高犁難

（哈爾濱市城市建設(shè)投資集團有限公司，哈爾濱 150076）

2020 年9 月1 日起施行的《中華人民共和國固體廢物污染環(huán)境防治法》（以下簡稱《新固廢法》）指出，要加大推進建筑垃圾污染環(huán)境防治工作的力度。《新固廢法》）規(guī)定，國家鼓勵采用先進技術(shù)、工藝、設(shè)備和管理措施，推進建筑垃圾源頭減量，建立建筑垃圾回收利用體系。要求政府推動建筑垃圾綜合利用產(chǎn)品應(yīng)用。為此，哈爾濱市啟動了建筑垃圾資源化項目（以下簡稱“本項目”）。作為哈爾濱先行的建筑垃圾處理項目，本項目建成后將起到示范作用，為實現(xiàn)城市建筑垃圾處置的綠色轉(zhuǎn)型[1]、節(jié)能降碳及可持續(xù)發(fā)展提供有益的借鑒。

1 項目背景

當(dāng)前，哈爾濱市建筑垃圾處理還處于行業(yè)的起步階段，建筑垃圾無集中消納場所，私拉亂倒問題突出，急需推進建筑垃圾資源化利用項目的建設(shè)[2]。《黑龍江省哈爾濱市城鄉(xiāng)固體廢物分類治理專項規(guī)劃（2019—2035 年）修編》對哈爾濱市內(nèi)9 區(qū)各規(guī)劃了一處建筑垃圾處理設(shè)施，對區(qū)內(nèi)的建筑垃圾實施就近處理，用以解決哈爾濱市建筑垃圾產(chǎn)量大、產(chǎn)生點分散、運距遠(yuǎn)等問題。2021年9 月，哈爾濱市政府批示由各區(qū)加快啟動建筑垃圾處理設(shè)施建設(shè)。

哈爾濱市道外區(qū)建設(shè)末端資源化處理廠，負(fù)責(zé)全市的建筑垃圾資源化處理。通過采用可靠的工藝、先進的技術(shù)、優(yōu)質(zhì)的設(shè)備和方便的控制模式，建設(shè)“現(xiàn)代、先進、環(huán)保、集約”的現(xiàn)代化廢棄物綜合處置中心[3]。本項目建設(shè)后，預(yù)計可實現(xiàn)對建筑垃圾90%成分的再生利用。每年可節(jié)約建筑垃圾占用的土地280 多畝（1 畝約等于667 m2），以及節(jié)省標(biāo)準(zhǔn)煤1.5 萬t。

2 項目選址條件

本項目選址，距離主城區(qū)20 km。用地地勢平坦、交通便利。選址用地距農(nóng)科院與附近村屯距離較近，環(huán)評和社會環(huán)境影響評價應(yīng)作為重點[4]。由于用地距離市政配套設(shè)施較遠(yuǎn)，本項目的給水、排水、供暖需自行解決，規(guī)劃方案如下。①給水條件，近期水源由地下水提供；遠(yuǎn)期考慮接入團結(jié)鎮(zhèn)市政管網(wǎng)，水源為松花江水；②污水排水條件，近期達(dá)標(biāo)后通過吸污車送入團結(jié)鎮(zhèn)污水處理廠進行處理；遠(yuǎn)期排入市政污水管網(wǎng)；③雨水排水條件，近期通過管網(wǎng)收集排入廠區(qū)周邊的雨水溝；遠(yuǎn)期排入市政管網(wǎng)；④電力條件，場地附近10 kV 高壓線就近接入；⑤供熱規(guī)劃，用電采暖。

3 項目建設(shè)理念

本項目將建成為綜合型示范基地，即：建筑垃圾資源化處理基地、海綿城市示范基地及綠色建筑示范基地。建筑垃圾經(jīng)資源化處置后的再生產(chǎn)品，應(yīng)用到道路、市政、園林、河道治理等建設(shè)中[5]。實現(xiàn)變廢為寶、充分體現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟的3R（減量化、再使用、再循環(huán)）原則。本項目的運行實現(xiàn)“智慧管控”。以數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化為主線，實現(xiàn)生產(chǎn)運營全方位、全過程的智能監(jiān)管。助力“雙碳”。積極響應(yīng)國家“雙碳”戰(zhàn)略，選用綠色低碳科技，把綠色低碳轉(zhuǎn)型、可持續(xù)發(fā)展作為生產(chǎn)設(shè)計的重要著力點，建設(shè)固體廢物處理與資源化循環(huán)利用運營平臺，為哈爾濱市生態(tài)環(huán)境治理和城市管理做貢獻。進行綠色建筑設(shè)計，節(jié)約資源、保護環(huán)境、減少污染[6]。廠區(qū)總平面布置力求經(jīng)濟、合理，節(jié)約利用土地。在便于施工、便于安裝和便于維護的前提下，綜合考慮工藝流程順暢、工藝系統(tǒng)銜接合理、工程節(jié)能等因素。提高工程的可靠性及有效性，降低運行費用，減少日常維護成本。建筑垃圾處理運行高效，無二次污染。

4 項目經(jīng)濟技術(shù)指標(biāo)

4.1 建設(shè)用地

基于上述建設(shè)理念，確定本項目的最終建設(shè)方案。總建筑面積約為17 000 m2，廠區(qū)用地面積約為70 000 m2（包含預(yù)留場地、應(yīng)急堆場等）。其中，主要單位工程占地面積見表1。本項目的建筑密度22.49%、容積率為0.41、綠地率為48.09%。

表1 主要單位工程占地面積

4.2 生產(chǎn)規(guī)模

擬建設(shè)年處理建筑垃圾30 萬t 的生產(chǎn)線，同時兼顧處理道外區(qū)的工程渣土。經(jīng)本項目分選后的建筑垃圾分為惰性物、可回收物、不可回收利用的可燃物等。建筑垃圾處理線，單線作業(yè)時間預(yù)計為16 h/d，日處理規(guī)模為250 t/d；制磚生產(chǎn)線，工作時間預(yù)計為8 h/d，生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)實心磚不少于56 500 塊。

5 工藝及設(shè)備選擇

5.1 基本原則

進行工藝選擇時，需要明確以下幾點。①建筑垃圾來源復(fù)雜，其中不可避免含有金屬、木材及其他裝飾材料等，必須對其通過機械和人工初分揀，再進行破碎、篩分、除鐵除雜等工藝處理，嚴(yán)控再生骨料的雜質(zhì)成分；②針對篩出物相應(yīng)的特性，后端采用不同的作業(yè)工藝和資源化利用處理方式；③根據(jù)所生產(chǎn)的再生建材產(chǎn)品選擇工藝配置。再生骨料越細(xì)、品質(zhì)越高，需要投入的設(shè)備越多、處理工藝越復(fù)雜。

5.2 工藝描述

建筑垃圾綜合處理包括破碎篩分預(yù)處理系統(tǒng)和制砂系統(tǒng)2 個部分。通常經(jīng)過粗碎和細(xì)碎，建筑垃圾的粒度已經(jīng)可以滿足再利用的要求，但是此時粗粒級數(shù)量仍然占多數(shù)，再生建筑制品所需的較細(xì)粒級的含量較少，為此設(shè)置細(xì)粒級制砂工藝，通過制砂機、篩分機和旋風(fēng)分離器的聯(lián)合作用，獲得再生建筑制品所需的細(xì)粒級級配，同時剔除影響再生制品質(zhì)量的粉末態(tài)的石粉渣。制砂機采用“石打石”原理的沖擊式破碎機，物料在破碎腔體內(nèi)形成了多次閉路循環(huán)摩擦與撞擊。制砂后的物料經(jīng)篩分機分出粗粒級后，細(xì)粒級通過旋風(fēng)分離器分級，剔除了呈粉末態(tài)的石粉渣，保證了再生制品的質(zhì)量。

5.3 主要工藝流程

經(jīng)過比選，最終確定本項目的主流工藝路線為“兩級破碎+兩級篩分+綜合除雜”。在裝修垃圾的預(yù)處理環(huán)節(jié)設(shè)置預(yù)處理區(qū)，對收運裝修垃圾進行破碎與分揀。分選出的雜物集中收集、分類堆放。設(shè)置智能分選平臺，通過安裝裝修垃圾智能化分類分選設(shè)備，采用機械臂夾具的準(zhǔn)確定位抓取的方式，將不易破碎的大塊輕質(zhì)物料及少量金屬選出；采用風(fēng)選將木材、塑料、紙片等輕物質(zhì)分離；廢棄物內(nèi)混有金屬，通過磁選分離裝置，將鋼筋、鐵屑等金屬物質(zhì)分離。破碎工藝，根據(jù)裝修垃圾狀態(tài)及再生產(chǎn)品質(zhì)量要求采用二級破碎。破碎設(shè)備可調(diào)節(jié)破碎出料尺寸功能，采用顎式破碎機、反擊式破碎機設(shè)備組合運用。

選用雙軸撕碎機用于破碎塑料、橡膠、纖維、紙張、木材和各種混合特別是含有金屬的裝修垃圾，出料粒度為0～150 mm。拆房垃圾的破碎，選用顎式破碎機，進行粗碎，進料粒度為0～1 000 mm，出料粒度為0～200 mm。粗碎后的物料進入反擊式破碎機進行二段破碎；二段破碎后，大于30 mm 的物料通過循環(huán)篩、返料皮帶送回反擊式破碎機繼續(xù)破碎。

30 mm 以下的混合料輸送到篩分站，經(jīng)過均衡篩、風(fēng)選機的分離，最終分出0～13 mm、13～19 mm、19～30 mm的3 種成品骨料。

5.4 建筑垃圾處理設(shè)備及控制站

5.4.1 設(shè)備選型

建筑垃圾處理的主要設(shè)備選型見表2。

表2 主要設(shè)備選型

5.4.2 現(xiàn)場控制站

現(xiàn)場控制站主要包含拆建垃圾處理、裝修垃圾處理、工程渣土處理、除塵、空壓機及出渣設(shè)備控制和制磚等系統(tǒng)。其中每個子系統(tǒng)還均有CPU、IO 模塊、通信模塊、觸摸屏、現(xiàn)場檢測儀表和控制柜等相關(guān)模塊及設(shè)備。現(xiàn)場控制站應(yīng)反映各系統(tǒng)設(shè)備的運行、故障、程控等狀態(tài)情況。

5.5 消防控制

設(shè)置消防控制室，全廠所有消防設(shè)備的信號均送入消防控制室。在廠區(qū)重要場所設(shè)置火災(zāi)自動報警系統(tǒng)，對區(qū)域內(nèi)消防火災(zāi)情況檢測、報警并聯(lián)動控制對應(yīng)消防設(shè)備。防排煙系統(tǒng)的“系統(tǒng)控制”“系統(tǒng)施工”“系統(tǒng)調(diào)試”“系統(tǒng)驗收”“維護管理”等要求符合GB 51251—2017《建筑防煙排煙系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》。

6 項目生產(chǎn)運營及智慧管控系統(tǒng)搭建

本項目將利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將廠區(qū)內(nèi)人、車、物等信息和數(shù)據(jù)全面上線并進行整合，實現(xiàn)廠區(qū)內(nèi)人流、物流、生產(chǎn)環(huán)境的全方位監(jiān)控。打造廠區(qū)數(shù)字化運營監(jiān)管，實現(xiàn)安全生產(chǎn)管控、環(huán)境監(jiān)測、追溯產(chǎn)品服務(wù)等，為企業(yè)經(jīng)營降本增效起到積極作用，各子系統(tǒng)搭建如下。①中央監(jiān)控系統(tǒng)，主要由數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、上位機監(jiān)控工作站、工業(yè)以太網(wǎng)交換機、不間斷電源（自控系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)等供電）、計算機操作臺、上位機組態(tài)軟件、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)軟件、上位機監(jiān)控系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)軟件、報表趨勢圖系統(tǒng)、PLC 系統(tǒng)軟件、應(yīng)用軟件、服務(wù)器機柜、中控室布線、軟件/硬件防火墻，以及黑白和彩色打印機等組成。②稱重計量識別系統(tǒng)，由車輛自動識別系統(tǒng)、電子車牌及卡座、稱重計算機、稱重計量應(yīng)用軟件和地磁檢測器組成。③噪聲揚程監(jiān)測站，IP65，配總線、以太網(wǎng)通信接口，220 VAC。溫度：40~70 ℃；濕度：0~100%RH；風(fēng)速：0~60 m/s；風(fēng)向：8 個方位；噪聲：30~130 db；PM：0~1 000 ug/m3；TSP：0~20 mg/m3。④視頻監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備，由槍型攝像機、半球型攝像機、信號/電源一體化避雷器、網(wǎng)絡(luò)硬盤錄像、視頻監(jiān)控工作站、網(wǎng)絡(luò)硬盤錄像機、弱電機箱、總?cè)蹼姍C柜、光電轉(zhuǎn)換器、網(wǎng)絡(luò)交換機和核心交換機等組成。⑤電力監(jiān)控系統(tǒng)，DCS 軟控系統(tǒng)。⑥建筑垃圾處理現(xiàn)場控制站，主要包括拆建垃圾處理系統(tǒng)、裝修垃圾處理系統(tǒng)、工程渣土處理系統(tǒng)、除塵系統(tǒng)、空壓機及出渣設(shè)備控制系統(tǒng)和制磚系統(tǒng)等組成。每個子系統(tǒng)均包含CPU、IO 模塊、通信模塊、觸摸屏、現(xiàn)場檢測儀表和控制柜等。并且，應(yīng)反映各系統(tǒng)設(shè)備運行狀態(tài)、故障狀態(tài)、程控狀態(tài)等。

7 生態(tài)環(huán)境保護

建筑垃圾進行資源化轉(zhuǎn)型過程中，本項目將采用“干法”工藝，不產(chǎn)生生產(chǎn)廢水，全廠的主要污水為生活污水、初期雨水。本項目產(chǎn)生的環(huán)境污染物主要有粉塵、噪音，將采用以下防治措施進行防治。

7.1 粉塵防治措施

建筑垃圾在卸料、上料、破碎、篩分、風(fēng)選及輸送等生產(chǎn)環(huán)節(jié)，都會產(chǎn)生粉塵。為加強環(huán)保，本項目針對粉塵的防治采用3 套設(shè)備：布袋除塵器及配套、噴霧降塵系統(tǒng)，以及霧炮噴霧，具體做法如下。①從運輸車卸料的過程中產(chǎn)生的揚塵，采用“遠(yuǎn)程霧化”的方式，利用霧炮噴霧，將水霧覆蓋整個料坑面源，抑制揚塵產(chǎn)生。同時，對地面塵土采用真空吸塵系統(tǒng)進行吸塵。②垃圾分選線分選、破碎和篩分生產(chǎn)等容易產(chǎn)生粉塵，設(shè)備和輸送帶都采用密閉形式，并選擇“負(fù)壓收集+布袋除塵”方式進行收集處理。通過在產(chǎn)塵點設(shè)置除塵吸風(fēng)罩以及風(fēng)機負(fù)壓抽吸，形成局部通風(fēng)，防止粉塵外溢。除塵后的粉塵進管道輸送到指定粉塵灰倉收集。防止二次泄露污染。③布置干霧抑塵噴頭，對該區(qū)域進行降塵。選定微米級干霧抑塵裝置，利用干霧噴霧器產(chǎn)生的10 μm 以下的微細(xì)水霧顆粒，使粉塵顆粒相互黏結(jié)、聚結(jié)增大，并在自身重力作用下沉降。

7.2 噪音防治措施

噪聲的來源，包括物料在搬運過程中搬運車輛會產(chǎn)生垃圾傾倒噪音；生產(chǎn)過程中項目的噪聲源主要為破碎機、振動篩分機，以及抽風(fēng)機和集塵用排風(fēng)機、空壓機、制磚機等產(chǎn)生的噪音。噪聲防治，應(yīng)針對聲源、傳播途徑等環(huán)節(jié)制定詳細(xì)、有針對性的措施，降噪后噪聲應(yīng)符合GB 12348—2008《工業(yè)企業(yè)廠界環(huán)境噪聲排放標(biāo)準(zhǔn)》。

7.2.1 生產(chǎn)噪音防止措施

措施包含如下：①對聲源采用減震、隔聲、吸聲和消聲措施，對噪聲大的設(shè)備增加消音器或隔音罩、設(shè)備外殼內(nèi)襯隔音棉等措施；②采用封閉式車間，阻擋車間設(shè)備的噪聲傳播；③在安裝設(shè)備時進行減震設(shè)計，在設(shè)備底部采取隔振和減震措施；④采用“鬧靜分開”和“合理布局”的設(shè)計原則，使高噪聲設(shè)備盡可能遠(yuǎn)離噪聲敏感區(qū)；⑤選用低噪聲環(huán)保型設(shè)備，并維持設(shè)備處于良好的運轉(zhuǎn)狀態(tài)；⑥設(shè)備間、車間廠房應(yīng)安裝吸聲、隔聲層，設(shè)置隔聲門、隔聲窗；⑦設(shè)置設(shè)備防護罩及建筑物隔聲吊頂。

7.2.2 垃圾傾倒噪音防控

可以通過采取嚴(yán)格控制作業(yè)時間、種植吸引良好的綠化隔離帶，以及合理布局堆場位置等措施實現(xiàn)。

8 綠色建筑設(shè)計

廠區(qū)占地面積較大，利用海綿城市理念，實現(xiàn)用地內(nèi)雨水資源利用。利用植草溝、滲水磚、下沉式綠地等措施組織廠區(qū)內(nèi)雨水排水、設(shè)置截污提籃裝置分離雜物沉淀泥沙、新建PP 儲水池進行雨水儲存。這部分雨水主要用于廠區(qū)內(nèi)綠地灌溉和清洗道路。按照用地的節(jié)約集約原則，統(tǒng)籌建設(shè)用地，提高建設(shè)用地利用效率。合理規(guī)劃建設(shè)場地，整合零散空間。綜合考慮工藝流程順暢、工藝系統(tǒng)的銜接合理、工程節(jié)能等因素。提高工程的可靠性及有效性，降低運行費用，減少日常維護。依照被動式建筑零能耗特點，進行節(jié)能設(shè)計。充分利用冬季日照和夏季自然通風(fēng)、遵循被動節(jié)能措施優(yōu)先的原則，降低后期圍護及使用耗能費用、最大限度地實現(xiàn)建筑全壽命周期的能耗最低。能源供應(yīng)及設(shè)備機房靠近負(fù)荷中心設(shè)置，合理確定供電電壓、供配電系統(tǒng)、電氣照明及控制，以及建筑監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計。確保本項目電力系統(tǒng)經(jīng)濟合理，高效節(jié)能。嚴(yán)格選擇燈具采用LED 綠色節(jié)能環(huán)保光源，有效地消除“光污染”帶來的煩躁感和疲勞感，創(chuàng)造健康工作環(huán)境。

9 結(jié)束語

建筑垃圾資源化利用項目具有廣泛的市場前景，本項目建成后通過“減量化、無害化、資源化”手段，大幅度地提高建筑垃圾綜合治理資源化利用率。此外，本項目的環(huán)境效益顯著，項目的實施將為當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟發(fā)展提供良好的生態(tài)環(huán)境。