太湖流域某裝修垃圾資源化利用工程設計

程 文，耿 震，蔣嵐嵐

（無錫市政設計研究院有限公司，江蘇 無錫 214072）

1 工程背景概述

江蘇省“263”行動計劃中明確提出要加強建筑垃圾處理與資源化利用，加快建設建筑垃圾資源化利用廠，實行裝修垃圾源頭分類，杜絕生活垃圾和有害垃圾混入裝修垃圾，實現裝修垃圾和拆遷廢料資源化利用。位于太湖沿線的宜興市建筑垃圾產生量較大且存在增長的趨勢，裝修垃圾的處理主要是采取簡單的堆存和填埋，處理處置不規范；收運由當地的企業和單位自由組織，存在環境和安全隱患；同時，臨時堆放點已是趨于飽和的狀態。宜興市可統計的通過運輸的裝修垃圾約為1.2×105t/a，通過服務范圍內新房交易量、人口數量的測算，還應有1.8×105t/a 的未統計垃圾量，故裝修垃圾預測量為3.0×105t/a。因此，急需建設一座規范化、現代化的裝修垃圾處理處置中心，從而真正實現裝修垃圾的減量化、資源化。

進入“十四五”時期，我國建筑垃圾產生量預計會突破3.0×109t/a［1］，如何將固體廢物轉化為資源，使其應用于生產服務中，提高其循環利用效率，成為主流學術界正在探索的方向［2］。近年來，我國對于裝修垃圾的處理思路已經從簡易填埋、堆放，逐步向適度資源化處理方向發展［3］。本項目以建筑垃圾中的裝修垃圾為主要原料，減容減量和資源化相結合，不僅有利于保護環境、消除建筑裝修垃圾處置難的困擾，而且能夠實現固體廢物的綜合利用，達到資源節約、循環再利用的目的。

國外很多發達國家對于裝修垃圾的處置都高度重視并制定了符合各自國情的措施。在我國，以“兩破+三篩+多級風選”為主線的拆除垃圾處理已趨近于成熟，實際運用已無過多障礙［1］。資源化產品大多通過新型建筑材料和市政道路輔料的形式來體現。

2 工藝流程與設計參數

項目選址位于宜興中心城區西側約15.6 km 處，屬于宜興靜脈產業園范圍，宜興光大垃圾焚燒廠（二期）工程南側，總用地面積約5.79 hm2。分兩期工程進行建設，其中一期工程占地面積約2.62 hm2。結合周邊城市建筑垃圾處理設施的現狀以及相關規劃，一期工程設計規模確定為3.0×105t/a。

2.1 工藝流程

工程設計采取“二級破碎+三級篩分+三級分選”的裝修垃圾處置工藝。二級破碎主要用來將物料破碎至合理粒徑進行分選除雜；三級篩分中第一級主要通過滾筒篩來解決原料中含土量大的問題，第二、三級篩分主要根據分選除雜粒徑及產品結構要求進行分級；三級分選主要包括一級人工分選（通過人工將物料中的大塊雜物盡早去除）、二級振動風選（通過振動分選機將31.5～100.0 mm 骨料中的有機物去除，保證粒徑骨料的品質）、三級復合及高精度分選（通過激振力、風力將這一粒徑中的有機物去除。）

主要處理流程如下：經過預分揀的原料首先由鏟車鏟送至鏈板輸送機，然后通過鏈板輸送機將原料輸送至一級破碎機，破碎至150 mm 的粒度，再由鏈板機運送至一級篩分設備A（滾筒篩），篩上物經過人工手選出輕物質類、填埋類、金屬類雜物后可直接入塊料倉，篩下物進入下一工序。振動風選和檢查性手選后的31.5～100.0 mm 物料由皮帶運至二級破碎機破碎至一定粒級，再經一級磁選（除鐵器） 后轉載至二級篩分（31.5 mm 分級篩），篩上＞31.5 mm 物料轉運至二級分選，≤31.5 mm 物料與一級篩分≤31.5 mm 的物料一同進入三級篩分（5/10 mm 雙層弛張篩）。篩上10.0～31.5 mm 物料經三級分選（精細化風選）除雜得到符合要求的骨料；5～10 mm 物料經過三級分選（精細化風選）除雜后得到符合要求的骨料，篩下0～5 mm 直接進入骨料倉成為合格骨料。工藝流程見圖1。

圖1 裝修垃圾處理工藝流程Figure 1 Process flow of the decoration waste

若運行單位對再生骨料的含雜率和粒徑的要求提高或骨料市場銷售情況有變化，則可在現有工藝流程上進行調整。通過中間皮帶輸送機進行返料，調整為“三級破碎+三級篩分+三級分選除雜”，達到滿足不同市場需求的骨料要求。同時，該流程也可以用來處理其他建筑垃圾。

2.2 物料特性及處理要求

裝修垃圾由于其產生特性，除了混凝土外還常含有磚瓦、陶瓷、玻璃、木材、塑料、石膏、涂料等廢物［1］。根據對宜興市裝修垃圾處置現狀調研分析，裝修垃圾中泥沙、磚石類惰性物含量為60%～75%，塑料、木材等可燃物含量為15%～25%，金屬等其他物質約為5%，裝修垃圾密度比一般建筑垃圾要低，約為0.7～1.0 t/m3。

本項目再生骨料粒徑主要有4 種，分別為0～5 mm 細骨料、占比39.5%；5～10 mm 粗骨料、占比13.5%；10.0～31.5 mm 中粗骨料、占比37.5%；100～150 mm 粗骨料、占比9.5%；所有再生骨料的含雜率（質量分數）＜1%。

2.3 設計參數

2.3.1 項目總體布置

工程主要建設內容包括：一體化綜合車間、資源化車間、綜合管理用房、門衛計量室、外排水池、雨水回用設施等。整個廠區布置動靜分離，生產區和生活區通過綠化隔離帶進行合理分隔，道路平面布置滿足了工程車輛的進出和轉運，并且充分考慮了與二期工程的銜接預留。總體平面布置及遠期預留見圖2。

圖2 總體平面布置Figure 2 General layout of the plant

2.3.2 一體化綜合車間

一體化綜合車間主要功能是作為裝修垃圾的原料儲存以及破碎、篩分、分選設備的設置場所使用。車間平面尺寸（長×寬）為107.0 m×48.0 m，最高處層高23.5 m，建筑占地面積約5.3×103m2，裝修垃圾原料存儲區占地約1.0×103m2。在原料車間和主要設備上方設置微米級噴霧除塵系統各1套，保證車間內粉塵濃度滿足要求。

主要設備介紹：上料鏈板機1 臺，最大輸送能力Qmax=120 t/h，主要用來輸送外型截面尺寸小于600 mm×600 mm 的物料進入齒輥式破碎機；齒輥式破碎機1 臺，入料粒度0～600 mm，出料粒度0～150 mm；滾筒篩2 臺，直徑2.0 m，篩網長度8 m，傾角角度8°，滾筒轉數0～18 r/min；吊帶磁選機1 臺，帶寬1.2 m，磁場強度不低于1 200 Gs；錘式破碎機1 臺，處理能力Q=50 t/h；雙層馳張篩1 臺，篩分效率80%，上層篩孔10 mm，下層篩孔5 mm。

本項目產生的輕飄物、塑料等垃圾，通過設置于車間一層的打包機打包后，由運輸車短駁至項目北側的光大垃圾電廠進行協同焚燒發電，也彰顯了靜脈產業園協同處置的思路和理念。

2.3.3 資源化車間

資源化車間的主要功能是利用預處理線的部分再生細骨料（主要是0～5 mm 和5～10 mm 再生骨料）摻和水泥、細砂、添加劑等制作各種規格的植草磚、透水磚、市政磚等建筑材料（圖3）。車間平面尺寸(長×寬)為49.0 m×26.6 m，最高處層高9.1 m，建筑占地面積約1.33×103m2，主要包括原料區、制磚區、養護區3 個部分，考慮成品磚的產量等因素，設計采用自然養護的方式。制磚系統是一條自動化生產線，通過中央控制系統能實現制磚全過程的控制。

圖3 項目生產的31.5～100.0 mm 骨料、0～5 mm 骨料以及成品磚Figure 3 31.5～100.0 mm aggregates,0～5 mm aggregates and standard brick produced by the project

主要設備介紹：資源化車間內主要設置制磚配料系統、攪拌系統、成型機、上板機、疊板機等設施設備，設計產能約1.0×107塊標準磚/a。成型機1 臺、N=30.0 kW；疊板機1 臺、N=4.0 kW；上板機1 臺、N=5.5 kW；攪拌機1 臺，N=22.0 kW；水泥罐1 套，100 t；面層攪拌機1 臺，N=5.5 kW。

3 測試指標與分析方法

本項目在竣工投產后實現正式運行，污染來源主要是裝載車卸料、挖掘機送料、破碎機和滾筒篩等設備進行處置的時候產生的粉塵顆粒物和機械設備振動過程中產生的噪聲污染。

粉塵的監測除了PM2.5以外，須符合GB 3095—2012 環境空氣質量標準二級要求，主要檢測SO2、NO2、PM10、O3、CO、TSP 等指標。環境空氣質量檢測采用全在線監測的方式進行，監測按照HJ 818—2018 環境空氣氣態污染物（SO2、NO2、O3、CO）連續自動監測系統運行和質控技術規范和HJ 817—2018 環境空氣顆粒物（PM10和PM2.5）連續自動監測系統運行和質控技術規范執行。在項目運營期間，廠界噪聲排放標準應符合GB 12348—2008 工業企業廠界環境噪聲排放標準中噪聲排放限制2 類標準，即晝間低于60 dB（A），夜間低于50 dB（A）。噪聲檢測采用環境噪聲檢測測量儀器精度為2 型及2 型以上的積分平均聲級計。

4 運行效果分析

項目從2021 年4 月竣工投產至今，已經穩定運行了10 個月，來料裝修垃圾的成分比設計的要復雜，輕物質產生量（質量分數17%～19%）要高于設計參數值（質量分數15%）。產生的各種粒徑骨料的參數性能均能達到設計要求，0～5 mm 骨料的含雜率＜0.5%，優于設計值，市場銷售較為順暢。資源化車間市政磚產品也實現了正常生產，但是因為市場需求量較小，產能一直較低。項目在運行過程中產生的噪聲，主要是車輛裝載及破碎、篩分設備產生，通過采用低噪聲的生產設備，部分產噪環節增加隔聲罩，可將生產過程的噪聲控制在國家排放標準范圍內。

5 成本經濟分析

工程處理裝修垃圾規模為3.0×105t/a，測算總投資1.59 億元。其中，第一部分工程直接費用1.03 億元。根據項目確定的工藝路線，投產運行期間的直接經營成本主要由電費、原材料費、工資福利費、維修費和處置費等組成，按照項目第3 年達到3.0×105t/a 的處理規模，年經營總成本3 013.3 萬元，單位經營成本為100.44 元/t，其中主要能耗指標如下：動力能耗24.78 kWh/t，水耗109.7 kg/t，燃油86.4 kg/t。在項目達產的情況下，收費單價為143 元/t（扣除金屬回收7.54 元/t、再生骨料6.3 元/t，再生磚5.0 元/t 的收入，均以原料計），能夠實現財務內部收益率為7.86%，該單價在江浙滬地區（一般收費為110～165 元/t，上海地區略貴）屬于正常水平，項目能夠實現微利經營且具備償債能力。

6 存在問題與展望

項目從2021 年4 月竣工投產至今，基本達到各項設計指標要求。同時也發現一些問題，值得類似項目設計、實施時借鑒：①骨料車間的有效容積在場地條件允許的情況下可以適當放大，避免某種骨料因市場原因積壓帶來“被迫”倒運的尷尬；②原料車間的水霧噴淋系統噴頭噴出流量和噴嘴布置密度需要增強，原料車輛在卸料時粉塵量較大；③分選出的輕物質裝載盡可能在車間內部實現，避免因天氣原因導致輕飄物四處“逃逸”。

裝修垃圾的收集與處理處置已經越來越受到各地的重視，各大中小型裝修垃圾資源化處置項目也應運而生，只要有地方政府的支持，解決好資源化產品出路問題，裝修垃圾資源化處置項目定可以有更好的發展。

7 結論

1）項目設計規模3.0×105t/a，采用“二級破碎+三級篩分+三級分選”的裝修垃圾處置工藝路線，生產的0～5 mm、5～10 mm、10.0～31.5 mm、100～150 mm 4 種骨料和多種規格非燒結磚可實現再生產品的多樣化，滿足不同的市場需求。

2）項目的實施解決了宜興市裝修垃圾運輸和處理處置不規范的現實難題。建筑占地面積約5.3×103m2，設置了1.0×103m2的原料存儲區，很好地解決了物料緩存問題。經過近1 a 的實際運行，0～5 mm 骨料含雜率＜0.5%，品質佳，市場銷量好，處理垃圾測算單位經營成本為100.44 元/t。