建筑垃圾資源化處理及摻燒技術(shù)研究

摘要：目前，我國建筑垃圾存量過剩，資源化處理技術(shù)尚不成熟。在“無廢城市”建設(shè)背景下，梳理國內(nèi)建筑垃圾資源化處理政策法規(guī)，綜述國內(nèi)外建筑垃圾資源化處理現(xiàn)狀，探討國內(nèi)建筑垃圾輕質(zhì)物摻燒技術(shù)的研究進(jìn)展，為提升建筑垃圾資源化利用效率、推進(jìn)“無廢城市”建設(shè)提供技術(shù)指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞：建筑垃圾；資源化處理；摻燒；無廢城市

中圖分類號：X799.1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1008-9500（2024）10-0-04

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Research on Resource Utilization and Co-incineration Technology of Construction Waste

WU Hairen1， GUO Huidong1， ZHAI Lingge2

（1. Shanghai Chengtou Laogang Base Management Co.， Ltd.， Shanghai 201302， China;

2. Shanghai Environment Sanitation Engineering Design Institute Co.， Ltd.， Shanghai 200232， China）

Abstract： At present， there is an excess of construction waste in China， and the resource utilization technology is not yet mature. In the context of the construction of a “zero waste city”， the policies and regulations on the resource utilization of construction waste in China are reviewed， the current situation of resource utilization of construction waste is summarized at home and abroad， the co-incineration technology research progress of lightweight construction waste in China is explored， thus providing technical guidance for improving the efficiency of resource utilization of construction waste and promoting the construction of a “zero waste city”.

Keywords： construction waste; resource utilization; co-incineration; zero waste city

建筑垃圾是指建設(shè)、修繕或拆除建筑物、構(gòu)筑物和管網(wǎng)等時產(chǎn)生的廢棄物。隨著我國城市的快速更新，城市建筑垃圾存量劇增。這就需要提升城市環(huán)境衛(wèi)生質(zhì)量，構(gòu)建綠色可持續(xù)型城市?！盁o廢城市”理念應(yīng)運而生，被廣泛應(yīng)用于我國城市建設(shè)實踐。我國建筑垃圾體量龐大，成分復(fù)雜。2020年，我國建筑垃圾堆存量占城市固體廢物總量的40%[1]。目前，我國建筑垃圾資源化處理技術(shù)發(fā)展嚴(yán)重滯后，大部分仍采用簡易填埋方式，給城市環(huán)境和周邊居民健康帶來極大負(fù)面影響。如何緩解城市建筑垃圾存量劇增問題、推動建筑垃圾實現(xiàn)全量化利用，已成為推動城市綠色可持續(xù)發(fā)展的重要課題。

根據(jù)《建筑垃圾處理技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（CJJ/T 134—2019），

建筑垃圾可以分為5類，即工程渣土、工程泥漿、工程垃圾、拆除垃圾和裝修垃圾，包括泥漿、廢砂漿、碎石塊、混凝土塊、廢塑料、廢竹條和廢金屬等，具有存在周期長、危害性滯后等特點[2]。據(jù)統(tǒng)計，我國裝修垃圾和拆除垃圾產(chǎn)生量占建筑垃圾總量的70%～80%。裝修及拆除垃圾中，可再生資源含量較高，其中，混凝土、磚瓦等硬質(zhì)物料已成為制作再生骨料的重要原料，但其成分復(fù)雜，輕物質(zhì)、含泥量和壓碎值等關(guān)鍵性能指標(biāo)離散度較大，品質(zhì)不穩(wěn)定，資源化利用途徑有待進(jìn)一步研究和開發(fā)。

1 國內(nèi)建筑垃圾資源化處理政策法規(guī)

我國建筑垃圾產(chǎn)生量大，但資源化利用率僅有10%，資源化處理任務(wù)艱巨。為推動建筑垃圾的全面資源化處理和再生利用，國家已發(fā)布許多涉及建筑垃圾的政策法規(guī)，主要內(nèi)容涉及建筑垃圾的源頭減量化管理、中端精細(xì)化分類管理、末端垃圾資源化處理、收運環(huán)節(jié)的規(guī)范化管理及回收利用體系的建立等。2015—2024年，我國建筑垃圾資源化處理法規(guī)政策如表1所示。

近年來，上海市十分重視建筑垃圾的資源化利用，不斷完善建筑垃圾資源化利用體系，持續(xù)推動“無廢城市”建設(shè)，力爭到2025年全市建筑垃圾資源化利用率在93%左右。裝修及拆房垃圾的處理處置方面，相關(guān)管理規(guī)定逐步完善和成熟。2015—2024年，上海市建筑垃圾資源化處理政策法規(guī)如表2所示。

2 國外建筑垃圾資源化處理現(xiàn)狀

2.1 德國

德國建筑垃圾資源化利用途徑主要為礦山回填、焚燒或直接填埋，可回收再利用率約為88%，其建筑垃圾制備再生骨料的技術(shù)處于世界領(lǐng)先水平。截至2008年，德國再生骨料產(chǎn)量約為6 000萬t，占德國骨料總產(chǎn)量的10.6%。小粒徑的再生建筑材料一般用于基坑回填、碎石路面鋪設(shè)等；中等粒徑則用于排水碎石、路面碎石層的鋪設(shè)；大粒徑既可用作路基材料，又可用于骨料制造[3]。

2.2 日本

日本建筑垃圾處理及再生資源化利用較早，其垃圾減量化、廢棄物分離和再生骨料制作等處理技術(shù)早已成熟，目前資源化利用率可超過97%。不同的建筑垃圾有不同的處理方案。廢木料可用于制造炭化物或焚燒發(fā)電，廢塑料可用于制造垃圾衍生燃料，混凝土塊一般作為路基材料，金屬等則可用作鋼材原料[4]。

2.3 美國

美國采用多層次分級的垃圾管理模式，首先從源頭控制垃圾產(chǎn)生量，其次考慮垃圾的再循環(huán)利用，最后采取填埋方式進(jìn)行處理。建筑垃圾的綜合利用分為3個等級，即低級、中級和高級。低級利用是指建筑垃圾的現(xiàn)場分揀回收、回填；中級利用是指原生垃圾加工后進(jìn)行資源化處理，如加工成再生骨料后制成各類建筑用磚；高級利用為深度利用，將建筑垃圾還原成水泥、瀝青等再生產(chǎn)品，實現(xiàn)固廢處理減量化、資源化與無害化。

2.4 小結(jié)

發(fā)達(dá)國家的建筑垃圾資源化處理技術(shù)為我國提供一定的借鑒。一是重視并貫徹垃圾減量化原則，實行建筑垃圾源頭削減策略，通過廢棄物減量化設(shè)計，實現(xiàn)建筑垃圾零排放。二是優(yōu)化建筑垃圾處理處置技術(shù)，如粉碎、篩選、分割及細(xì)分選等，開發(fā)較為成熟的分選技術(shù)，確保預(yù)處理產(chǎn)品可直接作為資源化利用的原料。三是完善建筑垃圾資源化利用途徑和再利用生產(chǎn)體系，開發(fā)多樣化的再生資源產(chǎn)品，實現(xiàn)建筑垃圾市場化閉環(huán)處理。

3 國內(nèi)建筑垃圾資源化處理現(xiàn)狀

我國開展“無廢城市”建設(shè)工作試點以來，各城市在建筑垃圾資源化利用方面進(jìn)行不同的嘗試和探索。2020年，北京市建筑垃圾產(chǎn)生量為1.47億t，資源化處置率超過85%，再生產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于交通道路、園林綠化和河道治理等工程[5]。截至2022年底，蘇州市共建有建筑（裝修）垃圾處理設(shè)施6座，處置能力達(dá)560萬t/a；深圳市建設(shè)的首個建筑垃圾資源化利用試點項目再生利用率可超過90%[6]。

3.1 建筑垃圾資源化處理工藝

根據(jù)產(chǎn)生源、類型和組成不同，建筑垃圾往往需要采用不同的處理模式和工藝路線進(jìn)行合理的資源化利用。建筑垃圾處理模式可以分為移動式和固定式。根據(jù)運營周期，固定式處理模式又可分為就近臨時設(shè)施處置和集中固定設(shè)施處置。移動式處理模式主要具備破碎和篩分系統(tǒng)，無系統(tǒng)除雜和除土功能；固定式處理模式具備一套完整的破碎+篩分+除雜系統(tǒng)。根據(jù)垃圾類型的不同，可組合上述不同工藝路線形成新的垃圾處理模式。在具體項目實踐中，已有針對不同垃圾特點形成的工藝處理方案。我國建筑垃圾資源化處理模式如表3所示。

3.2 建筑垃圾資源化利用途徑

目前，建筑垃圾資源化利用途徑如表4所示。國內(nèi)建筑垃圾資源化利用途徑豐富，但技術(shù)水平不高。對于拆房垃圾、裝修垃圾等成分復(fù)雜、處理難度高的建筑垃圾，要進(jìn)一步突破高效分類分選關(guān)鍵技術(shù)。建筑垃圾中，輕質(zhì)可燃物具有一定可燃性，但比重小、成分復(fù)雜，導(dǎo)致分類回收困難，無法完全實現(xiàn)其利用價值。

4 國內(nèi)建筑垃圾摻燒研究進(jìn)展

在“無廢城市”建設(shè)背景下，合理的垃圾分類分選方式使垃圾焚燒設(shè)施處理量富裕，多元固廢協(xié)同焚燒處理需求大幅提升。2021年，上海市生活垃圾焚燒處理量為665.15萬t，協(xié)同處理一般工業(yè)垃圾、裝修垃圾分揀殘渣、濕垃圾殘渣等固廢138.17萬t；2022年，上海市生活垃圾焚燒處理量為678.24萬t，協(xié)同處理固廢178.14萬t。為更好地開展垃圾焚燒協(xié)同處置研究，現(xiàn)結(jié)合不同工業(yè)固廢及建筑垃圾摻燒案例進(jìn)行分析，以期為改進(jìn)建筑垃圾輕質(zhì)物摻燒技術(shù)提供參考。

葉羽凡等[7]設(shè)置不同摻燒比例的對照組，對一般工業(yè)固體廢物的焚燒爐煙氣進(jìn)行監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)摻燒可減小焚燒后固體廢物的熱灼減率。武繼旭等[8]研究垃圾肥料篩上物制成的垃圾衍生燃料，發(fā)現(xiàn)摻混10%～30%的垃圾衍生燃料對燃料的碳含量、硫含量、氮含量、灰分含量、水分含量和低位發(fā)熱值沒有不利影響。徐萌琦[9]對上海市裝修垃圾進(jìn)行生命周期評價，研究發(fā)現(xiàn)，“回收+制磚+制骨料+焚燒發(fā)電+填埋”方式是對環(huán)境最友好的一種裝修垃圾處理方式，因為再生骨料、再生磚的循環(huán)利用以及焚燒發(fā)電方式能夠降低能耗，避免污染物產(chǎn)生。企業(yè)采用立式多層高溫裂解技術(shù)，將建筑垃圾輕質(zhì)物有效轉(zhuǎn)換為清潔能源，從而實現(xiàn)建筑垃圾輕質(zhì)物的資源化利用，提高輕質(zhì)可燃物的資源化處理效率?？傮w而言，未來仍需要從摻燒量、摻燒方式等角度入手，開展與焚燒煙氣凈化相適應(yīng)的技術(shù)實踐研究，以完善建筑垃圾資源化利用技術(shù)體系。

5 結(jié)論

我國建筑垃圾資源化利用技術(shù)的發(fā)展是高質(zhì)量建設(shè)“無廢城市”的必然要求，而建筑垃圾輕質(zhì)物摻燒技術(shù)則是未來建筑垃圾資源化處理需要突破的難點。從國內(nèi)出臺的政策法規(guī)來看，我國建筑垃圾資源化處理的工作重點從基本處理處置發(fā)展到全鏈條監(jiān)管處理；從我國建筑垃圾處理現(xiàn)狀來看，再生回收利用途徑已較為豐富，但仍缺少先進(jìn)的再生處理工藝。未來，各地要結(jié)合建筑垃圾的實際特征，充分考慮除雜分選工藝，在保證再生產(chǎn)品符合應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)的前提下，實現(xiàn)建筑垃圾再生產(chǎn)品的市場化應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

1 楊 靜，劉燕麗.我國城市建筑垃圾資源化現(xiàn)狀及對策研究[J].中小企業(yè)管理與科技，2021

（2）：95-97.

2 王 波，孫 嘉，王靜峰，等.建筑垃圾處置政策與對策研究[J].建筑經(jīng)濟(jì)，2021（6）：9-10.

3 羅家強(qiáng).德國建筑垃圾資源化回收利用研究[J].環(huán)境與發(fā)展，2018（5）：52-53.

4 蒲云輝，唐嘉陵.日本建筑垃圾資源化對我國的啟示[J].施工技術(shù)，2012（21）：43-45.

5 王森彪，許澤勝，陳佳蕊.北京市建筑垃圾處置利用發(fā)展歷程研究[J].應(yīng)用化工，2022（3）：777-780.

6 王科林.成都市建筑垃圾處理現(xiàn)狀及可持續(xù)發(fā)展對策[J].環(huán)境衛(wèi)生工程，2017（6）：13-15.

7 葉羽凡，唐 正.一般工業(yè)固體廢物摻燒生活垃圾的可行性研究[J].廣東化工，2022（21）：168-170.

8 武繼旭，嚴(yán)雪萍，李 曄，等.生活垃圾衍生燃料摻燒過程環(huán)境影響分析研究[J].工業(yè)安全與環(huán)保，2015（3）：14-17.

9 徐萌琦.特大城市裝修垃圾的生命周期評價與碳足跡研究[D].上海：上海大學(xué)，2021.