顾金土，陈云，苏杰，赵钢，方昶

（中国新型建材设计研究院有限公司，浙江 杭州 310022）

0 引言

建筑垃圾主要来自于旧城改造的房屋拆迁、建筑和道路等工程的开挖，以及房屋的装饰装修。根据相关行业协会测算，近几年我国城市建筑垃圾年产生量超过20 亿t，年均增速超过10%。且建筑垃圾已占到了城镇垃圾总量的40%～50%。至2020年，我国建筑垃圾规模已近28 亿t，据预测，2030年将达到73 亿t。

随着我国的城镇化建设速度的日益加快，旧城改造、新农村建设中拆建会产生的大量的建筑垃圾，建筑垃圾采用填埋或者堆存处理，会占用较大的土地，同时对环境产生污染。因为建筑垃圾产生的渗滤水一般为强碱性，并且含有大量的重金属离子、硫化氢以及一定量的有机物，如不加控制让其流入江河、湖泊或渗入地下，就会导致地表和地下水的污染。

建筑垃圾的资源化再生利用是国家节约资源和环境综合治理的一项可持续发展的核心内容。将建筑垃圾资源化利用生产砂石骨料和免烧再生砖、水稳材料等不仅可节约矿产资源和土壤资源，节省耕地面积，同时还彻底解决建筑垃圾堆放问题。在制砖过程中，还可以消纳粉煤灰，节约标准煤，减少烧砖排放的SO2，在变废为宝的同时也实现了节能环保。

本文根据中国新型建材设计研究院设计的浙江省金华市100 万t/a 建筑垃圾资源化生产线的成功案例，就建筑垃圾资源化生产线的设计特点和要求等进行介绍，以供参考。

1 项目概况及主要设备配置

金华市100 万t/a 建筑垃圾资源化生产线是中天集团与金华城建发展控股公司共同投资建设的特许经营（BOO）项目，成立金华市中天城建绿色再生资源有限公司。项目总投资1.5 亿元，于2018年初建成投产金华市建筑垃圾资源化利用处置项目。该项目是一个集建筑垃圾处置、再生商品混凝土生产、再生水稳材料生产、再生砖制品于一体的资源循环经济绿色产业园。项目占地面积60850 m2，建构筑物占地面积21007 m2，绿地面积9458 m2。建设规模为100 万t/a 建筑垃圾再生骨料生产线，45 万m3/a 再生混凝土生产线，30 万t/a再生水稳材料生产线和30 万t/a 再生砖制品生产线。本建筑垃圾资源化利用处置项目主要设备配置及性能参数如表1所示。

表1 100 万t/a建筑垃圾资源化利用处置项目主要设备配置及性能参数

2 建筑垃圾资源化利用与处置工艺方案的选择

本项目的建筑垃圾主要来源为城市拆迁、旧城改造等，故原料成分复杂，其中泥土、织物、钢筋、木材、有机物等含量较高，目前国内尚无成熟的工艺来处理此种原料。设计过程中结合原料成分及建设场地，与设备供货商一起进行反复推敲和论证，最终确定了破碎前预处理+破碎后人工分拣+水力浮选+轻物质分离的处理工艺。本项目建筑垃圾资源化利用与处置总体布局见图1，工艺流程见图2。

图1 建筑垃圾资源化利用与处置项目总体布局

图2 建筑垃圾资源化利用与处置工艺流程

3 项目的特点与设计措施

3.1 建筑垃圾来源广，成分复杂

建筑垃圾再生骨料及相应产品是近几年在国家大力倡导及环境治理的背景下兴起发展的，目前国内已建成投产的生产线不是很多，而且生产情况各不相同，工艺也千差万别。大部分生产线对建筑垃圾的适应性范围较窄，对垃圾中的杂质含量、原料组分、水份要求很高。一旦改变原料来源，生产线就会出现“水土不服”，或降低产量，或降低其产品品质。本项目在建设初期考虑到本地建筑垃圾成份复杂，来源大部分是棚改和市政改造，每处工地运来的建筑垃圾成分差别很大。老城区拆旧改造的原料以黏土砖为主，并含有大量的木材、织物、有机物和泥土；市政桥梁改造、高层建筑拆除的原料以混凝土为主，内含大量钢筋和超大尺寸钢筋混凝土块。据了解，国内外目前也没有应对如此复杂原料的生产线可以借鉴，由此，给本项目的设计带来了很大的难度。

3.2 工艺设计措施

为解决原料来源复杂的问题，首先加强原料源头的管理，要求在装车进厂前尽量先在拆旧工地做好物品分类。其次在工厂原料堆放场地上对原料进行预处理，剔除部分无用成分，并将超尺寸的大块原料、钢筋打碎剪切成符合生产需求的尺寸。物料被粗破后由人工分拣将原料中一些木块、织物、有机物等拣出，并通过除铁器把铁质杂质除去。经过分拣的物料再次通过水利浮选机过滤掉大部分轻物质和泥沙。最终的成品再由轻物质分离器将剩余的轻物质碎屑除掉。在原料成分基本保证的情况下，整个工艺流程可以有效的去除产品中的杂质，生产出符合质量要求的成品。

3.3 最大资源化利用

建筑垃圾再生骨料有其自身的特性，作为骨料产品，因为需要花费多余的能耗在分拣上，生产成本较天然骨料高。为了更好地适应市场要求，在设计时，为本项目配套了其他产品生产线，将本建筑垃圾处置项目打造成循环经济绿色产业园。围绕再生骨料为核心，设计中同步建设了45 万m3/a 再生商品混凝土生产线，30 万t/a 再生水稳材料生产线和30 万t/a 再生砖制品生产线。建筑垃圾-再生骨料-再生制品将形成有机循环。开发多品种的工艺路线拓展了本项目对市场的适应能力，避免同天然骨料竞争，并能为社会提供更多产品需求。图3 为本项目生产的再生细骨料实物照片，图4 为本项目再生透水砖实物照片。

图3 建筑垃圾再生细骨料实物照片

图4 建筑垃圾再生透水砖实物照片

3.4 绿色环保

本项目是一个处理建筑固废的环保型项目，设计中采用多种措施来减少废弃物排放。针对粉尘污染，配置了纳米生物膜抑尘系统，该系统相较于传统收尘手段具有低能耗、低噪声等特点，整个生产线全过程抑尘，保证粉尘排放达到国家相关标准要求。对于固体废弃物，在分拣过程中做到分类堆放，织物、有机物等轻物质送至附近垃圾焚烧厂处理；铁质废弃物出售给废品收购公司回收循环利用。对于液体废弃物例如生产废水、淤泥等，设计中设有废水循环利用系统，并配有压滤机过滤淤泥。在淤泥中添加少量新型固体激发剂后掺入水稳材料中，作为再生路基材料。整个场地设有雨水收集系统，可以做到废水零排放。

3.5 生产过程控制

本项目采用DCS 控制系统对建筑垃圾资源化处置系统、再生商品混凝土生产系统，再生水稳材料生产线系统和再生砖制品生产线系统的整个工艺生产过程在中央控制室进行集中控制和监视。对各系统参数进行自动检测及调节，对设备运行状态及大中型电机的电流进行监测，确保生产线的稳定与安全运行，大大提高了劳动生产率。

4 生产线实际运行状况及指标

金华市中天城建绿色再生资源有限公司100 万t/a 建筑垃圾资源化生产线于2018年1月初投产，自投入运行至今，再生骨料产量稳定在316 t/h 以上，产品单位电耗仅为4.1 kW·h/t。主要生产实际平均指标与设计指标对比如表2所示。

表2 主要技术经济指标设计值与生产实际平均值对比

生产的再生粗细骨料包括：

（1）以废弃混凝土块为主的再生粗骨料，粒径4.75～10 mm，吸水率＜5%，压碎值指标＜20%，针片状＜3%，有害物、杂物含量可忽略不计；该再生粗骨料应用场景包括：替代全部或部分混凝土（C35 以下）中4.75～10 mm 的天然碎石；作为灰砂砖、混凝土路面砖、挡墙砖等产品中的粗骨料。

（2）以废弃砖块为主的再生粗骨料，粒径5～10 mm，吸水率＜8%，压碎值指标＜40%，针片状＜3%，有害物、杂物含量可忽略不计。该再生粗骨料应用场景包括：替代全部或部分混凝土（C20 以下）中4.75～10 mm 的天然碎石；作为灰砂砖、混凝土路面砖、挡墙砖等产品中的粗骨料。

（3）由建筑废料中混凝土、砂浆、石、砖瓦等加工而成的粒径2.36～4.75 mm 的再生细骨料（以废弃混凝土块为主），微粉含量＜5%，压碎值指标＜30%，再生胶砂强度比＞80%，该再生细骨料应用场景包括：替代全部或部分混凝土（C30 以下）中的天然细骨料；作为灰砂砖、混凝土路面砖、挡墙砖等产品中的细骨料；用于城镇道路水泥稳定基层中，替代部分天然石粉。

（4）由建筑废料中混凝土、砂浆、石、砖瓦等加工而成的粒径2.36～4.75mm 的再生细骨料（以废弃黏土砖块为主），微粉含量＜5%，压碎值指标＜40%，再生胶砂强度比＞75%，该再生细骨料应用场景包括：替代全部或部分混凝土（C20 以下）中的天然细骨料；作为灰砂砖、混凝土路面砖、挡墙砖等产品中细骨料。

（5）由建筑废料中混凝土、砂浆、石、砖瓦等加工而成的粒径不大于2.36mm 的再生细骨料，微粉含量＜10%，该再生细骨料应用场景包括：在低强度等级混凝土（C20 以下）中替代天然细骨料，可增加粉料，从而增加浆体量，提高低强度等级混凝土的施工性和耐久性；用于城镇道路水泥稳定基层全部或部分代替天然石粉；用于花园及植草砖中种植土。

5 结语

通过对我金华市中天城建绿色再生资源有限公司100 万t/a 建筑垃圾资源化生产线工艺选择、设备选型及设计措施的分析和总结，本项目建筑垃圾再生骨料破碎生产线设置了预处理+多段分拣处理工艺，可确保除净每一种杂质。分拣出的废弃物分类放置、专门处理，把每一种废弃物均转化成资源，切实做到城市矿山的理念。生产用水循环利用，配置净化、压滤等设施，全线做到零污染、零排放。根据处理后的原料成分，设置了再生混凝土搅拌楼、再生制砖、再生水稳材料，并预留了干粉砂浆和PC 构件的生产场地，优化了生产工艺和总图布置，再生骨料产品电耗优于行业其他同类型产品。投产后实践证明，经济效益显著，本项目已成为城市建筑垃圾综合利用循环经济绿色产业园的示范。