建筑垃圾資源化利用設(shè)施布局與建設(shè)規(guī)模研究＊

陳 冰，胡 洋

（中國城市建設(shè)研究院有限公司，北京 100120）

1 引言

隨著我國城市化進程的不斷加快，建筑垃圾產(chǎn)生量持續(xù)增加，2018 年我國建筑垃圾清運量已達到1.315×109t［1］，比2017 年建筑垃圾清運量增長了84%［2］。我國建筑垃圾處理大部分采用簡易填埋、隨意堆放等非正規(guī)處理方式，占用大量土地、影響環(huán)境，嚴重阻礙城市的發(fā)展。現(xiàn)有的規(guī)范化處理能力和資源化利用能力無法滿足日益增長的建筑垃圾治理需求，加快建筑垃圾無害化和資源化處理利用設(shè)施建設(shè)已刻不容緩。

建筑垃圾一般可分為工程渣土、工程泥漿、工程垃圾、拆除垃圾和裝修類垃圾5 類。工程渣土和工程泥漿優(yōu)先采取直接循環(huán)利用和堆填為主的處理方式；工程垃圾、拆除垃圾和裝修類垃圾組分為廢混凝土、廢磚瓦、廢鋼筋、廢木材、廢塑料等，宜采用資源化利用和規(guī)范化填埋處理處置［3］。本研究主要探討以拆除垃圾為主的建筑垃圾資源化利用設(shè)施。建筑垃圾資源化設(shè)施建設(shè)可行性研究與設(shè)施規(guī)劃布局和建設(shè)規(guī)模兩個重要因素密不可分，設(shè)施規(guī)劃布局和建設(shè)規(guī)模設(shè)置的合理性將對工程投資、建設(shè)程序、運營費用、再生產(chǎn)品利用等方面產(chǎn)生重大影響，是影響建筑垃圾處理設(shè)施經(jīng)濟效益和社會效益的關(guān)鍵因素。目前，我國的建筑垃圾處理設(shè)施建設(shè)規(guī)模沒有較為明確的計算方法，一般以服務(wù)區(qū)域建筑垃圾產(chǎn)生現(xiàn)狀、工藝經(jīng)濟技術(shù)分析和經(jīng)驗值估算獲得，本研究嘗試性地開展了建筑垃圾資源化利用設(shè)施建設(shè)規(guī)模的理論分析。

2 建筑垃圾資源化利用設(shè)施規(guī)劃布局分析

2.1 規(guī)劃布局原則

1） 應(yīng)遵循城鄉(xiāng)統(tǒng)籌、區(qū)域統(tǒng)籌的原則，與國土空間規(guī)劃、環(huán)境衛(wèi)生專項規(guī)劃、垃圾處理專項規(guī)劃、建筑垃圾專項規(guī)劃相協(xié)調(diào)，新建項目應(yīng)與現(xiàn)有的建筑垃圾收運及處理系統(tǒng)相協(xié)調(diào)，改、擴建工程應(yīng)充分利用原有設(shè)施。

2） 建筑垃圾資源化利用設(shè)施宜結(jié)合建材企業(yè)建設(shè)。

3） 考慮到建筑垃圾收運經(jīng)濟成本，建筑垃圾資源化利用設(shè)施服務(wù)區(qū)域半徑宜為20～30 km。

2.2 布局模式分析

1） 行政轄區(qū)內(nèi)處理模式：在各同級轄區(qū)內(nèi)，建立只服務(wù)于該區(qū)的建筑垃圾資源化利用設(shè)施，實行區(qū)級管理。此模式有利于建筑垃圾行政區(qū)劃管理，降低建筑垃圾收運成本，但同時會增加資源化設(shè)施選址難度，對大多數(shù)城市而言不宜形成規(guī)模經(jīng)濟效應(yīng)。

2） 全市集中處理模式：全市集中建設(shè)1 處及以上建筑垃圾資源化利用設(shè)施，市級統(tǒng)籌管理。該處理模式具有便于監(jiān)管、設(shè)施運營成本較低等優(yōu)點，但建筑垃圾收運成本過高，適用于規(guī)模較小、運距適中的城市。

3） 區(qū)域統(tǒng)籌處理模式：多個市（縣、區(qū)） 通過多方協(xié)議等方式，打破行政區(qū)劃界限，統(tǒng)籌規(guī)劃布局建筑垃圾處理設(shè)施。此種模式適用于經(jīng)濟發(fā)達、土地資源緊張地區(qū)和環(huán)境敏感地區(qū)的市（縣、區(qū)）。3 種布局模式比選如表1 所示。

表1 3 種布局模式比選

建筑垃圾資源化利用設(shè)施規(guī)劃布局分析應(yīng)結(jié)合設(shè)施服務(wù)區(qū)域人口、建筑垃圾產(chǎn)生量、運輸距離、處理技術(shù)可靠性以及行政區(qū)域管理特點等因素綜合確定。大城市具有人口密度大、建筑垃圾產(chǎn)生較為集中、行政區(qū)域管理相對獨立、經(jīng)濟能力較強等特點，從提高管理效能，增強監(jiān)管力度和城市應(yīng)急能力等提升城市精細化管理方面考慮，借鑒北京、上海等城市的經(jīng)驗，建議大城市采用行政轄區(qū)內(nèi)處理模式；中等城市和小城市（縣、區(qū)） 具有人口密度較低、建筑垃圾產(chǎn)生量較小等特點，應(yīng)綜合考慮設(shè)施的規(guī)模經(jīng)濟效應(yīng)、建設(shè)成本和運行成本等經(jīng)濟因素，充分利用設(shè)施處理能力，建議中等城市采用全市集中的處理模式；運輸距離相對較近、經(jīng)濟較為發(fā)達、土地資源稀缺的小城市（縣、區(qū)） 宜采用區(qū)域統(tǒng)籌處理模式。

3 建筑垃圾資源化利用設(shè)施建設(shè)規(guī)模分析

3.1 建筑垃圾產(chǎn)生量預(yù)測分析

建筑垃圾資源化利用設(shè)施主要處理對象為拆除垃圾，本研究針對拆除垃圾產(chǎn)生量的預(yù)測方法進行詳細分析。設(shè)施服務(wù)區(qū)域內(nèi)拆除垃圾產(chǎn)生量與城市規(guī)劃、拆除面積、人口數(shù)量、拆除辦法、施工管理情況等諸多因素相關(guān)，由于缺乏統(tǒng)計數(shù)據(jù)，很難精準(zhǔn)估算拆除垃圾產(chǎn)生量。一般拆除垃圾產(chǎn)生量預(yù)測可采用以下3 種方式。

1） 按服務(wù)區(qū)域拆除面積估算。根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)［3］規(guī)定，拆除垃圾產(chǎn)生量可按下式計算：

式中：M 為某城市或區(qū)域拆除垃圾產(chǎn)生量，t/a；R1為城市或區(qū)域拆除面積，104m2/a；m1為單位面積拆除垃圾產(chǎn)生量基數(shù)，t/104m2，一般可取8 000～13 000 t/104m2。

2） 按施工概預(yù)算估算。假定建筑材料在施工前和拆除后總量守恒，用單位面積的建材消耗量和建筑面積得出建材用量，該建材用量即是拆除后的建筑垃圾產(chǎn)生量。但是建筑材料在施工前和拆除后形態(tài)會發(fā)生很大變化，該方法一般僅作為參考使用。拆除垃圾產(chǎn)生量可按下式計算：

式中：R2為城市或區(qū)域拆除建筑物建筑面積，104m2/a；m2為單位面積的建材消耗量，t/104m2。

3） 按生活垃圾產(chǎn)生量估算。根據(jù)生活垃圾產(chǎn)生量與拆除建筑垃圾產(chǎn)生量的比值以及服務(wù)區(qū)域內(nèi)生活垃圾產(chǎn)生量，來估算建筑垃圾的產(chǎn)生量。通過對比分析我國典型城市拆除垃圾產(chǎn)生量（M）和城市居民生活垃圾產(chǎn)生量（Q） 關(guān)聯(lián)性，發(fā)現(xiàn)我國典型城市拆除垃圾產(chǎn)生量和城市居民生活垃圾產(chǎn)生量離散度較大［4］，關(guān)聯(lián)性較小，如圖1 所示。產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因與城鎮(zhèn)化發(fā)展進程、城鎮(zhèn)改造規(guī)劃等政策密切相關(guān)，該方法適用于城鎮(zhèn)化發(fā)展較為成熟的區(qū)域，不適用于城鎮(zhèn)化發(fā)展進程較快、集中開展城鎮(zhèn)改造工程的區(qū)域。

圖1 典型城市拆除垃圾產(chǎn)生量與生活垃圾產(chǎn)生量相關(guān)性

綜上所述，獲得服務(wù)區(qū)域范圍內(nèi)的建筑垃圾基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的全面性和準(zhǔn)確性，以及建筑垃圾產(chǎn)生量預(yù)測方法的科學(xué)性尤為重要。上述各種預(yù)測方法都有其優(yōu)缺點，建議采用多種方法預(yù)測，互相驗證，最終確定建筑垃圾資源化利用設(shè)施服務(wù)區(qū)域內(nèi)建筑垃圾產(chǎn)生量預(yù)測值。

3.2 城市建筑垃圾資源化利用水平

本研究主要探討拆除垃圾資源化利用，在此基礎(chǔ)上針對拆除垃圾的資源化利用水平進行探討。拆除垃圾資源化利用水平與拆除垃圾收運覆蓋率和拆除垃圾資源化利用占比等主要指標(biāo)密切相關(guān)。

拆除垃圾收運覆蓋率是指通過規(guī)范化收運進行無害化處理和資源化利用的拆除垃圾占服務(wù)區(qū)域內(nèi)拆除垃圾產(chǎn)生量的比例，與垃圾收運車輛的配置、拆除垃圾消納處理和資源化利用能力、全過程管理能力等因素相關(guān)，一般拆除垃圾收運覆蓋率為60%～95%。

拆除垃圾資源化利用占比為服務(wù)區(qū)域內(nèi)拆除垃圾資源化利用的量占規(guī)范收運拆除垃圾量的比例。我國拆除垃圾資源化率較低，主要原因是：①原料品質(zhì)低、未進行分類、收集的建筑垃圾現(xiàn)狀大多與工程余土、生活垃圾等混雜在一起進行處理，致使資源化產(chǎn)品品質(zhì)較低；②拆除垃圾資源化技術(shù)單一，以致于品質(zhì)較低的建筑垃圾只能閑置或經(jīng)簡單加工成再生建材，如再生骨料；③再生建材產(chǎn)品市場不健全，公眾對采用再生建材產(chǎn)品存在一定的抵觸心理，大部分城市公共設(shè)施建設(shè)也無強制使用再生建材的要求，而且再生建材產(chǎn)品與天然建材相比價格上無優(yōu)勢，因此導(dǎo)致再生建材銷路不暢。

拆除垃圾資源化利用占比與建筑垃圾資源化處理技術(shù)、建筑垃圾資源化利用設(shè)施處理能力、再生產(chǎn)品的市場需求、區(qū)域建筑垃圾產(chǎn)品政策導(dǎo)向等因素有關(guān)。《循環(huán)發(fā)展引領(lǐng)行動》 提出“到2020 年，城市建筑垃圾資源化處理率達到13%”的發(fā)展目標(biāo)。2018 年3 月，住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部印發(fā)《關(guān)于開展建筑垃圾治理試點工作的通知》（建城函〔2018〕65 號），決定在北京等35 個城市（區(qū)） 開展建筑垃圾治理試點工作，目前在35 個試點城市，資源化率可達45%～70%。

3.3 建筑垃圾資源化利用設(shè)施建設(shè)規(guī)模估算

目前全國建筑垃圾資源化利用設(shè)施建設(shè)運營以民營企業(yè)為主，實際產(chǎn)能發(fā)揮不足50%。且經(jīng)調(diào)研發(fā)現(xiàn)，大部分建筑垃圾資源化利用設(shè)施都堆放了大量滯銷的再生骨料。因此，在建設(shè)建筑垃圾資源化利用設(shè)施前期，科學(xué)合理地計算其建設(shè)規(guī)模尤為重要。

資源化利用設(shè)施建設(shè)規(guī)模不應(yīng)等同于服務(wù)區(qū)域內(nèi)預(yù)測的拆除垃圾產(chǎn)生量，設(shè)施建設(shè)規(guī)模與拆除垃圾收運覆蓋率和資源化利用水平密切相關(guān)。目前我國建筑垃圾資源化利用處理設(shè)施建設(shè)規(guī)模沒有計算公式可參考，本研究探索性提出建設(shè)規(guī)模計算公式僅供參考，計算公式如下：

式中：Q 為資源化利用設(shè)施建設(shè)規(guī)模，t/a；K為拆除垃圾資源化水平，≤1；M 為城市或區(qū)域拆除垃圾預(yù)測產(chǎn)生量，t/a；R 為拆除垃圾收運覆蓋率，%；C 為拆除垃圾資源化占比，%。

3.4 我國典型城市建筑垃圾資源化利用設(shè)施建設(shè)規(guī)模分析

通過對住建部建筑垃圾試點城市相關(guān)材料的分析，全國35 個建筑垃圾治理試點城市建筑垃圾資源化項目共224 個，資源化能力2.171 8×108t/a［6］。35 個試點城市資源化利用設(shè)施建設(shè)平均規(guī)模約1.0×106t/a。根據(jù)GB 51322—2018 建筑廢棄物再生工廠設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)要求，建設(shè)規(guī)模按年處置能力分為大、中、小型3 類，其中大型1.0×106～3.0×106t/a；中型0.5×106～1.0×106t/a；小型0.3×106～0.5×106t/a。大型建筑垃圾資源化利用設(shè)施具有顯著的規(guī)模經(jīng)濟效應(yīng)，大城市宜建設(shè)大型建筑垃圾資源化利用設(shè)施，同時也應(yīng)合理計算建設(shè)規(guī)模，不應(yīng)過高估算設(shè)施建設(shè)規(guī)模。

4 結(jié)論和建議

1） 目前我國建筑垃圾資源化利用設(shè)施建設(shè)數(shù)量和規(guī)?？焖僭鲩L，但是由于管理水平、政策配套和產(chǎn)品銷路等因素，部分地區(qū)出現(xiàn)資源化利用設(shè)施產(chǎn)能過剩、產(chǎn)品堆積等現(xiàn)象，造成投資效益受損，建筑垃圾未能得到妥善的資源化和無害化處理處置，因此合理確定建筑垃圾資源化利用設(shè)施的規(guī)劃布局、建設(shè)內(nèi)容、規(guī)模和工藝尤為重要。

2） 建筑垃圾資源化利用設(shè)施規(guī)劃布局應(yīng)與國土空間規(guī)劃、環(huán)境衛(wèi)生專項規(guī)劃等相關(guān)規(guī)劃相協(xié)調(diào)，并結(jié)合設(shè)施服務(wù)區(qū)域人口、建筑垃圾產(chǎn)生量、運輸距離、處理技術(shù)可靠性以及行政區(qū)域管理特點等因素，深入分析行政轄區(qū)內(nèi)、全市集中和區(qū)域統(tǒng)籌等布局模式的最佳可行性。建議大城市采用行政轄區(qū)內(nèi)處理模式，中等城市采用全市集中的處理模式，運輸距離相對較近、經(jīng)濟較為發(fā)達、土地資源稀缺的小城市（縣、區(qū)） 采用區(qū)域統(tǒng)籌處理模式。

3） 目前我國部分建筑垃圾資源化利用設(shè)施建設(shè)規(guī)模不符合建筑垃圾資源化利用的需求。在確定資源化利用設(shè)施規(guī)模時不宜直接參照現(xiàn)有資源化利用設(shè)施建設(shè)情況確定，應(yīng)根據(jù)該工程服務(wù)區(qū)域內(nèi)建筑垃圾存量、現(xiàn)狀產(chǎn)生量及預(yù)測產(chǎn)生量、運輸距離、技術(shù)可行性和可靠性、再生產(chǎn)品銷售市場預(yù)測等因素綜合確定。本研究嘗試性地提出了建筑垃圾資源化利用設(shè)施建設(shè)規(guī)模的計算原則。

4） 在建筑垃圾資源化利用設(shè)施建設(shè)論證前期，應(yīng)結(jié)合規(guī)劃布局并充分考慮資源化利用設(shè)施的經(jīng)濟規(guī)模效應(yīng)，建議大城市建設(shè)大型建筑垃圾資源化利用設(shè)施，中等城市和小城市（縣、區(qū)）區(qū)域在區(qū)域統(tǒng)籌處理模式下不宜建設(shè)＜0.5×106t/a規(guī)模的資源化利用設(shè)施。