紹興市建筑垃圾分類回收系統(tǒng)及其模型構(gòu)建

路暢翔LU Chang-xiang；朱則洪ZHU Ze-hong；謝藝XIE Yi；陳家海CHEN Jia-hai；王帥WANG Shuai

（紹興文理學(xué)院土木工程學(xué)院，紹興 312000）

0 引言

隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步與發(fā)展以及人們生活質(zhì)量的不斷提高，紹興市民們?cè)谂μ岣呓?jīng)濟(jì)增長(zhǎng)、提升社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的同時(shí)，人文精神和環(huán)保意識(shí)也在不斷提升，觀念在不斷進(jìn)步，可持續(xù)發(fā)展的道路已經(jīng)成為了紹興未來(lái)發(fā)展的方向。城市化進(jìn)程的加快和建筑行業(yè)的加速發(fā)展，與之而來(lái)的建筑垃圾產(chǎn)量也在急速增長(zhǎng)，建筑垃圾已經(jīng)成為了紹興市產(chǎn)生垃圾組成中占比最大的部分。對(duì)此，如何將建筑垃圾資源化成為了實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。所以說(shuō)，對(duì)建筑垃圾回收再利用進(jìn)行研究是十分必要的。

1 建筑垃圾的定義

許多不同的國(guó)家以及不同的地區(qū)對(duì)建筑垃圾有不一樣的概念定義和解釋，例如：日本對(duì)將本國(guó)的建筑垃圾定義為“由拆解建筑物所產(chǎn)生的破碎混泥土塊和其他相關(guān)聯(lián)的碎塊廢棄物，是不易分散的產(chǎn)業(yè)廢棄物之一”。其他不包括在“建筑廢材”名單中的有：木制品、玻璃制品、塑料制品等廢材。

我國(guó)將人們?cè)谶M(jìn)行舊建筑拆除、修繕，新建筑建設(shè)、裝修等土木工程生產(chǎn)建設(shè)活動(dòng)中產(chǎn)生的廢棄混凝土、廢舊磚石砌塊、渣土和其他建筑廢棄物統(tǒng)稱為建筑垃圾。按產(chǎn)生來(lái)源，可將其分為拆遷垃圾、裝修垃圾、工程渣土、工程泥漿等；也可按照其組成將其分為廢棄混凝土塊、廢棄砂漿、廢棄瀝青快、磚瓦碎塊、碎石塊、廢棄金屬、廢塑料、廢木材、泥漿和渣土等。

2 建筑垃圾的組成

建筑廢棄物僅僅指建筑裝修、多余、損壞和沒(méi)用的建筑材料。

①工程活動(dòng)中開(kāi)挖土地產(chǎn)生的多余渣土可分為深層土和表層土。其中前者可以用于土地回填或人工造景，后者可用于農(nóng)業(yè)種植。

②對(duì)于現(xiàn)有已建成道路的開(kāi)挖活動(dòng)會(huì)產(chǎn)生路面開(kāi)挖廢棄物。根據(jù)路基和路面材質(zhì)的不同會(huì)產(chǎn)生廢棄混凝土塊或廢棄瀝青塊。

③對(duì)現(xiàn)有舊建筑進(jìn)行修繕拆除所產(chǎn)生的垃圾主要包括廢棄混凝土、廢棄砌塊及磚瓦、廢棄塑料、廢棄竹木、廢棄金屬等，數(shù)量巨大且極具回收利用價(jià)值。

④建筑施工垃圾包括剩余混凝土、廢棄碎料以及修繕裝修產(chǎn)生的廢料。剩余混凝士主要是工程建設(shè)中多余而沒(méi)有被使用混凝土，也包括由于各種原因（如天氣因素）末及時(shí)使用或不能再繼續(xù)使用的混凝土。廢棄碎料包括建筑建設(shè)過(guò)程中產(chǎn)生的素混凝土、抹灰砂漿等礦物材料，以及竹材、金屬和塑料等。修繕裝修產(chǎn)生的廢料主要包括廢棄鋼筋、鐵絲等各種金屬?gòu)U料，各種材料的包裝箱、包裝袋，散落的砂漿和混凝士碎塊、黃砂、石子等。

3 建筑垃圾分類回收利用模型構(gòu)建

本段關(guān)于建筑垃圾分類回收系統(tǒng)的講述為廣義上的建筑廢棄物再利用模型構(gòu)架，它由：產(chǎn)生收集系統(tǒng)、分揀調(diào)配系統(tǒng)、篩分處理系統(tǒng)和再分配系統(tǒng)組成。

①產(chǎn)生收集系統(tǒng)。

建筑垃圾具有產(chǎn)生量大、排放集中的特征，如果像其他再生資源回收網(wǎng)絡(luò)體系一樣建立“回收站——中轉(zhuǎn)站——處理站”的回收處理系統(tǒng)，不僅延長(zhǎng)了處理過(guò)程，而且可能給建筑垃圾的回收處理增加不必要的運(yùn)輸成本。考慮將各建筑垃圾產(chǎn)生源直接作為收集點(diǎn)，主要實(shí)施建筑垃圾就地分類回收利用。

②分揀調(diào)配系統(tǒng)。

分揀調(diào)配系統(tǒng)主要是將建筑垃圾集中在特定場(chǎng)所分類堆放，根據(jù)需要向外運(yùn)輸。分揀調(diào)配系統(tǒng)網(wǎng)點(diǎn)的布置應(yīng)考慮現(xiàn)有及未來(lái)可能的建筑分布情況，在兼顧建筑集群的同時(shí)保證網(wǎng)點(diǎn)均勻分布，滿足大規(guī)模的回收也方便小規(guī)模回收建筑垃圾。

③篩分處理系統(tǒng)。

建筑垃圾分類處理系統(tǒng)的主要功能是將建筑垃圾中可回收再利用的建筑垃圾與不利于后續(xù)處理或暫不能處理的物質(zhì)分離開(kāi)來(lái)。根據(jù)處理方法的不同，可分拆解、破碎、分揀、磁吸等的物理篩分手段和包括：分解、萃取、復(fù)合、結(jié)晶等的化學(xué)處理手段。分類處理站對(duì)來(lái)自轉(zhuǎn)運(yùn)調(diào)配系統(tǒng)的建筑垃圾經(jīng)過(guò)處理后按照再分配要求，將建筑垃圾運(yùn)往各個(gè)再分配場(chǎng)所。

④再分配系統(tǒng)。

再分配系統(tǒng)是將分選過(guò)后的建筑垃圾分別流向不同回收利用去向或方式的系統(tǒng)。鋼鐵、混凝土塊體等需要經(jīng)過(guò)回收再制造以重新利用的建筑垃圾進(jìn)入各自回收處理生產(chǎn)工廠；暫不能處理的物質(zhì)進(jìn)入垃圾處理廠或進(jìn)行填埋。

4 建筑垃圾分類回收利用技術(shù)

本段關(guān)于建筑垃圾分類回收系統(tǒng)的研究為狹義上建立從建筑垃圾分選、物料破碎、物料篩選到物料利用的可操作流程及具體步驟。

首先，房屋拆遷、房屋裝修、道路改造等過(guò)程中產(chǎn)生的建筑垃圾由車輛運(yùn)輸至處理場(chǎng)。優(yōu)先處理金屬材料等可直接回收的物質(zhì)，建筑垃圾中的木質(zhì)材料和塑料材料被運(yùn)至處理現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行人工分揀和分類，并直接送往相應(yīng)的場(chǎng)所進(jìn)行處理。大塊廢混凝土、廢磚、大理石等材料應(yīng)破碎、篩選成工程所需的不同粒徑再生骨料。生產(chǎn)用水經(jīng)活性炭反滲透凈化后回用，既可節(jié)約用水，又可防止污水再次污染環(huán)境。

①建筑垃圾分選。

建筑垃圾進(jìn)入處理區(qū)域后，由裝載機(jī)將垃圾送入人工粗選系統(tǒng)，由人工操作垃圾粗選系統(tǒng)對(duì)垃圾進(jìn)行粗選，將袋裝垃圾實(shí)施破袋，把垃圾中的軟性纖維物（如破布、編織袋、破棉絮等）、木塊、廢鋼筋及其它不易破碎物質(zhì)實(shí)施分離，重點(diǎn)將純混凝土大塊分離。

②小塊物料進(jìn)料。

經(jīng)過(guò)粗選的小塊垃圾由裝載機(jī)送入振動(dòng)上料機(jī)實(shí)施去泥和均勻給料，泥土、粉塵等雜物由輸送帶集中輸出。建筑骨料輸入破碎機(jī)。

③大塊物料破碎。

大塊物料輸送至破碎機(jī)破碎，然后送至振動(dòng)給料機(jī)。

④鄂式破碎機(jī)破碎。

由建筑骨料進(jìn)入顎式破碎機(jī)破碎，出料口排出的物料進(jìn)入人工分揀輸送皮帶，由人工將垃圾中的雜物分類揀出。

⑤磁選及反擊式破碎。

分揀皮帶上方設(shè)計(jì)配置自卸式皮帶除鐵器，將垃圾中金屬等帶磁性物質(zhì)與垃圾有效分離。

⑥圓四層振動(dòng)篩。

篩分機(jī)配置5mm、10mm、20mm 及30mm 四道篩網(wǎng)，分別將物料篩分成粒徑0-5mm、5-10mm、10-20mm、20-30mm 的物料，大于30mm 的物料經(jīng)輸送機(jī)返送回破碎機(jī)進(jìn)行重新細(xì)碎。

⑦無(wú)機(jī)物利用。

0-5mm 細(xì)骨料可作為建筑回填土或用于路基，5-10mm 細(xì)骨料用于生產(chǎn)建筑砌塊，如實(shí)心標(biāo)磚、多孔磚、市政用磚、空心砌塊及異形磚等磚型。10-20mm 粗骨料和20-30mm 粗骨料用于商用混凝土或PC 水泥預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)。

下面具體講述各種類型建筑垃圾是如何實(shí)現(xiàn)再利用的：

①舊混凝土的再利用。

在建筑垃圾組成成分中，廢棄混凝土和廢棄砂漿占據(jù)的比例能達(dá)到80%，大量混凝土和砂漿被廢棄的同時(shí)又有同樣大量的混凝土和砂漿生產(chǎn)使用需求。如果能發(fā)展成熟的混凝土回收技術(shù)，將廢舊混凝土塊和砂漿經(jīng)過(guò)破碎后用來(lái)生產(chǎn)再生混凝土與再生水泥，對(duì)舊混凝土的回收利用將具有十分重要的意義。

②舊瀝青的再利用。

為節(jié)約能源，合理利用資源，研究和采用舊瀝青面層再利用技術(shù)是人們重視的問(wèn)題之一。將部分施工活動(dòng)中（如道路翻修、屋面拆除等）產(chǎn)生的瀝青或?yàn)r青混凝土混合物破碎、篩分再摻和一定比例的新瀝青、骨料和一些外加劑，可形成再生瀝青混凝土，用于新的道路建設(shè)。

③舊磚、瓦的再利用。

舊磚、瓦的最基礎(chǔ)的再利用方法是制造再生混凝土骨料。可通過(guò)添加外加劑、改變顆粒級(jí)配等方法彌補(bǔ)舊磚、瓦制成的再生骨料與混凝土再生骨料相比，粘聚性較強(qiáng)但流動(dòng)性差的不足。

如今人們對(duì)舊磚、瓦再利用的研究發(fā)展迅速，例如可以將廢舊粘土磚粉碎后壓制成免燒磚。

④舊木材、木屑的再利用。

木材具有輕質(zhì)、高強(qiáng)、易于加工等優(yōu)點(diǎn)，可以用來(lái)制造細(xì)木工板芯條、制作木質(zhì)人造板、實(shí)木制品和建筑構(gòu)件等。

⑤舊鋼鐵的再利用。

鋼鐵的生產(chǎn)源頭是對(duì)鐵礦石中的鐵元素進(jìn)行提煉，一方面來(lái)說(shuō)：鋼廠對(duì)鐵礦石的提取效率不到60%；另一方面來(lái)說(shuō)，鐵礦的儲(chǔ)量是有限的，而且開(kāi)采鐵礦也會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生不利影響。而相比之下，對(duì)建筑垃圾中的廢棄鋼鐵回收利用效率可以達(dá)到90%以上，且工序簡(jiǎn)單，節(jié)省人力物力。

⑥舊玻璃的再利用。

廢舊玻璃的回收再利用同樣具有周期短、投資少、工藝簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，具有廣闊的開(kāi)發(fā)前景。舊玻璃可以制成玻璃砂、砂布等；也可以用來(lái)生產(chǎn)各類建筑用板材，如地面磚、人造大理石板等。

對(duì)于以上部分木材、玻璃等裝飾及陳腐垃圾的處理可以總結(jié)為以下流程，如圖1 所示。

圖1 裝修、陳腐垃圾處理工藝

5 體系建設(shè)條件分析

從現(xiàn)實(shí)基礎(chǔ)方面分析，欲建立成熟大型的建筑垃圾分類回收系統(tǒng)，應(yīng)當(dāng)具備以下三項(xiàng)前提條件——建筑垃圾材料具有穩(wěn)定長(zhǎng)期來(lái)源、回收建筑材料應(yīng)用市場(chǎng)有需求以及較為成熟的建筑垃圾回收處理技術(shù)。我們認(rèn)為此三項(xiàng)前提條件紹興市均已初步具備。

目前，紹興市正在積極推進(jìn)城鎮(zhèn)化建設(shè)及舊城改造建設(shè)，隨著城鎮(zhèn)化進(jìn)程及舊城改造的推進(jìn)，會(huì)產(chǎn)生大量的建筑垃圾，如何對(duì)其合理規(guī)范的處置已經(jīng)成為困擾和制約城市發(fā)展的重要因素，并且，紹興市區(qū)正在建設(shè)城市軌道交通，也會(huì)產(chǎn)生大量的廢棄泥漿（渣土）。據(jù)估算，紹興市區(qū)每年產(chǎn)生的建筑垃圾達(dá)2000 多萬(wàn)噸，因此，推進(jìn)建筑垃圾規(guī)范化管理、引導(dǎo)建筑垃圾市場(chǎng)化處理、促進(jìn)建筑垃圾資源化利用工作十分必要。

紹興是一座有著深厚文化底蘊(yùn)的歷史名城。現(xiàn)今，紹興作為環(huán)杭州灣大灣區(qū)的主要城市之一，迎來(lái)了又一次的高速發(fā)展機(jī)遇。作為紹興優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè)的建筑業(yè)也進(jìn)入了轉(zhuǎn)型升級(jí)階段。這些條件和機(jī)遇是優(yōu)質(zhì)建筑垃圾材料來(lái)源的有力支撐。

建筑垃圾回收處理技術(shù)最早于德國(guó)開(kāi)始發(fā)展，中國(guó)開(kāi)始發(fā)展建筑垃圾回收利用技術(shù)時(shí)間并不長(zhǎng)，但有了借鑒學(xué)習(xí)的例子和目標(biāo)，我國(guó)相關(guān)的技術(shù)和設(shè)備已經(jīng)開(kāi)始趨于成熟，并不遜色于外國(guó)。

我國(guó)如今對(duì)再生資源回收利用的進(jìn)步緩慢，建筑垃圾的綜合利用率不到5%。隨著我國(guó)《綠色施工導(dǎo)則》等有關(guān)規(guī)范出臺(tái)以及“建筑廢渣綜合利用”等科技成果的推廣，對(duì)我國(guó)建筑垃圾資源化利用的發(fā)展有了一定的推動(dòng)作用。

6 小結(jié)

建筑垃圾經(jīng)過(guò)分選、粉碎后，大部分可回收再利用，并且回收利用建筑廢料具有生產(chǎn)成本低、利用率高、環(huán)境和經(jīng)濟(jì)效益優(yōu)異等寶貴優(yōu)點(diǎn)。可見(jiàn)建筑垃圾不是真正的垃圾，只是沒(méi)有放對(duì)地方的“黃金”。

從目前國(guó)內(nèi)外的研究和現(xiàn)狀看，建筑垃圾回收利用過(guò)程中還存在一些缺陷和不足。如何實(shí)現(xiàn)建筑垃圾無(wú)害化、資源化是人們正在面對(duì)并要努力解決的問(wèn)題。中國(guó)作為作為世界上最大的發(fā)展中國(guó)家，建筑垃圾產(chǎn)量巨大，而資源轉(zhuǎn)化率和利用率相對(duì)較低，這個(gè)問(wèn)題應(yīng)該引起更多的關(guān)注。我們距離建筑垃圾完全回收利用全面實(shí)現(xiàn)無(wú)廢化的目標(biāo)還有很長(zhǎng)的路要走。