建筑垃圾的分揀處置環(huán)節(jié)研究

摘要：針對建筑垃圾的原料特性和產(chǎn)品需求，設(shè)計符合生產(chǎn)需求的人工分揀處置環(huán)節(jié)，并對分揀處置環(huán)節(jié)在實際生產(chǎn)中出現(xiàn)的問題做針對性地分析研究，并闡述優(yōu)化設(shè)計方案。新工藝布置使物料布料更加均勻，不宜堵塞溜槽，降低了投資成本。研究成果可為建筑垃圾資源化處置工藝線的選擇提供借鑒與參考。

關(guān)鍵詞：建筑垃圾;人工分揀;雙向振動給料機;分料給料

0" "引言

建筑垃圾資源化是消化城市垃圾的有效途徑，也是我國實施創(chuàng)新發(fā)展戰(zhàn)略的重要措施。對建筑垃圾進行資源化利用，不僅減輕了城市垃圾壓力，改善了城市環(huán)境，也使垃圾“變廢為寶”，促進循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展[1-2]。

建筑垃圾采用傳統(tǒng)的外運、填埋等方式，會給環(huán)境帶來一定污染，特別是運輸過程中遺撒、運輸車輛尾氣排放等問題不可避免，對環(huán)境影響很大[3-5]。在新型建筑垃圾處置環(huán)保行業(yè)，建筑垃圾可以通過資源化處置，轉(zhuǎn)化為可替代天然砂石的再生骨料，實現(xiàn)資源價值利用的最大化。建筑垃圾通過精細化處置工藝，可將各種雜質(zhì)按照物料性質(zhì)進行篩分、分類，最大限度實現(xiàn)垃圾的減量化和資源化[6-8]。

建筑廢棄物、裝修垃圾經(jīng)過高精度選別及無害化、資源化處置，可生成四大類產(chǎn)品，分別為建筑材料類、具有熱值可燃燒的輕物質(zhì)類、木制品和金屬類。通過一系列的精細化處理，資源化率可達到95%以上，真正實現(xiàn)“減量化、資源化、再利用”的循環(huán)經(jīng)濟原則[9]。

1" "相關(guān)技術(shù)背景

傳統(tǒng)選煤行業(yè)需要通過人工分揀分選矸石，其雜物種類單一，且含量相對產(chǎn)量較少，可在篩分破碎車間采用一條手選帶的形式，對矸石進行初步分揀。后端通過淺槽等其他設(shè)備進行精細化除矸。

新興的建筑垃圾資源化處置工藝也是從選煤工藝演變過來的，它延用了選煤的分揀工藝。在處置工藝前端采用人工分揀的方式，在后端采用風(fēng)選或者水浮選進行精細化除雜。建筑垃圾相對于選煤行業(yè)，存在總體處理量小，但雜物種類繁多的特點。建筑垃圾雜物種類主要有木塊、塑料、薄膜、編織袋等[10-12]。在建筑垃圾處置過程中，輸送皮帶帶速一般設(shè)置為1.0m/s。而人工分揀輸送機帶速不宜超過0.3m/s，且手選帶帶寬比物料輸送皮帶更寬。

建筑垃圾本身物料性質(zhì)多變，雜質(zhì)種類和雜質(zhì)含量也不盡相同。在臨時建筑垃圾處置項目中，建筑垃圾雜質(zhì)含量在3%以下，處置工藝通常在一級破碎和除土之后設(shè)置一個人工分選間，采用一條手選帶對雜物進行分揀。在固定建筑垃圾處置項目中，建筑垃圾含雜量一般在5%左右。

鑒于人工分揀效率低、建筑垃圾含雜量高等因素及安全性考慮，處置工藝將物料均勻分布到兩條手選帶上進行人工分揀，如圖1所示。來料通過皮帶輸送至分叉溜槽，再通過兩個振動給料機，將物料均勻的分布到兩條手選帶上，減少料層的厚度，以保證物料中的雜物能得到更好的清揀。

2" "分揀處置環(huán)節(jié)研究

2.1" "分揀處置環(huán)節(jié)問題分析

臨時建筑垃圾處置項目中，采用一條手選帶對雜物進行分揀，料層較厚，人工分揀效率低，雜物不能得到充分分揀，對后端除雜壓力大，且產(chǎn)品雜質(zhì)含量較高。固定建筑垃圾處置項目中，分揀處置工藝采用分叉溜槽將物料均勻分布到兩條手選帶上進行人工分揀，分料不均勻，而且分叉溜槽極易堵塞。

在實際生產(chǎn)使用過程中，發(fā)現(xiàn)使用分叉溜槽進行分料不但分料不均勻，且分叉溜槽底板處極易堆料以致溜槽堵塞，嚴重影響生產(chǎn)效率。分叉溜槽底板分為3種形式：錐角形式、平板形式弧形形式。分析3種分叉溜槽問題如下所述。

在處置工藝分料環(huán)節(jié)，當(dāng)分叉溜槽底板（見圖1中I處）采用錐角形式（見圖2的2-1）時，出現(xiàn)鋼筋串接的混凝土或者編制物滯留在錐角上，導(dǎo)致堵料，影響生產(chǎn)的正常運行。

當(dāng)分叉溜槽底板改成平板形式（見圖2中的2-2）時，增加了物料緩沖堆，減小了物料對溜槽的沖擊及噪聲，效果有所好轉(zhuǎn)。但是長時間生產(chǎn)后，鋼筋斜插在物料緩沖堆里，編制物等輕質(zhì)物會纏繞在鋼筋上，以致出現(xiàn)堵料情況，并不能從根本上解決實際問題。

當(dāng)分叉溜槽底板改為弧形形式（見圖2中的2-3）時，弧形底板不抗沖擊，極易變形，且耐磨鋼板敷設(shè)困難，維修量大。

上述問題最佳的解決方案是增加旋轉(zhuǎn)裝置或者振動裝置，這樣既能使分料均勻，又能減少物料的堵塞，但由于分叉溜槽空間有限，該方案在實施上有一定的困難。

2.2" "分揀處置環(huán)節(jié)優(yōu)化升級

針對現(xiàn)場應(yīng)用的實際問題，對分揀處置環(huán)節(jié)的分料環(huán)節(jié)工藝布置進行了創(chuàng)新改進，新型給料工藝布置示意圖如圖3所示。新工藝布置是用雙向振動給料機代替原來的分叉溜槽和振動給料機，來實現(xiàn)接料和分料過程。該工藝布置布料更加均勻，不發(fā)生堵料，且整體成本更低。

與已有工藝相比，新型給料工藝布置具有以下優(yōu)點：

新工藝布置采用雙向振動給料機受料，完美契合在分叉溜槽底板處增加振動裝置的設(shè)想，具有減振的效果。雙向振動給料機受料處為平板結(jié)構(gòu)，振動效果使物料快速松散，不會長時間存在緩沖物料堆，既降低了噪聲，又徹底解決了堵料的問題，且分料也更加均勻。

原有工藝布置中，分叉溜槽受物料和兩條手選帶中心距的影響，溜槽角度要設(shè)計在45°～50°范圍之內(nèi)才能使物料順利落到振動給料機上。新工藝布置中采用振動給料，所以物料不受其安息角的限制，不存在堆料和糊板的現(xiàn)象，振動給料機角度在10°～15°范圍之內(nèi)即可，由此大大減少了對空間的需求。對比圖1和圖3可知，入料皮帶滾筒中心線高度可減少1m以上。

新工藝布置用一臺雙向振動給料機代替分叉溜槽和兩臺振動給料機，整體上降低了成本支出。

3" "新工藝布置的應(yīng)用效果

在北京建筑垃圾處置已投產(chǎn)項目中采用的是原有工藝布置，在實際生產(chǎn)過程中，每班8h需要對分叉溜槽處清理兩次，既浪費人工又影響工藝線的正常運行。新建項目更換為新工藝布置后，調(diào)試運營3個月沒有出現(xiàn)堵料現(xiàn)象，而且分料更加均勻，極大程度上降低了人工成本，提高了工作效率。該工藝布置的升級改進，可節(jié)省約10萬元的設(shè)備成本投入。該新工藝布置更節(jié)省空間，在相對狹小的車間內(nèi)設(shè)計工藝時其優(yōu)越性更加突出。

4" "總結(jié)

建筑垃圾資源化是消化城市垃圾的有效途徑，也是我國實施創(chuàng)新發(fā)展戰(zhàn)略的重要措施。對建筑垃圾進行資源化利用，不僅減輕了城市垃圾壓力，改善了城市環(huán)境，也使垃圾“變廢為寶”，促進循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展。建筑垃圾通過精細化處置工藝，可將各種雜質(zhì)按照物料性質(zhì)進行篩分、分類，最大限度實現(xiàn)垃圾的減量化和資源化。

本文針對建筑垃圾的原料特性和產(chǎn)品需求，設(shè)計符合生產(chǎn)需求的人工分揀處置環(huán)節(jié)，并對分揀處置環(huán)節(jié)在實際生產(chǎn)中出現(xiàn)的問題做針對性地分析研究，并闡述優(yōu)化設(shè)計方案。新工藝布置使物料布料更加均勻，不宜堵塞溜槽，降低了投資成本。研究成果可為建筑垃圾資源化處置工藝線的選擇提供借鑒與參考。人工分揀屬于比較落后的產(chǎn)能，工作效率低，工作環(huán)境差，為適應(yīng)機械化生產(chǎn)作業(yè)，未來需要在人工智能分揀方面投入更多的研發(fā)力量。

參考文獻

[1] 陶長潔，袁佩玲，閆晶，等.建筑垃圾處理現(xiàn)狀及資源化利用效益分析[J].綠色科技， 2019（8）： 105-106.

[2] 呂仲博，張珂，杜亮波，等.我國建筑垃圾資源化處置現(xiàn)狀及展望[J].水泥技術(shù)，2021（3）：94-98.

[3] 鐘秀霞.建筑垃圾資源化利用的現(xiàn)狀與策略分析[J].江西建材，2019（12）：2-3.

[4] 張繩展.淺談建筑廢棄物資源化利用現(xiàn)狀及對策[J].建設(shè)科技，2019（14）：388：91-93.

[5] 閻紅.建筑垃圾資源化整體解決方案分析[J].市政技術(shù)，2014，32（6）：112-113，137.

[6] 章斐龍，張德潭，徐金才，等.建筑垃圾資源化循環(huán)利用亟待破局[J].政策瞭望，2017（4）：38-39.

[7] 閆宏亮.建筑垃圾循環(huán)再利用處理工藝改進研究[D].長春：吉林大學(xué)，2019.

[8] 李林軒.建筑垃圾資源化水平評價研究[D].沈陽：沈陽建筑大學(xué)，2019.

[9] 李慧.我國建筑垃圾資源化發(fā)展問題分析[J].價值工程，2018"（34）：223-224.

[10] 蘭聰，盧佳林，陳景，等.我國建筑垃圾資源化利用現(xiàn)狀及發(fā)展分析[J].江西建材，2018（8）：19，22.

[11] 左亞.中國建筑垃圾資源化利用的現(xiàn)狀研究及建議[D].北京：北京建筑大學(xué)， 2015.

[12] 孫金坤，歐先軍，馬海萍，等.建筑垃圾資源化處理工藝改進研究[J].環(huán)境工程，2016，34（12）：103-107.