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北京市建筑废弃物资源化利用研究与项目示范

2014-05-08王明超郭强夏小青邢丽娜刘涛

再生资源与循环经济 2014年3期
关键词:资源化废弃物骨料

王明超,郭强,夏小青,邢丽娜,刘涛

(1.中国·城市建设研究院,北京100120;

2.清华同衡规划设计研究院有限公司,北京100085)

北京市建筑废弃物资源化利用研究与项目示范

王明超1,郭强1,夏小青2,邢丽娜1,刘涛1

(1.中国·城市建设研究院,北京100120;

2.清华同衡规划设计研究院有限公司,北京100085)

针对北京市建筑废弃物产量大、资源化利用率低的问题,分析了北京市建筑废弃物的来源、产量、组分及处理现状,阐述了建筑废弃物资源化利用途径和资源化利用工艺,介绍了朝阳区建筑废弃物资源化示范项目建设情况,给出了北京市建筑废弃物资源化利用设施建设合理建议。

建筑废弃物;资源化;处理技术

建筑废弃物既是亟需处理处置的废弃物,同时又是可资源化利用程度较高的宝贵资源[1]。据统计,2005年北京市建筑废弃物排放量就已达到3600万t[2],且2001—2010年年均排放量已超过3800万t/a(图1),每年因此而占用土地超过467hm2。根据北京市人民政府印发的《全面推进建筑垃圾综合管理循环利用工作意见》的通知,通过提高建筑垃圾资源化设施处置能力等方式,全市建筑垃圾资源化率2015年达到80%。

根据北京市建筑废弃物的组成特点和国内外成熟的资源化再生工艺,结合北京市建筑废弃物资源化利用设施建设规划,分析了北京市建筑废弃物成分、资源化产品、资源化工艺及发展趋势,提出了北京市建筑废弃物资源化处理的方案建议。

图1 2001—2010年北京市建筑废弃物产量统计图

1 北京市建筑废弃物特点

1.1 北京市建筑废弃物的来源

北京市建筑废弃物主要有以下来源。

(1)旧建筑物拆除和新建筑物施工过程中产生的建筑废弃物(如居住小区建筑保温改造、奥林匹克体育设施建设等);

(2)重大市政基础设施动迁改建所产生的建筑废弃物(如地铁施工、立交桥施工、市政管道改造等);

(3)居民家庭装修装饰产生的装修废弃物;

(4)因意外原因(如老化、台风、强降雨等)造成的建筑物坍塌产生的建筑废弃物。

1.2 北京市建筑废弃物产量

北京市建筑废弃物主要由上述(1)、(2)和(3)构成,其中,(1)和(2)占总产量的75%以上[2]。

受城市建设和奥运工程的影响,前几年北京建筑废弃物产量持续走高,可以预见,伴随2022年冬季奥运会的申办,北京市周边城区基建力度的加大,建筑废弃物也会保持较高的产量,预计很长一段时间平均产量都会维持在4000万t左右。

1.3 北京市建筑废弃物成分

建筑废弃物组分受区域、废弃物来源、建筑类型、房屋结构、施工方式等影响。图2和图3分别为建筑拆除垃圾和建筑施工垃圾的组分。

图3 北京市建筑施工垃圾组分

可见,北京市建筑废弃物中主要组分有:混凝土、砖块、碎石、灰尘、玻璃、金属、竹木、有机杂质等。施工类建筑废弃物中砂的含量为14.88%,均具有较高的资源化价值。

1.4 北京市建筑废弃物处理现状

目前,北京市实行建筑废弃物消纳许可制度。截至2013年10月25日,北京市获得建筑垃圾、渣土消纳许可的场所共有23处,主要以消纳工程槽土、拆迁垃圾、装修垃圾等为主。

北京市建筑废弃物资源化处理处于探索阶段,处置工艺主要以回填、填埋等线性操作模式为主,回收利用率较低。

为加强北京市建筑废弃物管理和资源化利用,北京市出台《关于全面推进建筑垃圾综合管理循环利用工作的意见》和《北京市“十二五”时期环境卫生事业发展建设规划》,提出,先期在北京市东、西、南、北各建成1座“建筑废弃物资源化处置设施”,并规划建设9座建筑垃圾资源化处理厂,形成全市2万t/d的处理能力。明确了北京市建筑废弃物资源化处理的总体目标为:2012年资源化率达到40%,2015年达到80%。

2 建筑废弃物资源化利用途径

建筑废弃物资源化产品主要有:无机混合料、再生砌块、再生骨料、预拌混凝土、预拌砂浆等。

再生砌块是国内建筑废弃物资源化的最主要途径,技术成熟,应用广泛。周理安等人[3]通过对再生砖的空隙特征、力学性能及墙体保温性能的试验证明,再生砖具有良好的力学性能,再生砖砌体满足《砌体结构设计规范》(GB50003—2001)对抗压、抗剪性能的要求,且再生砖墙体能够满足65%节能指标要求。再生砌块已在北京建筑工程学院实验楼、北京新农村建设以及邯郸市金世纪商务中心等工程实例中得到广泛应用[4]。

将建筑废弃物破碎、分选、除杂、筛分后,全部或部分代替砂石天然骨料可配制成再生骨料混凝土(RAC)[5]。建筑废弃物资源化工艺与设备选型对再生骨料的性质(如含泥量、针片状含量、压碎性能、密度等)有较大影响,从而对再生混凝土制品性能产生影响。华军舰等人[6,7]的研究表明,利用砖瓦类建筑废弃物作为粗骨料,只适合配制C25以下低强度等级的再生混凝土,且替代率不能超过60%;废混凝土作为再生骨料则可生产C25-C50强度等级,且性能良好的再生骨料。

《固定式建筑垃圾资源化处置设施建设导则》(试行)中规定,建筑废弃物资源化处理设施应在混凝土制品、无机料、预拌混凝土、预拌砂浆中至少选择两种资源化产品来配备生产线。

3 建筑废弃物资源化利用工艺

根据建筑废弃物的不同来源、资源化利用方式和对处理深度的不同要求,建筑废弃物资源化处理设施主要有移动式和固定式两类。

3.1 移动式处理设施

移动式建筑垃圾处理站是将建筑垃圾破碎筛分和粗分选处理集成在可移动平台上的处理设备,在施工现场,根据用户的需要可将建筑废弃物分为不同粒径的再生骨料,就地实现资源化利用。

移动式处理设施利用机动性强的特点,可深入复杂的施工现场进行作业,在源头上对建筑废弃物进行处理,便于源头分类,提高了建筑废弃物资源化利用率,并且减少了建筑废弃物的运输成本。再生骨料主要用作现场回填、道路垫层、基层材料等,优质骨料可送至再生工厂进一步提高其资源化价值。在我国部分城市的建筑拆迁、市政设施施工、道路施工等城市建设过程中,移动式建筑废弃物处理设施已得到较为广泛的应用。

3.2 固定式处理设施

固定式建筑废弃物处理设施可根据区域建筑废弃物特性和再生产品的选择,选择不同的破碎、筛分、分选及其组合配置模式,一般采用多级破碎、耦合多级筛分、磁选等工艺,辅以风力分选、水力浮选、颗粒整形等除杂设施,提高再生骨料的品质,再生骨料可部分替代原生骨料,用于再生混凝土、再生砂浆、再生混凝土制品等再生产品的生产中,直接提高了建筑废弃物的资源化利用价值。

4 北京市朝阳区建筑废弃物资源化示范项目

北京市规划建设9座建筑垃圾资源化处理厂,朝阳区建筑废弃物资源化示范项目是先期开展的4个项目之一。项目选址位于北京市朝阳区循环经济产业园内,占地13.3hm2,建筑废弃物设计处理能力为100万t/a。

建筑废弃物处理采用“固定线+移动线”的组合搭配模式,移动线采用“移动破碎+移动筛分+磁选”的组合处理模式,解决集中拆迁、现场利用等问题,提高利用效率。处理厂内采用固定处理线,采用“颚式破碎+两级风选除尘+多级磁选+反击式破碎+水力浮选+粒径整形”的综合处理工艺。此外,设置通风除尘、喷淋降尘的措施,杜绝粉尘污染。厂区车间整体采用密闭式设计、车间式生产流程及自动化作业。

项目达产后,年产无机混合料50万t,商品混凝土40万m3,混凝土砌块8.0万块(折合标砖)。生产成本136.27元/t,运营成本123.91元/t。

该项目对北京市长远建设和经济发展具有重要作用,在国民经济发展中社会效益和环境效益显著。项目实施后,可使北京市建筑废弃物达到资源化处理的要求,具有巨大的环境效益。

5 结语

北京市庞大的建筑废弃物产量和较低的资源化利用率,既给城市环境和末端处置设施提出严峻挑战,又给建筑废弃物资源化再生产业带来前所未有的机遇。实现建筑废弃物资源化再生利用,坚持可持续发展和循环经济模式,探索北京市建筑废弃物特性,研究适合北京市建筑废弃物资源化市场的处理模式和管理机制,具有重大的社会意义。

首先,应强化现场处理、就地利用、源头分类、过程管理,提高建筑废弃物的资源化利用率和运输效率。

其次,对市内建筑废弃物资源化处理设施进行科学规划、统一实施,实现移动设施和固定设施合理搭配、不同品质建筑废弃物处理设施合理搭配、不同再生产品之间的合理搭配。

再次,再生产品的选择应兼顾建筑废弃物性质和再生产品市场的需求,加强质量管理。

最后,政府应通过项目示范,强化管理,大力扶持建筑废弃物资源化再生产业发展,鼓励再生产品的使用。

[1]王罗春,赵由才.建筑垃圾处理与资源化[M].北京:化学工业出版社,2004.

[2]崔素萍,涂玉波.北京市建筑垃圾处置现状与资源化[A].固体废弃物在城镇房屋建筑材料的应用研究——中国硅酸盐学会房建材料分会2006年学术年会论文集[C].2006.

[3] 周理安.建筑垃圾再生砖制备技术及其性能研究[D].北京:北京建筑工程学院,2010.

[4] 陈家珑.建筑废弃物(建筑垃圾)的资源化利用及再生工艺[J].混凝土世界,2010,15:44-47.

[5] 李明.建筑垃圾的再生混凝土应用技术研究[J].工程材料与设备,2010,28(1):254-260.

[6]华军舰.建筑垃圾再生混凝土的研究[D].北京:北京建筑工程大学,2007.

[7] 邱树恒,王军,冯庆革,等.建筑垃圾再生粗细骨料对混凝土强度的影响[J].广西大学学报:自然科学版,2011,36(3):518-521.

Reutilizationofconstructionwasteand demonstrationprojectinBeijing

WANGMingchao1,GUOQiang1,XIAXiaoqing2,XINGLina1,LIUTao1
(1.ChinaUrbanConstructionDesignandResearchInstitute,Beijing100120,China; 2.TsinghuaTongHengUrbanPlanningDesignandResearchInstituteCo.,Ltd,Beijing100085,China)

Aimingattheproblemsofconstructionwastewithlargeproductionandlowutilizationrate,thepaper analyzedthesource,amount,compositionandprocessingstatusofconstructwasteinBeijing.Itelaboratedtherecycling waysandreutilizationtechnologyofconstructwaste.Meanwhile,therecyclingdemonstrationprojectinChaoyang Districtwasintroduced.Finally,thereasonableproposalsweregiventhattheconstructwasterecyclingfacilitiesshould bebuiltinBeijing.

constructionwaste;resource;processingtechnology

X799.1

A

1674-0912(2014)03-0040-03

2014-02-27)

北京市朝阳区科技计划项目——建筑垃圾资源化利用系统关键技术研究(KC1202)

王明超(1986-),男,研究生学历,助理工程师,从事环境卫生工程设计研究工作。

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