淺析裝修垃圾預處理技術應用及其在我國的發展

郝粼波

（中國城市建設研究院有限公司，北京 100120）

1 引言

根據國家住建部信息，我國目前年產生建筑垃圾約2.0×109t，整個“十三五”期間均呈逐年增長的趨勢，其產生量為城市垃圾總量的30%～40%。進入“十四五”時期，我國建筑垃圾產生量預計會突破3.0×109t。建筑垃圾資源化處理技術的發展已經得到國家決策平臺高度的重視，國務院資源綜合利用指導意見和國辦發〔2013〕1 號文《綠色建筑行動方案》等眾多文件都明確了建筑垃圾集中處理和分級利用的必要性［1］。

裝修垃圾作為建筑垃圾的重要組成部分，產生于室內裝潢過程，主要包含房屋裝飾裝修過程中產生的金屬、混凝土、磚瓦、陶瓷、玻璃、木材、塑料、石膏、涂料等廢物，其中，可用于骨料資源化利用的成分（如磚塊、混凝土塊等） 占40%～60%，可適度資源化的成分（如陶瓷、玻璃、木塊、板材、塑料等） 占15%～35%，廢五金等高價值可回收物成分占3%～9%，灰土類組分占10%～18%，其余為墻紙、織物、石棉等一般廢物。房屋裝修垃圾按組成分類示意見圖1。

圖1 裝修垃圾分類示意

已有數據表明，裝修過程中每平方米的建筑面積一般產生0.1～0.4 m3的垃圾，該值的浮動與裝修的精致程度及要裝修的房屋原狀有關，舊房屋裝修產生的垃圾量一般是新房屋的1.4～3.0 倍［2］。CJJ/T 134—2019 建筑垃圾處理技術標準表明，單位戶數裝修垃圾產生量基數為0.5～1.0 t/（戶·a）。有研究表明，未經分離處理的簡易堆放裝修垃圾中，混凝土和水泥混合物可檢測到重金屬As、Cr、Hg、Zn［3］。裝修垃圾的隨意堆置或與生活垃圾共混填埋，不僅侵占大量土地資源，還會導致其中的重金屬等污染組分隨降雨及生活垃圾滲濾液的影響浸出并發生遷移，污染周圍水體和土壤［4］。

鑒于裝修垃圾自身成分復雜、可資源化組分含量高等特點，近年我國對于裝修垃圾的處理思路已從簡易堆放、填埋逐步向適度資源化處理方向發展［5］。裝修垃圾自身資源化處理程度的提高，也必將大幅提升我國建筑垃圾整體資源化率指標。根據研究成果制定符合我國特點的裝修垃圾處理工藝路線，并結合實際工程分析我國建筑裝修垃圾處理技術存在的經驗與不足，實現裝修垃圾處理的無害化、減量化、資源化，必將整體提升社會、環境和經濟效益［6］。結合已建項目運行經驗及相關資料，提出符合我國裝修垃圾特點的預處理工藝技術方案：預處理綜合分選+骨料類再生建材制備+可燃物RDF 制備/外運焚燒+惰性物外運填埋處理，旨在進一步提高“廠內”資源化率指標，并力求以“適用性”為前提對國外技術設備進行國產化應用。

2 國內外裝修垃圾處理及利用現狀

國外很多發達國家早已認識到裝修垃圾不規范管理的危害性，對于裝修垃圾的收集、運輸、處置都高度重視，并根據自身情況制定了符合國情的管理措施及處置方案［7］。

韓國政府早在21 世紀初就制定并頒布了《建設廢棄物再生促進法》，明確了分類別建筑垃圾從產生到收集、運輸、處置整個產業鏈中各參與方的責任，其建筑垃圾資源化利用率達到85%。美國根據可利用程度將建筑垃圾綜合利用分為低級利用、中級利用和高級利用3 個級別，裝修垃圾預處理后的含雜率相對較高的再生骨料，一般作為各種再生墻材產品的重要原料。德國的西門子公司研究開發的干餾處理工藝，可高效分離裝修垃圾中的各類再生材料，以便回收再利用，處理過程中產生的余熱可用于發電，預處理后的有毒、重金屬等物質也可有效分離。

經過近10 年的研究與發展，我國拆除垃圾處理工藝技術已趨近于穩定成熟，以“兩破+三篩+多級風選”為主線、以“干/濕式切換”為重點的主體工藝路線在實際生產中已無過多障礙［8］。針對裝修垃圾成分較拆除垃圾更為復雜的特點，每一類物料應采用最適宜的處理方法，在實現垃圾處理無害化、減量化和資源化的基礎上，使裝修垃圾處理的環境效益和社會效益達到最佳。

我國的室內裝修施工量很大，裝修垃圾產生量在建筑垃圾總產生量中占據了相當重要比例。目前國內裝修垃圾與拆除垃圾、工程垃圾混合程度較高，尚未完全分離，絕大部分未經任何處理，便被運到城郊農村，或簡易露天堆放、或與其他垃圾混合填埋，低效再利用的同時，其自身有害成分也降低了環境效益［9］。目前，我國裝修垃圾資源化處理僅在華東地區有少數幾個建廠案例，其中存在以下問題：①對裝修垃圾處理認識深度不夠，仍在套用或將工藝技術路線設計趨向于拆除垃圾處理方向。②即便個別關鍵核心環節設備選用合理，但是對國外進口設備依賴程度過高，投資成本較大，且國產化生產進程緩慢。③廠內處置資源化率不高，尤其是對混入的大件垃圾以及其他大尺寸裝修垃圾，并未做到就地資源化處置，間接導致建廠更多受限于邊界條件及政策，運營成本居高不下，項目落地困難。

3 裝修垃圾預處理技術工藝路線

3.1 工藝路線設計

結合我國已建項目運行問題及國外案例、設備資料，提出符合我國國情的裝修垃圾預處理工藝技術方案。采用“預處理綜合分選+骨料類再生建材制備+可燃物RDF 制備/外運焚燒+惰性物外運填埋”處理工藝，旨在回收裝修垃圾中的混凝土、磚瓦等骨料類物質，此類成分占裝修垃圾總量的40%～60%；經分選的可燃物可作為RDF制備原料，或者經壓縮后由勾臂車外送焚燒；預處理分選系統篩下物主要為惰性渣土、灰分類物質，根據生產需要，部分可用于再生建材生產使用，剩余部分外送填埋處置；預處理系統分選的可回收物包括金屬類（含有色金屬、鋁合金等）、木塑類以及其他可回收物；裝修垃圾中混入的油漆桶、電池等危廢和電子類廢物，可通過人工預分揀和機械手高精度識別后去除，定期外送有資質處理單位處置。

3.2 工藝路線及流程描述

以5.0×105t/a 設計規模為例（100 t/h 處理能力，實行兩班制），裝修垃圾處理工藝流程見圖2。

圖2 裝修垃圾預處理工藝流程示意

運抵處理廠的裝修垃圾首先于處理車間的原料存儲間卸料，車間采用封閉式設計，暫存區域面積建議不小于3 000 m2，滿足7～10 d 連續生產儲存量，高峰期運輸到廠的裝修垃圾可于室外應急堆場暫存。根據實際生產經驗及調研分析，來料裝修垃圾大致可分為3 類：①常規袋裝垃圾。②常規尺寸無組織散狀類垃圾。③散狀大件垃圾。通過調度指揮及人機協同作業（以裝載機械分區存放為主，人工檢查轉存為輔），可將上述3 類來料于原料存儲間的不同料庫區分類存放。其中大件垃圾中的混凝土、磚瓦類物料可與分選后的裝修垃圾骨料組分共同存儲以備再生建材制備生產使用；大件垃圾中的編織袋、織物、家具類等來料可送至RDF 生產系統，經破碎分選處理后制備RDF-5 產品或外送焚燒。裝修垃圾來料分類實景見圖3。

圖3 裝修垃圾來料分類實景

預先去除大件垃圾干擾后，常規袋裝垃圾經裝載機上料至重型板式給料機，經齒輥破袋機破袋后，進入重型除土篩，對渣土灰分進行初步去除，散狀裝修垃圾上料至另一條重型板式給料機上料線，會同破袋后的前述物料直接進入重型除土篩，20 mm 以下渣土部分可以得到初步篩除。渣土類物料可經帶式輸送機送至車間內渣土儲倉，或送至渣土轉運箱，經勾臂車定期外運。

經除土后的物料進入多階梯棒條預篩分單元，粒徑小于300 mm 的物料通過棒條的間隙落到給料篩分機下面的傳送帶上。掛在棒條上的織物、塑料等柔性和輕質物料以較慢的速度繼續向前，運動到棒條的最前端從輕質物料出料口落到橫向皮帶并送至車間內大件輕質物儲倉，大塊重質物料以較快的速度被拋出并越過輕質物料出料口，通過溜槽進入大件重物料倉。

經過預篩分后的物料經磁選回收鐵質金屬后，進入一體化檢查工房設施，人工輔助進一步去除大尺寸干擾物以及危廢類物料，儲存于工房下端的暫存料倉，定期外運處置，剩余物料進入雙段滾筒篩分單元。雙段滾筒篩前后兩段篩網分別為20 mm 和80 mm，篩下物主要為渣土灰分類物料，經帶式輸送機送至渣土儲倉；20～80 mm 物料和80～300 mm 物料分別經磁選進一步回收鐵質金屬后，進入多級風選單元。

風選單元可將輕質物質從氣流中分離取出達到三相分離的效果，其中木塊與塑料塊混合物中多為小木塊、開關面板、裝修貼腳線等；薄膜狀的超輕物料多為碎布、破碎塑料袋等。風選出的塑料等輕質物可進行打包處理，定期外賣。

經過風選后的物料經勻速給料設備進入智能機械手分揀單元，針對前序兩路來料，可設置兩條機械手分揀線，單條線配置3 組機械手。智能機械手分揀單元是軟硬件完美結合的集成單元，傳感器對各種物料流進行持續監控，智能化、可升級的學習控制軟件對傳感器數據進行實時分析，優質耐用的工業機器手臂快速、準確地對各種形狀和大小的來料碎片進行選取。本單元可將裝修垃圾中的可焚燒類物質、可填埋雜物以及各類金屬等可回收物進行最終選別，經移動式比重風選機進一步去除輕質雜物后，進入成品料倉的物料為高品質骨料，可作為再生建材制備生產原料。

以5.0×105t/a 設計規模為例，采用上述工藝路線，核心生產區域面積約4 600 m2，可采用標準跨度門式鋼架廠房設計，高度集約化的工藝配置可與土建廠房相融契合。

4 我國裝修垃圾處理技術發展方向

根據國內外裝修垃圾處理技術發展規律從簡易堆存向分類精細化、設備自動化、資源利用高效化演變過程中，我國裝修垃圾處理技術發展將會呈現出如下趨勢：

1） “廠內”資源化率的指標要求不斷提高。

在保障骨料類成分高回收率的前提下，高熱值輕質物的就地資源化處理以及惰性粉粒物的突破性應用研究，將從實質上提高裝修垃圾的“廠內”資源化率水平，加之考慮與進廠原料垃圾中的大件垃圾、分選破袋后的編織袋協同處理，隨之帶來的將是固體廢物RDF 處理技術的共同精進發展［10］。

2） 以“適用性”為前提的進口設備國產化改造。

近些年國外核心設備引入的過程，本身也是我國優秀運營方和機械裝備廠家觀摩學習、發現問題和適用改進的過程。結合我國裝修垃圾成分更為復雜的特點，以適用性為前提的核心設備國產化是我國裝修垃圾處理技術精細化發展的必然方向。結合實際工程經驗，急需精細化研究的重點環節主要包括袋裝裝修垃圾的高效破袋技術、預篩分環節的輕質纏繞物除雜技術、分級篩分單元的穩定化生產技術、主產品精細除雜技術以及智能機械手自動選別技術等。

5 結束語

裝修垃圾作為建筑垃圾的重要組成部分，具有源源不斷的輸出需求。對于裝修垃圾巨大的市場空缺，我國基礎設施處理能力還有極大的提升空間。在實現裝修垃圾無害化、減量化處理的基礎上，最大幅度提高資源化處理程度是我國今后一段時間裝修垃圾處理技術研究的重點。需要我們轉換思維，跳出固有限制模式，引入“綜合處理”思路，構建多領域、跨行業的循環經濟體系，補全裝修垃圾處理技術的出路短板。