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建筑垃圾资源化利用

发布日期:2020-03-06 11:59

一、建筑垃圾简介

1.1定义

根据原建设部2003年颁布的《城市建筑垃圾和工程渣土管理规定》,建筑垃圾、工程渣土是指建设、施工单位或个人对各类建筑物、构筑物等进行建设、拆迁、修缮及居民装饰房屋过程中所产生的余泥、余渣、泥浆及其他废弃物
“建筑垃圾垃圾不是一无是处,而是放错了的资源”,目前资源化利用主要针对各类建/构筑物拆垃圾,95%以上的工程垃圾、拆除垃圾可以回用或再生使用。用建筑垃圾可以生产再生骨料直接使用,还可以制成各种再生制品,大量用于建筑材料、道路材料、水体治理和海绵城市建设。

1.2分类

建筑垃圾的产生具有阶段性、集中性、地域性、突发性强等特点,建筑垃圾按照产生来源,大致可以分为拆除垃圾、工程弃土、装饰装修垃圾、其他工程余渣四类(不同地区可能有差异),如下图所示:
                   

目前资源化利用主要针对各类建/构筑物拆除垃圾,垃圾的成分随着建筑物年代、所处地区的不同而不同,建筑垃圾主要成分如下:

1.3现状

随着我国城镇化进程不断加快,建筑垃圾年产生量超过20亿吨,占城市垃圾的30%~40%,造成了严重的生态危机。长期以来,因缺乏统一完善的建筑垃圾管理办法,缺乏科学有效、经济可行的处置技术,建筑垃圾绝大部分未经任何处理,便露天堆放或简易填埋。我国建筑产业正处于快速发展时期,建筑垃圾资源化推进严重滞后,目前资源化利用率不足10%,远远低于欧美(90%)、日本(97%)和韩国(95%)等发达国家和地区。建筑垃圾资源化利用事关城市生态环境的协调发展,我国建筑垃圾的综合利用已刻不容缓。

1.4危害

1.建筑垃圾随意堆放易产生安全隐患
目前大多数城市建筑垃圾堆放地的选址在很大程度上具有随意性,留下了不少安全隐患。施工场地附近多成为建筑垃圾的临时堆放场所,由于只图施工方便和缺乏应有的防护措施,在外界因素的影响下,建筑垃圾堆出现崩塌,阻碍道路甚至冲向其他建筑物的现象时有发生。在郊区,坑塘沟渠多是建筑垃圾的首选堆放地,这不仅降低了对水体的调蓄能力,也将导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,因此也会引发火灾,同时建筑垃圾堆放处一般居民较少,导致灾害的可能性较大。因此建筑垃圾随意堆放不仅直接造成对土壤、水质、空气等的污染,同时也存在隐性的安全隐患。
2.建筑垃圾影响空气质量
随着城市的不断发展,大量的建筑垃圾随意堆放,不仅占用土地,而且污染环境,并且直接或间接地影响着空气质量。
目前我国的建筑垃圾大多采用填埋的方式处理,然而建筑垃圾在堆放过程中,在温度、水分等作用下,某些有机物质发生分解,产生有害气体,如建筑垃圾废石膏中含有大量硫酸根离子,硫酸根离子在厌氧条件下会转化为具有臭鸡蛋味的硫化氢,废纸板和废木材在厌氧条件下可溶出木质素和单宁酸并分解生成挥发性有机酸,这种有害气体排放到空气中就会污染大气;垃圾中的细菌、粉尘随风飘散,造成对空气的污染;少量可燃建筑垃圾在焚烧过程中又会产生有毒的致癌物质,造成对空气的二次污染。
3.建筑垃圾对水资源污染严重
建筑垃圾在堆放和填埋过程中,由于发酵和雨水的淋溶、冲刷,以及地表水和地下水的浸泡而渗滤出的污水——渗滤液或淋滤液,会造成周围地表水和地下水的严重污染。
垃圾堆放场对地表水体的污染途径主要有:垃圾在搬运过程中散落在堆放场附近的水塘、水沟中;垃圾堆放场淋滤液在地表漫流,流入地表水体中;垃圾堆放场中淋滤液在土层中渗到附近地表水体中。
垃圾堆放场对地下水的影响则主要是垃圾污染随淋滤液渗入含水层,其次由受垃圾污染的河湖坑塘渗入补给含水层造成深度污染。垃圾渗滤液内不仅含有大量有机污染物,而且还含有大量金属和非金属污染物,水质成分很复杂。一旦饮用这种受污染的水,将会对人体造成很大的危害。
4.建筑垃圾占用土地 降低土壤质量
随着城市建筑垃圾量的增加,垃圾堆放点也在增加,而垃圾堆放场的面积也在逐渐扩大。垃圾与人争地的现象已到了相当严重的地步,大多数郊区垃圾堆放场多以露天堆放为主,经历长期的日晒雨淋后,垃圾中的有害物质(其中包含有城市建筑垃圾中的油漆、涂料和沥青等释放出的多环芳烃构化物质)通过垃圾渗滤液渗入土壤中,从而发生一系列物理、化学和生物反应,如过滤、吸附、沉淀,或为植物根系吸收或被微生物合成吸收,造成郊区土壤的污染,从而降低了土壤质量。
此外,露天堆放的城市建筑垃圾在种种外力作用下,较小的碎石块也会进入附近的土壤,改变土壤的物质组成,破坏土壤的结构,降低土壤的生产力。
另外城市建筑垃圾中重金属的含量较高,在多种因素的作用下,其将发生化学反应,使得土壤中重金属含量增加,这将使作物中重金属含量提高。受污染的土壤,一般不具有天然的自净能力,也很难通过稀释扩散办法减轻其污染程度,必须采取耗资巨大的改造土壤的办法来解决。

二、资源化利用简介

2.1政策

我国越来越重视建筑垃圾、建筑固废等问题,陆续出台了很多法律法规和政策性文件支持垃圾循环利用,例如《城市建筑垃圾管理规定》、《中华人民共和国循环经济促进法》、《循环经济发展战略及近期行动计划》、《资源综合利用产品和劳务增值税优惠目录》、《中共中央、国务院关于加快推进生态文明建设的意见》、《“无废城市”建设试点工作方案》等。目前全国已经有两百多个省、市和地方对建筑垃圾资源化利用作出了规定。

山西省人民政府高度重视建筑垃圾处理和利用工作,出台有《山西省人民政府办公厅关于进一步加强建筑垃圾管理加快推进资源化利用的通知》、《加强建筑垃圾管理加快推进资源化利用实施方案》等文件,明确提出“到2020年,各设区市至少建成1个建筑垃圾 资源化利用设施,建筑垃圾资源化利用率达到30%以上,原则上 不得再新设建筑垃圾填埋场。到2025年,全省建筑垃圾资源利用 率要达到60%以上,并逐步关闭原有建筑垃圾填埋场”:

2.2标准

国家和地方/行业出台了诸多技术标准/规范/规程等指导建筑垃圾处理和资源化利用,例如:《建筑垃圾处理技术标准》(CJJ/T134-2019)、再生混凝土和砂浆用再生细骨料》(GB/T 25176-2010)、《再生混凝土用粗骨料》(GB/T 25177-2010)、《再生骨料应用技术规程》(JGJ/T240-2011)、《再生混凝土结构设计规程》(DB11/T803-2011)等。

2.3设备

目前国内外主流的建筑垃圾处理处置设备主要分为移动式处置和固定式处置(位于厂房内)两种。以运城市区建筑垃圾特许经营企业使用的设备为例说明如下:

1.移动式处置

移动破碎设备可进入现场直接对建筑垃圾进行处置,省去清运费用,避免清运过程的二次污染;处置任务完成后,移动设备即可随即撤离,不占用和浪费土地。本项目采用的移动破碎机和筛分机、联合分离机,得到的再生骨料粒度分布及清洁度高,均可满足再生产品的高标准要求。

建筑垃圾通过挖掘机喂入给料机(带除土)再进入破碎机,破碎后过除铁器进入移动筛分车进行筛分:人工捡去较大的塑料、木屑等垃圾,然后进入联合分选车,经轻物质处理后即得再生骨料产品。

主要设备:

2.固定式处置

建筑垃圾由振动筛分给料机喂入颚式破碎机(渣土经除土筛除去,大颗粒料也进入反击破破碎),再进入建筑垃圾专用反击破碎机进行破碎,破碎后的物料经过除铁器除铁后进入圆振筛振动筛分,其中:①大于31.5mm物料由返料皮带输送至反击破碎机进行二次破碎;②20-31.5mm的物料经轻物质分离处理得到20-31.5mm骨料;③20mm以下的再进圆振筛筛分,经轻物质分离处理得到0-5mm、5-10mm和10-20mm的骨料(产品粒径根据实际可选择,以上仅为工艺叙述参考)。

2.4工艺和产品

建筑垃圾处理首先经过初级利用,包含了初选、破碎、筛分、清洗等,得到出不可再生利用的产品例如再说骨料、钢筋、泥饼等。再次进行深度利用,通过精品制砂、粉磨/配料搅拌成型等,生产再生混凝土砌块、再生砂浆、再生混凝土、再生筑路材料等再生产品。过程如下:

三、运城模式简介

3.1项目概况

运城市区建筑垃圾清运处置及资源化利用特许经营项目由运城万瑞环保科技有限责任公司规划、设计、建设、运营,涵盖建筑垃圾清运、资源化处置利用以及绿色建材,建设等全产业链,总投资2.8亿元,其中核心部分为循环经济产业园项目,占地220亩,厂房面积38000多平米。主要产品为:再生骨料、高活性微粉、预拌砂浆、绿色高性能混凝土、透水砖、水工砖、RDF燃料以及装配式住宅预制构件等。该项目建成投用后,年处理建筑垃圾能力为200万吨,可有效解决建筑垃圾占用大量土地、污染环境的问题,为运城市城市建设、经济发展、产业升级做出突出贡献。
循环经济产业园主要包含四个模块:建筑垃圾处置基地、海绵城市装配式建筑示范基地、青少年爱国主义教育基地、循环经济与3D打印科普实验基地。产业园功能模块如下:
项目投用新型智能清洁能源密封清运车,采用了智能管理平台“互联网+模式”,全面解决城市建筑垃圾清运污染及安全问题,为循环经济产业园标准化配置车辆。车厢全封闭、无抛洒,无扬尘污染,加装自清洗系统,气体加压设备,确保车辆全方位无附着,清运过程中不挂土、不沾土。

3.2项目模式

项目采用特许经营模式,通过全国招投标,授予企业30年特许经营权。项目同时创新的使用了“永久厂区+临时消纳场”模式,根据《运城市城区建筑垃圾资源化专项规划(2018-2030)》,永久厂区近远期规划2处,临时消纳场近远期共规划8处。目前项目建设进度:
1#资源化利用永久处置厂位于盐湖大道与伯乐大道交叉口东南角,占地220亩,处置能力为建筑垃圾深度资源化利用200万吨/年,已经开工奠基。2#半永久消纳厂已投产,位于运城环城高速北口,乔安庄村815县道旁,占地71亩处置能力为初级资源化利用50吨/年。3#北坡消纳场正在建设,其余消纳场正在规划选址和建设。

3.2政府支持

运城市政府多次开专题会议研究决定建筑垃圾工作,同时成立运城市建筑垃圾资源化服务中心,正科级全额事业单位。制定《运城市建筑垃圾管理及资源化实施办法》、《关于做好建筑垃圾再生产品综合利用工作的意见》等文件,同时在财政政策上对项目大力支持,目前项目已申请到中西部补短板资金4002万元。

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