張惠林

（江蘇天楹環(huán)保能源成套設(shè)備有限公司上海分公司，上海 201315）

1 引言

人類社會活動會產(chǎn)生大量的廢棄物，如固體廢物、廢水和廢氣等，其中固體廢棄物不僅污染環(huán)境，而且占用了大量的空間資源。固體廢棄物又包含建筑垃圾、生活垃圾、工業(yè)固廢等，其中建筑垃圾主要由工程施工建設(shè)或房屋裝修活動產(chǎn)生［1］。我國每年新增工程建設(shè)項目數(shù)量巨大，進而產(chǎn)生了大量的建筑垃圾。據(jù)預(yù)測，我國建筑垃圾量已占城市固體廢棄物總量的40%～50%，截至2020 年產(chǎn)量已超30 億t，并繼續(xù)保持快速增長［1-3］。

世界上沒有垃圾，只有放錯位置的寶藏。在資源日益緊張和實施碳減排的當(dāng)下，必須改變傳統(tǒng)觀念，將建筑垃圾視為“寶藏”，加快建筑垃圾資源化項目的建設(shè)，提高建筑垃圾的資源化利用率。近年來，國家相繼出臺一系列政策，促進建筑垃圾資源化利用行業(yè)發(fā)展，提高其處置技術(shù)水平和資源化利用率。2018 年國家住建部選定了35 個城市進行建筑垃圾處置項目試點。截至2021 年12 月，全國建筑垃圾資源化利用率約為40%，而試點城市資源化利用率約為50%，高出全國平均水平約10%［4］。2021 年7 月，國家發(fā)改委印發(fā)《“十四五”循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展規(guī)劃》，提出到2025 年將建筑垃圾處置率提高到60%。

建筑垃圾主要分為工程渣土、工程垃圾、施工泥漿、建筑拆除垃圾和房屋裝修垃圾等，其中前3 類又稱為建筑施工廢棄物［5］。由于我國尚未實行建筑垃圾源頭強制分類政策，大部分建筑物采用混合拆除，產(chǎn)生的建筑垃圾采用混裝、混運方式，其成分主要包含水泥塊、磚塊、竹木、玻璃、金屬、廢舊管線、塑料橡膠制品和其他雜物等，十分復(fù)雜。這種混合成分的建筑垃圾若不經(jīng)過分選，無法直接資源化利用。因此，必須根據(jù)建筑垃圾的成分特性，制定有針對性的分選工藝和技術(shù)方案，對其進行精細化分選，分門別類，去除雜物，方可得到有利用價值的再生原料或產(chǎn)品，如再生骨料、廢舊金屬、木料、混合塑料等，進而實現(xiàn)建筑垃圾的高效循環(huán)利用。

2 建筑垃圾的特性

建筑垃圾按照來源不同，又可分為建筑施工廢棄物、建筑拆除垃圾和房屋裝修垃圾。

2.1 建筑施工廢棄物

在建構(gòu)筑物的土建施工過程中，會產(chǎn)生大量的施工垃圾，如工程渣土、工程垃圾、施工泥漿。在不同工程的不同施工階段，產(chǎn)生的垃圾成分差異較大。在土建施工前期，如基坑施工階段，會產(chǎn)生大量的工程渣土和施工泥漿；在樁基施工階段，會產(chǎn)生大量的截樁樁頭；而在建構(gòu)筑物的上部結(jié)構(gòu)施工過程中，會產(chǎn)生大量的工程垃圾，其中占80%的產(chǎn)物為廢棄砂漿、廢棄磚石、混凝土塊、鋼筋頭、木頭、保溫材料，其他垃圾占20%［6］。據(jù)統(tǒng)計，磚混結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)產(chǎn)生施工廢棄物量分別為50～200 kg/m2，40～150 kg/m2。由于建筑施工廢棄物一般在不同施工階段產(chǎn)生，其成分相較其他類型的建筑垃圾相對簡單，容易分選和資源化處理。

2.2 建筑拆除垃圾

拆除建構(gòu)筑物產(chǎn)生的建筑垃圾具有產(chǎn)量大、成分復(fù)雜、環(huán)境危害嚴重、處理難度大等特點，是目前建筑垃圾處理行業(yè)關(guān)注的重點。按照建構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)差異，拆除產(chǎn)生的建筑垃圾主要分為以下兩類：

（1）磚混類房屋拆除垃圾，主要是棚戶區(qū)改造產(chǎn)生的。其中碎磚、瓦塊和混凝土塊約占80%，其余為木頭、玻璃、泥土、廢舊塑料等。

（2）混凝土框架結(jié)構(gòu)拆除垃圾，主要是由拆除廢棄樓房、舊廠房和廢棄橋梁產(chǎn)生的。其成分中混凝土塊占50%～60%，其余為磚塊、廢舊金屬、保溫材料、防水材料、廢舊包裝塑料等［7］。

根據(jù)CJJ/T 134—2019《建筑垃圾處置技術(shù)規(guī)范》，單位面積建筑拆除產(chǎn)生建筑垃圾量可按照0.8～1.3 t/m2進行粗略估算。

2.3 房屋裝修垃圾

房屋裝修過程中產(chǎn)生的大量裝修垃圾，不僅成分十分復(fù)雜，而且含有油漆、熒光燈管等有毒有害物質(zhì)［8］。根據(jù)CJJ/T 134—2019《建筑垃圾處置技術(shù)規(guī)范》，裝修垃圾的產(chǎn)量可根據(jù)城市居民戶數(shù)，按照每戶產(chǎn)生0.5～1.0 t/a 進行估算。據(jù)統(tǒng)計，裝修垃圾中不可利用物占50%，可回收利用物僅占30%，其余為粉末灰，占20%。其中可回收物主要包括木料、廢紙、電線廢料、磚塊、玻璃、瓷磚、混凝土塊、廢舊金屬、廢舊塑料等；不可利用物主要為黏合劑、廢油漆、熒光燈管、廢涂料和廢保溫材料等。因此，裝修垃圾不僅對環(huán)境的危害大，而且分選難度大，資源化利用率低，處理成本高。

綜上所述，可得出：

（1）組分復(fù)雜程度排序：建筑施工廢棄物＜建筑拆除垃圾＜房屋裝修垃圾；

（2）分選與資源化難度順序：建筑施工廢棄物＜建筑拆除垃圾＜房屋裝修垃圾；

（3）資源化利用優(yōu)先次序：建筑施工廢棄物＞建筑拆除垃圾＞房屋裝修垃圾。

目前，由于國內(nèi)大部分建筑垃圾采用混合拆除、混合裝運等形式，產(chǎn)生的建筑垃圾組分十分復(fù)雜，這給建筑垃圾的分選和資源化利用帶來了很大困難，間接提高了資源化利用的成本。為此國家相關(guān)部門和行業(yè)出臺了一系列政策與行業(yè)標準，鼓勵和倡導(dǎo)實行源頭分類，建筑物采用分類拆除、分類收集、分類裝運的方式，降低建筑垃圾組分的復(fù)雜程度，提高后續(xù)建筑垃圾分選和資源化利用效率。隨著建筑垃圾源頭分類政策的落實，不同建筑垃圾的成分也將逐步發(fā)生變化，其組分復(fù)雜程度也將由復(fù)雜向簡單轉(zhuǎn)化，資源化利用程度也將提高。

3 建筑垃圾再生資源化產(chǎn)品

建筑垃圾經(jīng)過精細化分選處理后，可得到各種再生資源化產(chǎn)品和再生原料，其中的磚瓦、砂石、混凝土塊等無機物，可用于生產(chǎn)再生骨料產(chǎn)品；分離出的渣土可用于市政綠化、填埋場覆土等；分選出的廢木材、廢金屬、廢塑料等可作為再生原料進行銷售。分選出的再生粗骨料粒徑為5～10 mm，10～16 mm，16～20 mm，20～25 mm 和25～37.5 mm 等規(guī)格，再生細骨料粒徑分為0.075～0.315 mm，0.315～0.63 mm，0.63～1.25 mm，1.25～2.5 mm 和2.5～5.0 mm 等規(guī)格。高品質(zhì)的再生骨料可替代天然砂石料，用于生產(chǎn)預(yù)攪拌砂漿、再生混凝土制品、再生干粉砂漿等環(huán)保綠色建材。

4 建筑垃圾分選工藝

建筑垃圾分選工藝主要包括預(yù)處理系統(tǒng)、分選系統(tǒng)、除塵系統(tǒng)和原料與產(chǎn)品輸送系統(tǒng)等。預(yù)處理系統(tǒng)包括給料、除土、人工分選、破碎、篩分等環(huán)節(jié)；分選系統(tǒng)包括磁選、風(fēng)選等環(huán)節(jié)；原料與產(chǎn)品輸送系統(tǒng)主要包括各種規(guī)格的輸送裝置。本文主要介紹一種“除土＋三破三篩＋風(fēng)選除雜”工藝，具體環(huán)節(jié)如下：

（1）給料。建筑垃圾外運至廠區(qū)的原料堆區(qū)。在原料堆區(qū)需配置若干手選人員，對建筑垃圾進行預(yù)分揀，揀出大塊的雜質(zhì)，如大木頭、防水材料和編織袋等，保證進入分選破碎系統(tǒng)的骨料的純度。符合標準的建筑垃圾原料，采用自卸車或鏟車送入受料斗。

（2）除土。料斗內(nèi)的建筑垃圾靠重力滑入重型振動給料機（篩孔40 mm）。重型振動給料機兼具給料和除土的功能，能夠去除粒徑＜40 mm 含雜土量較多的物料。此物料經(jīng)膠帶輸送機輸送至除土圓振篩（篩孔20 mm），其篩下0～20 mm 的物料，由于含渣土比較多，作為渣土外運；篩上的20～40 mm 的物料，采用膠帶輸送機運至人工分揀平臺處理。

（3）初級顎式破碎。重型振動給料機棒條上粒徑＞40 mm 的物料送入膠帶輸送機，輸送至初級顎式破碎機，進行初級破碎，出料粒徑＜120 mm。

（4）人工分選。破碎后物料經(jīng)除鐵器除鐵后，采用膠帶機輸送至人工分選平臺進行人工分揀。人工主要分揀出建筑垃圾中較大的鋼筋、布條、塑料、織物等。由于建筑垃圾的成分較為復(fù)雜，難以通過單一的機械手段實現(xiàn)雜物的分離，人工分揀保證了大塊雜物的分離，同時可使后續(xù)的處置作業(yè)更為高效。物料經(jīng)人工分揀平臺后，進入一級反擊式破碎機進一步破碎。

（5）一級反擊式破碎。反擊式破碎機對物料進行二次破碎，出料粒度＜60 mm。破碎后物料通過膠帶輸送機輸送至一級圓振篩進行篩分。

（6）一級產(chǎn)品篩分。破碎后的物料經(jīng)除鐵器除鐵后，用膠帶輸送機運至一級圓振篩（最上層篩孔37.5 mm，中層篩孔20 mm，下層篩孔10 mm）進行分選，分選出10～20 mm，20～37.5 mm 的再生骨料經(jīng)膠帶輸送機分別輸送至風(fēng)選機進行風(fēng)選，風(fēng)選除雜后，作為最終再生骨料產(chǎn)品。粒徑＜10 mm 物料進入二級圓振篩繼續(xù)篩分。而篩上粒徑＞37.5 mm 物料經(jīng)膠帶機輸送至風(fēng)選機進行除雜，并經(jīng)過除鐵器除鐵后，用膠帶輸送機送至二級反擊式破碎機，進行再次破碎。

（7）風(fēng)選除雜。風(fēng)選除雜機采用單鼓式氣流分選機，可利用風(fēng)力去除物料中木屑等輕物質(zhì)物料。分選出的雜質(zhì)可運送至焚燒廠或填埋場。

（8）二級反擊式破碎機。反擊式破碎機對物料進行再次破碎，出料粒度＜40 mm。破碎后物料通過膠帶輸送機返回至一級圓振篩篩分。

（9）二級產(chǎn)品篩分。粒徑＜10 mm 物料進入二級圓振篩（上層篩孔10 mm，下層篩孔5 mm）繼續(xù)篩分，篩選出5～10 mm，0～5 mm 的物料，可直接作為再生骨料。該篩子上層的＞10 mm 的物料經(jīng)膠帶輸送機返回至二級反擊式破碎機。建筑垃圾分選工藝流程詳見圖1。

圖1 建筑垃圾分選工藝流程

（10）除塵系統(tǒng)。采用干霧抑塵系統(tǒng)以及K 系列導(dǎo)料槽，最大限度地抑制物料在生產(chǎn)過程中所產(chǎn)生的粉塵，其綜合抑塵率最高達到99%以上，能夠解決破碎分選車間粉塵污染問題，達到了環(huán)保要求。

因此，通過以上環(huán)節(jié)可分別得到0～5 mm，5～10 mm，10～20 mm，20～37.5 mm 再生骨料產(chǎn)品、廢舊金屬和0～20 mm 渣土。

5 資源化再生利用工藝系統(tǒng)

建筑垃圾經(jīng)分選處理后得到的不同規(guī)格、不同品質(zhì)再生骨料，可進一步資源化利用。常見的資源化再生利用工藝系統(tǒng)有混凝土砌塊生產(chǎn)系統(tǒng)、預(yù)拌混凝土生產(chǎn)系統(tǒng)、干混砂漿生產(chǎn)系統(tǒng)、道路用再生骨料無機混合料生產(chǎn)系統(tǒng)、骨料整形系統(tǒng)等。下面以混凝土砌塊生產(chǎn)系統(tǒng)為例進行介紹。

混凝土砌塊生產(chǎn)系統(tǒng)包括給料、配料、面層二次布料、壓制振動成型、產(chǎn)品輸送、升降板、養(yǎng)護、碼垛等工序，均可采用自動化控制，自動化程度和生產(chǎn)效率較高。系統(tǒng)配置50～100 t 的水泥倉，組成攪拌、供料系統(tǒng)，用來制備混凝土料。再生骨料、水泥、水等混合并經(jīng)攪拌機攪拌后，通過膠帶輸送機送入自動成型生產(chǎn)線壓制成型?；炷疗鰤K生產(chǎn)線具有能耗低、產(chǎn)量大、穩(wěn)定性高、產(chǎn)品密實度好等特點。再生骨料混凝土制品的生產(chǎn)主要以建筑垃圾破碎分揀產(chǎn)生的再生骨料為原料，一般選用0～5 mm，5～10 mm 規(guī)格再生骨料。不同再生骨料混凝土制品的物料配合比也各不相同，所生產(chǎn)的制品主要為再生砌塊、再生磚、道路磚、透水磚等墻體材料和市政工程材料。

再生骨料混凝土制品既可采用蒸汽養(yǎng)護，又可采用自然養(yǎng)護。當(dāng)溫度、濕度滿足要求時，優(yōu)先采用自然養(yǎng)護。經(jīng)養(yǎng)護的產(chǎn)品，在滿足碼垛強度后，采用碼垛機碼垛，并用包扎帶進行捆扎包裝，由叉車運至成品堆場疊碼堆放，繼續(xù)進行自然養(yǎng)護，前4 d 每隔3 h 灑水1 次，5 d 后每隔5 h 灑水1 次，10 d 后每隔10 h 灑水1 次，15 d 后自然干燥，28 d 后成品檢驗合格出廠。

6 結(jié)語

我國的建筑垃圾不僅產(chǎn)量大，而且逐年快速增長，對環(huán)境負面影響日漸凸顯。當(dāng)前，政府已出臺了一系列政策，大力推動建筑垃圾資源化利用，提高其資源化利用率。建筑垃圾的成分與其來源、裝運方式等因素息息相關(guān)，各地建筑垃圾成分特性也差異較大，因此，制定建筑垃圾分選和資源化利用方案時，必須因地制宜，綜合考慮原料來源、產(chǎn)量規(guī)模和成分特性，制定合理的產(chǎn)品方案、分選工藝、除塵工藝和設(shè)備選型，并結(jié)合再生骨料品質(zhì)和當(dāng)?shù)厥袌鲂枨?，配置靈活的資源化再生利用系統(tǒng)，提高建筑垃圾的資源化利用率和經(jīng)濟收益。