處理設(shè)備，在施工現(xiàn)場(chǎng)，根據(jù)用戶的需要可將建筑廢棄物分為不同粒徑的再生骨料，就地實(shí)現(xiàn)資源化利用。

移動(dòng)式處理設(shè)施利用機(jī)動(dòng)性強(qiáng)的特點(diǎn)，可深入復(fù)雜的施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行作業(yè)，在源頭上對(duì)建筑廢棄物進(jìn)行處理，便于源頭分類，提高了建筑廢棄物資源化利用率，并且減少了建筑廢棄物的運(yùn)輸成本。再生骨料主要用作現(xiàn)場(chǎng)回填、道路墊層、基層材料等，優(yōu)質(zhì)骨料可送至再生工廠進(jìn)一步提高其資源化價(jià)值。在我國部分城市的建筑拆遷、市政設(shè)施施工、道路施工等城市建設(shè)過程中，移動(dòng)式建筑廢棄物處理設(shè)施已得到較為廣泛的應(yīng)用。

3.2 固定式處理設(shè)施

固定式建筑廢棄物處理設(shè)施可根據(jù)區(qū)域建筑廢棄物特性和再生產(chǎn)品的選擇，選擇不同的破碎、篩分、分選及其組合配置模式，一般采用多級(jí)破碎、耦合多級(jí)篩分、磁選等工藝，輔以風(fēng)力分選、水力浮選、顆粒整形等除雜設(shè)施，提高再生骨料的品質(zhì)，再生骨料可部分替代原生骨料，用于再生混凝土、再生砂漿、再生混凝土制品等再生產(chǎn)品的生產(chǎn)中，直接提高了建筑廢棄物的資源化利用價(jià)值。

4 北京市朝陽區(qū)建筑廢棄物資源化示范項(xiàng)目

北京市規(guī)劃建設(shè)9座建筑垃圾資源化處理廠，朝陽區(qū)建筑廢棄物資源化示范項(xiàng)目是先期開展的4個(gè)項(xiàng)目之一。項(xiàng)目選址位于北京市朝陽區(qū)循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)園內(nèi)，占地13.3hm2，建筑廢棄物設(shè)計(jì)處理能力為100萬t/a。

建筑廢棄物處理采用“固定線+移動(dòng)線”的組合搭配模式，移動(dòng)線采用“移動(dòng)破碎+移動(dòng)篩分+磁選”的組合處理模式，解決集中拆遷、現(xiàn)場(chǎng)利用等問題，提高利用效率。處理廠內(nèi)采用固定處理線，采用“顎式破碎+兩級(jí)風(fēng)選除塵+多級(jí)磁選+反擊式破碎+水力浮選+粒徑整形”的綜合處理工藝。此外，設(shè)置通風(fēng)除塵、噴淋降塵的措施，杜絕粉塵污染。廠區(qū)車間整體采用密閉式設(shè)計(jì)、車間式生產(chǎn)流程及自動(dòng)化作業(yè)。

項(xiàng)目達(dá)產(chǎn)后，年產(chǎn)無機(jī)混合料50萬t，商品混凝土40萬m3，混凝土砌塊8.0萬塊（折合標(biāo)磚）。生產(chǎn)成本136.27元/t，運(yùn)營成本123.91元/t。

該項(xiàng)目對(duì)北京市長遠(yuǎn)建設(shè)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重要作用，在國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中社會(huì)效益和環(huán)境效益顯著。項(xiàng)目實(shí)施后，可使北京市建筑廢棄物達(dá)到資源化處理的要求，具有巨大的環(huán)境效益。

5 結(jié)語

北京市龐大的建筑廢棄物產(chǎn)量和較低的資源化利用率，既給城市環(huán)境和末端處置設(shè)施提出嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，又給建筑廢棄物資源化再生產(chǎn)業(yè)帶來前所未有的機(jī)遇。實(shí)現(xiàn)建筑廢棄物資源化再生利用，堅(jiān)持可持續(xù)發(fā)展和循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式，探索北京市建筑廢棄物特性，研究適合北京市建筑廢棄物資源化市場(chǎng)的處理模式和管理機(jī)制，具有重大的社會(huì)意義。

首先，應(yīng)強(qiáng)化現(xiàn)場(chǎng)處理、就地利用、源頭分類、過程管理，提高建筑廢棄物的資源化利用率和運(yùn)輸效率。

其次，對(duì)市內(nèi)建筑廢棄物資源化處理設(shè)施進(jìn)行科學(xué)規(guī)劃、統(tǒng)一實(shí)施，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)設(shè)施和固定設(shè)施合理搭配、不同品質(zhì)建筑廢棄物處理設(shè)施合理搭配、不同再生產(chǎn)品之間的合理搭配。

再次，再生產(chǎn)品的選擇應(yīng)兼顧建筑廢棄物性質(zhì)和再生產(chǎn)品市場(chǎng)的需求，加強(qiáng)質(zhì)量管理。

最后，政府應(yīng)通過項(xiàng)目示范，強(qiáng)化管理，大力扶持建筑廢棄物資源化再生產(chǎn)業(yè)發(fā)展，鼓勵(lì)再生產(chǎn)品的使用。

[1]王羅春，趙由才.建筑垃圾處理與資源化[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2004.

[2]崔素萍，涂玉波.北京市建筑垃圾處置現(xiàn)狀與資源化[A].固體廢棄物在城鎮(zhèn)房屋建筑材料的應(yīng)用研究——中國硅酸鹽學(xué)會(huì)房建材料分會(huì)2006年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C].2006.

[3] 周理安.建筑垃圾再生磚制備技術(shù)及其性能研究[D].北京:北京建筑工程學(xué)院，2010.

[4] 陳家瓏.建筑廢棄物（建筑垃圾）的資源化利用及再生工藝[J].混凝土世界，2010，15:44-47.

[5] 李明.建筑垃圾的再生混凝土應(yīng)用技術(shù)研究[J].工程材料與設(shè)備，2010，28(1):254-260.

[6]華軍艦.建筑垃圾再生混凝土的研究[D].北京:北京建筑工程大學(xué)，2007.

[7] 邱樹恒，王軍，馮慶革，等.建筑垃圾再生粗細(xì)骨料對(duì)混凝土強(qiáng)度的影響[J].廣西大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版，2011，36(3):518-521.

Reutilizationofconstructionwasteand demonstrationprojectinBeijing

WANGMingchao1,GUOQiang1,XIAXiaoqing2,XINGLina1,LIUTao1
（1.ChinaUrbanConstructionDesignandResearchInstitute,Beijing100120,China; 2.TsinghuaTongHengUrbanPlanningDesignandResearchInstituteCo.,Ltd,Beijing100085,China）

Aimingattheproblemsofconstructionwastewithlargeproductionandlowutilizationrate,thepaper analyzedthesource,amount,compositionandprocessingstatusofconstructwasteinBeijing.Itelaboratedtherecycling waysandreutilizationtechnologyofconstructwaste.Meanwhile,therecyclingdemonstrationprojectinChaoyang Districtwasintroduced.Finally,thereasonableproposalsweregiventhattheconstructwasterecyclingfacilitiesshould bebuiltinBeijing.

constructionwaste;resource;processingtechnology

X799.1

A

1674-0912（2014）03-0040-03

2014-02-27）

北京市朝陽區(qū)科技計(jì)劃項(xiàng)目——建筑垃圾資源化利用系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究（KC1202）

王明超（1986-），男，研究生學(xué)歷，助理工程師，從事環(huán)境衛(wèi)生工程設(shè)計(jì)研究工作。