淺析建筑垃圾預處理技術的發(fā)展及影響

郝粼波，張波，齊艷麗

（中國城市建設研究院有限公司，北京 100120）

引言

縱觀發(fā)達國家的發(fā)展史，建筑垃圾的規(guī)模化產生是國家經濟發(fā)展階段跨越的重要標志。以往對建筑垃圾隨意堆放、填海填溝的粗放型處理方式，帶來的不僅是對土地資源的浪費，還有對環(huán)境產生的諸多次生危害。

據國家住建部的統計信息，到2030年前我國將有約300億平米的老舊建筑拆除量，會產生不低于200億噸的建筑垃圾。提高建筑垃圾預處理技術的適用性及高效性，進一步拓寬建筑垃圾再生產品的應用領域，將是未來幾年資源化再生利用技術新的重要突破口[1]。

1 建筑垃圾資源化處理技術的重要性

建筑垃圾資源化處理技術的發(fā)展已受到國家的高度重視。國務院《資源綜合利用指導意見》和國發(fā)辦出臺的1號文《綠色建筑行動方案》等，都明確了建筑垃圾集中處理和分級利用的必要性，對于“地級以上城市要因地制宜設立專門的建筑廢棄物集中處理基地”的要求，將大力推動建筑垃圾資源化處理技術的更新與精進[2]。

針對建筑垃圾復雜成分的特點，采用最佳的處理方法，在實現垃圾處理無害化、減量化和資源化的基礎上，使建筑垃圾處理的環(huán)境效益和社會效益達到最佳是對建筑垃圾處理技術研究的根本目標。根據研究成果制定符合城市特點的建筑垃圾處理工藝路線，結合實際工程案例分析我國建筑垃圾處理技術存在的經驗與不足，實現建筑垃圾處理的減量化、資源化、無害化，進一步加大社會、環(huán)境和經濟效益[3]。

2 國內外建筑垃圾處理及利用現狀

2.1 國外建筑垃圾處理現狀

國外很多發(fā)達國家很早就認識到建筑垃圾不規(guī)范管理的危害性，并根據自身的情況制定了相應的管理措施及建筑垃圾回收再利用的具體實施方案，本文僅以發(fā)展較早、特點鮮明的幾個國家為例[4]。

（1）韓國

2003年，韓國政府就制定并頒布了《建設廢棄物再生促進法》，該法規(guī)不僅明確了建筑垃圾從產生到處置、從排放到監(jiān)管、從加工到資源化利用整個產業(yè)鏈各參與方的責任，還將建筑垃圾再生產品的使用規(guī)定為各建設工程的應盡義務。

韓國目前有約300家再生骨料公司，再生骨料根據品質分為普通骨料和優(yōu)質骨料，普通骨料主要作為路基料，優(yōu)質骨料則按比例作為天然料替代進行混凝土產品生產。對于約4500萬噸建筑垃圾的年產量，韓國目前再生利用率接近85%，國家通過對建筑垃圾的再生利用的應用，有效保護了環(huán)境和國土資源。

（2）美國

美國目前建筑垃圾年產量約3.25億噸，再生利用率超過70%，剩余部分進行功能性場平填埋。根據利用程度，美國建筑垃圾綜合利用分為三個等級：一是“低級利用”，如現場分揀回收、回填等，占建筑垃圾總量的50%～60%；二是“中級利用”，如經資源化處理，加工再生骨料，再制成各種建筑用磚等，約占建筑垃圾總量的40%；三是“高級利用”，如將建筑垃圾還原成水泥、瀝青等再生產品。最終使建筑垃圾處理達到減量化、資源化、無害化，使建筑垃圾綜合利用“產業(yè)化”。

（3）荷蘭

荷蘭目前建筑垃圾年產量約為1400萬噸，大多數是拆遷垃圾。政府制定并頒布了一系列法律，逐步建立并形成了建筑垃圾強制再循環(huán)運行的質量控制制度。

目前荷蘭建筑垃圾資源化處理的主要再生產品是篩砂，年產量超過100萬噸。政府構造了再循環(huán)網絡，由專業(yè)公司負責有效篩砂：依照污染水平分類，儲存干凈的再生產品，清理被污染的部分。

2.2 國內建筑垃圾處理現狀

在我國，以往對建筑垃圾處理的普遍做法是運到城郊農村露天堆放或掩埋，而用于城鎮(zhèn)道路回填、場地平整或加工再生產品等資源化利用的很少，資源化率不足5%。隨著城市建設的發(fā)展，我國建筑垃圾的管理從混亂無序開始走向規(guī)范化管理。目前，對建筑垃圾的處置主要有以下方式[5]：1）場平填方；2）填海造地；3）堆山造景；4）少量回收利用；5）大部分進行簡易填埋處置，少量混入生活垃圾收運系統進行處置。

3 建筑垃圾預處理技術工藝路線

3.1 濕式預處理工藝生產線

采用“一級破碎+智能揀選+除土+水力浮選+二級破碎+多級磁選+篩分+分級風選”處理工藝路線。濕式預處理系統工藝流程見圖1。

經上料系統進料后，物料首先進入顎式破碎機進行初步破碎，破碎后的物料經磁選機回收金屬后進入智能分揀平臺（可采用“機械手”或智能機器人），將大塊干擾雜物盡可能去除，剩余物料進入除土篩，孔徑設置根據經驗調節(jié)，對渣土進行高效篩除，篩網采用聚氨酯篩網，固定螺栓為下沉式螺栓結構，防止未選凈雜物及鋼筋掛堵篩網，另外可以降低噪聲。篩下物經帶式輸送機送至生產備料單元，部分可用于無機料生產的摻配料，剩余部分外運作為回填土。

篩除渣土后的物料進入濕式除雜系統，主要設備為水力浮選機，通過水力浮選原理，在清洗骨料的同時，將木塊、塑料等輕物體選出，經帶式輸送機送至雜物儲倉，定期外運處置。根據建筑垃圾分批次進料情況，來料品質較高時，可不經過水浮選系統，直接進入二次破碎環(huán)節(jié)。

圖1 濕式預處理系統工藝流程

該工藝的二次破碎設備選擇反擊式破碎機，對物料進一步破碎，經磁選機回收金屬后，進入多層振動篩。31.5mm以上物料返回破碎環(huán)節(jié)，5mm以下物料經帶式輸送機送至生產備料系統，5～10mm和20～31.5mm物料各自經過風選系統，進一步去除輕質雜物后，經帶式輸送機送至生產備料系統，作為各類再生產品原料。

3.2 干式預處理工藝生產線

采用“一級破碎+智能揀選+除土+初級風選+二級破碎+多級磁選+篩分+分級風選”處理工藝路線。

該工藝路線采用強力風選系統代替濕法處理中的水力浮選系統，旨在解決水資源缺乏區(qū)域以及含土量較低拆遷垃圾的節(jié)能化處置。

3.3 引入“磚混分離”模塊工藝生產線

目前，我國建筑拆除現場很難對建筑垃圾進行系統分類。國內建筑垃圾資源化處置工藝一般包含破碎、磁選、風選、篩分等工序，根據建筑垃圾類型、再生產品需求的不同而有所不同，尚無針對混雜建筑垃圾資源化系統處置的成熟工藝技術，普遍存在缺乏系統除雜手段、處理效率低、產品質量不穩(wěn)定等問題。

因此，在濕式和干式預處理工藝的基礎上引入“磚混分離”精分選環(huán)節(jié)是對傳統建筑垃圾預處理工藝路線的劃時代提升。磚混分離宜采用多級組合式工藝，以“形狀分離”作為初步工序，借助“水力淘汰”進行次級精選。經過“磚混分離”的再生骨料可最大限度擴展再生建材產品的應用領域，大幅提高處理廠的經濟效益。

4 預處理技術的發(fā)展對再生產品方案多樣性的推動

傳統的建筑垃圾處理過程中，缺乏風力、水力、磚混分離等“精分選”環(huán)節(jié)，再生產品也僅局限于低端再生骨料及再生壓制磚等低附加值產品。隨著預處理技術不斷發(fā)展，在大幅提高再生骨料質量的同時，隨著骨料種類的適當分離，建筑垃圾再生產品的選擇范圍也將得到進一步拓寬。

針對不同成分建筑垃圾的資源化處置，進行不同工藝組合的生產線研究，根據選別程度可對后續(xù)建筑垃圾再生產品線的選擇起到指導作用。預處理后的物料流向分析見圖2。

以華北某市實際設計工程為例，在精細化預處理的前提下，再生骨料優(yōu)質、分類多樣，以此為基礎，園區(qū)內共設置再生無機混合料、再生壓制磚、再生預拌砂漿、再生混凝土攪拌站和再生預制構件五條再生骨料產品生產線，最大限度地提高了建筑垃圾再生產品的市場附加值。

再生產品生產線工藝流程如圖3、圖4、圖5、圖6、圖7。

圖2 預處理后物料流向分析

圖3 再生無機混合料生產工藝流程

圖4 再生混凝土生產工藝流程

圖5 再生預制構件生產工藝流程

圖6 再生預拌砂漿生產工藝流程

圖7 再生壓制磚生產工藝流程

5 結論與展望

鑒于“磚混分離”設備在國內外至今仍無成熟穩(wěn)定的規(guī)?；a線案例，建筑垃圾預處理環(huán)節(jié)可不強制要求將混凝土和磚瓦類垃圾分離，而是通過來料拆遷垃圾特性，分批次處理，分品質生產高低端產品。

隨著建筑垃圾預處理技術的不斷發(fā)展，再生骨料的質量和精細化分類程度也將進一步提高。在此基礎上，將建筑垃圾處置與混凝土攪拌站、瀝青攪拌站等高附加值產品生產線相結合，既可將已有和新增污染源集中處置，又可拓寬建筑垃圾處理行業(yè)的生存空間，豐富完善多領域、跨行業(yè)的循環(huán)經濟體系，實現共贏。

根據實踐工程經驗，將建筑垃圾與生活垃圾等其他原料垃圾協同處置，以共建靜脈產業(yè)園的形式，充分實現“廢渣變原料，余熱供生產”的循環(huán)經濟理念，將單一的建筑垃圾處理上升到城市固體廢棄物綜合處理層面。