建築垃圾資源化

建築垃圾的定義 建築垃圾是指在對建築物、構築物的建設、維修、拆除和裝修的活動中產生的對建築物本身無用或不需要的排出物料。狹義上的建築垃圾指的是在建築施工、建築拆除、建築裝修過程中產生的固體廢物。主要來源於基坑開挖、道路開挖、建築工地施工、舊建築拆除和建材生產五類。對建築物本身有用與否，決定了物料是否為垃圾。“垃圾是放錯了地方的資源”，對建築物本身是無用的建築垃圾，卻可以作為其它材料的填充物或者解構之後重新使用，所以它仍是具有價值的一種資源。

建築垃圾的危害

建築垃圾對我們生活環境的影響具有廣泛性、模糊性和滯后性的特點。大量的建築垃圾，對環境影響的不明顯，以及影響出現的滯後會降低人們對它的重視，造成生態地質環境的污染，嚴重損害城市環境衛生，惡化居住生活條件，阻礙城市健康發展。

一、佔用土地，破壞土壤以前我國絕大部分建築垃圾未經處理就直接運往郊外堆放。據估計，每堆積1萬噸建築垃圾約需佔用67m2的土地。建築垃圾的堆放佔用了大量的生產用地，從而進一步加劇了我國人多地少的矛盾。隨著我國經濟的發展，城市建設規模的擴大以及人們居住條件的提高，建築垃圾的產生量會越來越大，如不及時有效的處理和利用，建築垃圾侵佔土地的問題會變得更加嚴重。並且，堆放建築垃圾對土壤的破壞是極其嚴重的。露天堆放的城市建築垃圾在外力作用下進入附近的土壤，改變土壤的物質組成，破壞土壤的結構，降低土壤的生產力。建築垃圾中重金屬的含量較高，在多種因素作用下會發生化學反應，使得土壤中重金屬含量增加，引起附近農作物中重金屬含量提高。

二、污染水體建築垃圾在堆放和填埋過程中，由於發酵和雨水的淋溶、沖刷以及地表水和地下水的浸泡而滲濾出污水——滲濾液或淋濾液，會造成周圍地表水和地下水的嚴重污染。廢砂漿和混凝土塊中含有的大量水合硅酸鈣和氫氧化鈣、廢石膏中含有的大量硫酸根離子、廢金屬料中含有的大量金屬離子溶出，同時廢紙板和廢木材自身發生厭氧降解產生木質素和單寧酸並分解生成有機酸，堆放場所建築廢棄物產生的滲濾水一般為強鹼性並且還有大量的重金屬離子、硫化氫以及一定量的有機物，如不加控制讓其流入江河、湖泊或滲入地下，就會導致地表和地下水的污染。水體被污染後會直接影響和危害水生生物的生存和水資源的利用。

三、污染空氣建築垃圾在堆放過程中，在溫度、水分等作用下，某些有機物質會發生分解，產生有害氣體。例如廢石膏中含有大量硫酸根離子，硫酸根離子在厭氧條件下會轉化成具有臭雞蛋味的硫化氫，廢紙板和廢木材在厭氧條件下可溶出木質素和單寧酸並分解生成揮發性的有機酸。垃圾中的細菌、粉塵隨風吹揚飄散，造成對空氣的污染。少量可燃性建築垃圾在焚燒過程中又會產生有毒的致癌物質，造成對空氣的二次污染。

四、影響市容 工程建設過程中未能及時轉移的建築垃圾往往成為城市的衛生死角，混有生活垃圾的城市建築垃圾如不能進行適當的處理，一旦遇到雨天，髒水污物四溢，惡臭難聞，往往成為細菌的滋生地。而且建築廢棄物運輸大多採用非封閉式運輸車，運輸過程中的廢棄物遺撒、粉塵和灰砂飛揚等問題，嚴重影響了城市的容貌和景觀。可以說城市建築垃圾已成為損害城市綠地的重要因素，是市容的直接或間接破壞者。

五、安全隱患 大多數城市建築垃圾堆放地的選址在很大程度上具有隨意性，留下了不少安全隱患。施工場地附近多成為建築垃圾的臨時堆放場所，由於只圖施工方便和缺乏應有的防護措施，在外界因素的影響下，建築垃圾堆出現崩塌，阻礙道路甚至沖向其他建築物的現象時有發生。

資源化利用 作為當下熱門的投資領域，建築垃圾市場前景十分廣闊。那麼這些垃圾中蘊含哪些資源？這些資源能再生為什麼樣的產品呢？建築垃圾分類 按照產生的來源，建築垃圾主要由建築施工、建築裝修和建築拆除過程中產生。下面分別討論在這三個過程中產生垃圾的主要成分及所佔比例。建築施工垃圾 在建築施工中，不同結構類型建築物所產生的施工垃圾中各種成分的含量有所不同，但主要成分一致，主要包含砂漿、混凝土、磚石、鋼筋混凝土樁頭、廢金屬料、竹木材、各種包裝材料，約佔建築施工垃圾總量的80%，其它垃圾成分約佔20%。建築裝修垃圾建築裝修垃圾的成分比較複雜，且含有一定量的有毒、有害物質。其中可用於回收的物質占 29.8%，不可回收物質占 49.2%，灰末占 21%，其中可回收物質包括天然木材、紙類包裝物、少量磚石、混凝土、砂漿碎塊、鋼材、玻璃、塑料等；不可回收的物質主要包括膠黏劑、膠合木材、廢油漆和塗料及其包裝物等。建築拆除垃圾 舊建築拆除垃圾是我們關注的主要對象。舊建築物拆除垃圾的組合與建築物的結構有關。主要分為兩類：舊磚混結構建築中，磚塊，瓦礫約佔80%，其餘為木料，碎玻璃，石灰，渣土等。現階段拆除的舊建築多屬磚混結構的民居。框架，剪力牆結構的建築，混凝土塊約佔50%-60%，其餘為金屬，磚塊，砌塊，塑料製品等，舊工業廠房，樓宇建築是此類建築的代表。還有其它一些分類方法，如先將建築垃圾按成分分為金屬類(鋼鐵、銅、鋁等)和非金屬類(混凝土、磚、竹木材、裝飾裝修材料等)，按能否燃燒分為可燃物和不可燃物，再將剔除金屬類和可燃物后的建築垃圾(混凝土、石塊、磚等)按強度分類：標號大於 C10 的混凝土和塊石，命名為I類建築垃圾；標號小於C10的廢磚塊和砂漿砌體，命名為Ⅱ類建築垃圾；為了能更好地利用建築垃圾，還將I類細分為 Ia 類和 Ib 類。建築垃圾再生資源及利用 建築垃圾的用途廣泛，可以被分離出來單獨使用，也可以混合使用，我們來介紹幾種主要成分的再生利用方法：舊木材、木屑的再利用 拆卸下來的廢舊木材，有些可以直接當木材重新利用。對於建築施工產生的多餘木料(木條)，清除其表面污染物后，根據尺寸大小直接利用，而不用降低其使用等級。可加工成樓梯、欄桿(或柵欄)、室內地板、護壁板和飾條等、也可加入粘合劑支撐複合板材。建築垃圾中的碎木、鋸末和木屑，可作為燃料堆肥原料和侵蝕防護工程中的覆蓋物。不含有毒物質的碎木、鋸末和木屑，如沒有經過防腐處理的廢木料、無油漆的廢木料，可直接作為燃料利用其燃燒釋放的能量。廢木料也可以用於生產黏土-木料-水泥複合材料，與普通混凝土相比，具有質量輕、導熱係數小等優點，因而可作為特殊的絕熱材料使用。舊磚、瓦的再利用 六十年代興建的磚混結構和中、小城鎮的磚瓦結構房屋現在被大量的拆除，產生了廢舊粘土磚和陶瓦材料，這些材料如果混在混凝土中使用會明顯的降低強度。可在粗分之後將其破碎，充當輕型磚塊骨料。有研究開發利用碎磚和砂漿生產多排孔輕質砌塊，獲得了成功。實驗採用各種原材料配比如下：水泥 10%-20%；建築垃圾（碎磚、瓦）60%～80%；輔助材料 10%～20%。生產了標準塊和輔助塊兩種類型。也有研究採用舊建築拆下來的碎磚塊和碎砂漿塊，作為骨料生產混凝土小型空心砌塊，產品質量符合國家標準GB15229-94的要求。舊磚瓦還可製成地面磚材料、做免燒砌築水泥原料、水泥混合材，或者在粘土磚碎粒中加入石灰，在道路路基工程中使用。舊瀝青的再利用 屋面拆除和道路翻修後會產生大量瀝青、混凝土的混合物，經過分選分離之後，瀝青材料還可以循環使用。舊瀝青路面經過破碎篩分，和再生劑、新骨料、新瀝青材料按適當比例重新拌合，形成具有一定路用性能的再生瀝青混凝土，用於鋪築路面面層或基層。而屋面瀝青材料也可回收應用於路面瀝青的冷拌和熱拌施工，使純凈瀝青的使用大大減少。瀝青屋面材料含有高等級的礦質填料，它們能替換冷拌、熱拌瀝青中的一部分骨料，另外，瀝青屋面材料含有纖維素類結構，有助於提高熱拌瀝青的性能。舊混凝土的再利用 混凝土塊占建築垃圾總量的30%左右，是其重要組成部分，也是回收利用價值較大的部分，混凝土塊經過破碎后，可用於生產再生混凝土、再生水泥，或作為路基材料，或與碎磚、石灰混合用於夯擴樁。舊混凝土的回收利用研究目前已經非常成熟。生產再生混凝土 再生混凝土技術是將混凝土塊破碎、清洗、分級后，按一定比例混合形成再生骨料，部分或全部代替天然骨料的配置新混凝土的技術。再生骨料按來源可分為道路再生骨料和建築再生骨料，按粒徑大小可分為再生粗骨料，粒徑5-25mm；再生細骨料，粒徑 0.15-5mm，如下圖所示。利用再生骨料作為部分或全部骨料配置的混凝土，稱為再生混凝土。生產再生水泥 目前使用廢棄混凝土磨細後作為生產水泥的部分原料的技術也已經非常成熟，廣州已經引入該技術生產再生水泥，以代替日益減少的天然礦物原材料。將廢棄混凝土與石灰石、按一定比例混合，磨細后入窯燒制可得到不同標號的再生水泥，據有關研究顯示，隨著廢棄混凝土的使用比例的增高，水泥（孰料+石膏）強度逐漸降低。用廢棄混凝土為原料生產水泥，可節省大量的石灰石、天然石子以及鐵粉資源，還可減少煤炭燃燒。建築垃圾資源化相關政策一、《城市固體垃圾處理》 全國人大於1995 年11 月通過了《城市固體垃圾處理》，要求“產生的部門必須交納垃圾處理費”。二、《清潔生產促進法》 2003年實施的《清潔生產促進法》鼓勵建築工程採用節能、節水等有利於環境與資源保護的建築設計方案、建築和裝修材料、建築構配件及設備，強調建築和裝修材料必須符合國家標準，禁止生產、銷售和使用有毒、有害物質超過國家標準的建築和裝修材料。三、《城市建築垃圾和工程渣土管理規定》 2003年出台的《城市建築垃圾和工程渣土管理規定》不僅規定了城市建築垃圾管理的歸屬部門，而且較詳細地給出了具體管理部門的職責，增加了建築垃圾資源化等方面的內容，加強了對違反規定的行為的處罰力度，同時給出了行政管理人員的處罰規定。四、《固體廢棄物污染環境防治法》 2004年12月，我國頒布的《中華人民共和國固體廢棄物污染環境防治法》第46 條規定：“工程施工單位應及時清運工程中產生的固體廢棄物，並按照環境衛生行政主管部門的規定進行利用或者處置。”但是，這些法律法規定或措施可操作有限，並受制於地方保護主義的制約，目前巨量的建築垃圾，絕大部分未經任何處理，便被建築施工單位運往郊外或鄉村，採用露天堆放或填埋處理的方式進行處理，這不僅耗用了大量的耕地及垃圾清運等建設費用，而且給環境治理造成了很大的壓力。五、《城市建築垃圾管理規定》2005年6月1日實施的建設部《城市建築垃圾管理規定》中明確建築垃圾處置實行減量化、資源化、無害化和“誰生產誰承擔處置責任”的原則。《規定》明確，建築垃圾處置實行減量化、資源化、無害化和誰產生、誰承擔處置責任的原則。建築垃圾消納、綜合利用等設施的設置，應當納入城市市容環境衛生專業規劃。六、《中華人民共和國循環經濟促進法》 2009年1月1日實施的《中華人民共和國循環經濟促進法》，將無害化處置、資源綜合利用等項目列為重點投資領域，給予優先貸款等信貸支持，實行垃圾排放收費制度。七、《再生節能建築材料財政資金管理辦法》 財政部也於2008年10月研究制定了《再生節能建築材料財政補助資金管理暫行辦法》，辦法所稱的“再生節能建築材料”是指利用建築垃圾等廢棄物生產的再生建材以及新型節能建材。規定補助資金使用範圍主要包括：再生節能建築材料企業擴大產能貸款貼息；再生節能建築材料推廣利用獎勵；相關技術標準、規範研究與制定；財政部批准的與再生節能建築材料生產利用相關的支出。這些政策的出台，不僅支持推動汶川地震建築垃圾處理與再生利用，還有利於推動全國範圍內建築垃圾的生產和利用。八、《第十一個五年規劃綱要》 第十屆全國人大第四次會議批准的《中華人民共和國國民經濟和社會發展第十一個五年規劃綱要》明確提出:“落實節約資源和保護環境基本國策，建設低投入、高產出，低消耗、少排放，能循環、可持續的國民經濟體系和資源節約、環境友好型社會。按照減量化、再利用、資源化的原則，在資源開發、生產消耗、廢物產生、消耗等環節，逐步建立全社會的資源循環利用體系”的循環經濟發展模式。在第二十四章第三節中又指出“加快城市垃圾處理設施建設，到2010 年城市生活垃圾無害化處理率不低於60%”。九、《第十二個五年規劃綱要》 十二五規劃綱要提出要健全資源循環利用回收體系。主要內容是：按照減量化、再利用、資源化的原則，減量化優先，以提高資源產出效率為目標，推進生產、流通、消費各環節循環經濟發展，加快構建覆蓋全社會的資源循環利用體系。(一)推行循環型生產方式 加快推行清潔生產，在農業、工業、建築、商貿服務等重點領域推進清潔生產示範，從源頭和全過程式控制制污染物產生和排放，降低資源消耗。加強共伴生礦產及尾 礦綜合利用，提高資源綜合利用水平。推進大宗工業固體廢物和建築、道路廢棄物以及農林廢物資源化利用，工業固體廢物綜合利用率達到72%。按照循環經濟要 求規劃、建設和改造各類產業園區，實現土地集約利用、廢物交換利用、能量梯級利用、廢水循環利用和污染物集中處理。推動產業循環式組合，構築鏈接循環的產業體系。資源產出率提高15%。(二)健全資源循環利用回收體系 完善再生資源回 收體系，加快建設城市社區和鄉村回收站點、分揀中心、集散市場“三位一體”的回收網路，推進再生資源規模化利用。加快完善再製造舊件回收體系，推進再製造 產業發展。建立健全垃圾分類回收制度，完善分類回收、密閉運輸、集中處理體系，推進餐廚廢棄物等垃圾資源化利用和無害化處理。(三)推廣綠色消費模式 倡導文明、節約、綠色、低碳消費理念，推動形成與我國國情相適應的綠色生活方式和消費模式。鼓勵消費者購買使用節能節水產品、節能環保型汽車和節能省地 型住宅，減少使用一次性用品，限制過度包裝，抑制不合理消費。推行政府綠色採購，逐步提高節能節水產品和再生利用產品比重。(四)強化政策和技術支撐 加強規劃指導、財稅金融等政策支持，完善法律法規和標準，實行生產者責任延伸制度，制訂循環經濟技術和產品名錄，建立再生產品標識制度，建立完善循環經 濟統計評價制度。開發應用源頭減量、循環利用、再製造、零排放和產業鏈接技術，推廣循環經濟典型模式。深入推進國家循環經濟示範，組織實施循環經濟“十百 千示範”行動。推進甘肅省和青海柴達木循環經濟示範區等循環經濟示範試點、山西資源型經濟轉型綜合配套改革試驗區建設。建築垃圾資源化生產工藝 我國建築垃圾存量巨大，綜合處理利用率還不到5%，如果僅靠填埋使之自然降解不但需要一個長期的過程，而且也是對資源的浪費。因此必須對這些建築垃圾予以人工處理，使之循環使用，盡量減輕對環境的壓力，並且帶來經濟效益。而技術水平是建築垃圾循環使用的前提條件，沒有合適的處理工藝、消減方案，同樣是對資源的巨大浪費。就建築垃圾處理工序來講，我國已具有成熟的技術基礎。目前建築垃圾破碎和篩分工藝已經成熟，各種成套的機器設備也已經研製成功，值得大面積推廣使用；對破碎混凝土作為再生混凝土骨料使用的實驗室研究工作也已經成功，配合比設計成熟，可以配置C20-C80之間不同等級的混凝土；利用砂漿、磚瓦製造填充磚與牆體材料的工藝也早已成熟；利用舊混凝土磨細后重新回爐生產水泥的應用也以開展。本章從建築垃圾的處理技術層面，針對其整個處理過程，分別作出闡述。建築垃圾的粗分 由於裝飾裝修工程日益複雜，使得產生的建築垃圾成分增多，增加了後續處理工作的難度。建築垃圾混雜收集在一定程度上加大了後續處理設備的投入，降低了效率。如果在源頭上對建築垃圾進行分類收集，可以大大提高主要成分的回收利用價值。如建築垃圾大致可分為混凝土塊、鋼筋、玻璃、塑料、木材等幾類，可以在現場將它們分開堆放，施工過程中也可以在現場放置不同的垃圾桶以區分。我國的人力資源豐富，可以使用人力對以上成分進行簡單分揀，這是最簡單有效的方法。建築垃圾的破碎 建築垃圾的破碎作業是建築垃圾處理過程中的重要作業之一。破碎作業的對象主要是混凝土材料和石材，目的是減小顆粒尺寸，增大其形狀的均勻度，以便後續加工處理。例如，破碎作業能使建築垃圾的粒度變小、變均勻，在垃圾物料間的空隙減小，容量增加，因而節省儲存空間，運輸時增加運量；對破碎后的建築垃圾進行篩選、風選、磁選等分離處理時，由於建築垃圾的粒度均勻，流動性增加，因而能較大的提高分選效率和質量。破碎處理要用到破碎機，由於破碎方法不同而且處理的物料性質也有很大的差異，為適應實際工作的需要，破碎機形式是多種多樣的，按照它的作業對象或結構及工作原理，可分以下三種：粗碎機：用於大塊物料的第一次破碎，能處理的最大物料塊直徑允許達 1米以上，主要以壓碎方式工作，粉碎比不大，一般小於6。中碎機：處理的物料粒徑通常不大於350mm，主要以擊碎或壓碎方式工作。這一類破碎機通常包括細碎的作業在內，粉碎比比較大，一般為 3-20，個別可達30以上。細磨機：用於磨碎粒徑在2-60mm的物料顆粒，其產品尺寸不超過 0.1-0.3mm，最細可達0.1mm以下，粉碎比可達1000以上。常見的破碎機有顎式破碎機、圓錐式破碎機、滾式破碎機、錘式破碎機等。其中顎式破碎機使用最廣泛，它電動機為動力，通過電動機皮帶輪，由三角帶和槽輪驅動偏心軸，使動顎按預定軌跡作往複運動，從而將進入由固定顎板、活動顎板和邊護板組成的破碎腔內的物料予以破碎，並通過下部的排料口將成品物料排出。顎式破碎機可以有兩種工況，移動式和固定式，如下圖所示。可將破碎機與篩分機集成裝備到輪式或履帶式拖車上，製成移動式破碎站，將其運送至作業地點。因為無須裝配時間，所以設備一到作業場地即可立即投入工作。此設備均可達到工作場地的任意位置，這樣可以減少對物料的運輸操作，並且方便全部輔助機械設備的協調，十分高效。建築垃圾的分選 建築垃圾分選是實現其資源化、減量化的重要一環，通過分選將有用的充分選出來加以利用，將有害的組分分離出來，還有一個重要功能是將建築垃圾分成不同的粒度級別，供不同的再生利用工藝使用。分選的基本原理是利用物料物理性質或化學性質上的差異，將其分選開。例如利用垃圾中的磁性和非磁性差別進行分離，利用粒徑尺寸差別進行分離，利用比重差別進行分離等。根據不同性質，可以設計製造各種機械對固體垃圾進行分選。分選包括手工撿選、篩分、重力分選等。（1）篩分 篩分是利用篩子將物料中小於篩孔的細粒物料透過篩面，而大於篩孔的粗粒物料留在曬面上，完成粗、細物料分離的過程，該分離過程可看做是由物料分層和細粒透篩兩個階段。在建築垃圾處理中常用的篩分設備有固定篩、振動篩和滾筒篩三種類型。固定篩：篩面由許多平行排列的篩條構成，可以水平安裝或傾斜安裝，其特點是構造簡單、不耗動力，設備費用低和維修方便，故在分選過程中廣泛運用。振動篩：振動篩是許多工業部門應用廣泛的一種設備，它的特點的是振動方向與篩面垂直或近似垂直，振動次數 600-3600r/min，振幅0.5-1.5 mm，物料在篩面上發生離析現象，密度大而粒度小的顆粒進入下層達到篩面。振動篩由於篩面強烈振動，消除了堵塞篩孔的現象，有利於濕物料的篩分，可用於建築垃圾粗、中、細粒的篩分。滾筒篩：也稱作轉筒篩，為一緩慢旋轉（一般轉速控制在 10-15r/min）的圓柱形篩分面，最常用的篩面是衝擊篩板，也可以是各種材料編織成的篩網，但不適用於篩分線狀物料。篩分時，物料由稍高一端送入，隨即跟著轉筒在篩內不斷翻轉，細顆粒最終透過篩孔面透篩。（2）重力分選 重力分選的方法有很多，按照其作用原理可分為風力分選、跳汰分選、重介質分選、慣性分選等。重力分選是根據固體廢物中不同物質顆粒間的密度差異，在運動介質中受到重力、介質動力和機械力的作用，使顆粒群產生鬆散分層和遷移分離，從而得到不同密度產品的分選過程，重力分選的介質有空氣、水、重液（密度比水大的液體）、重懸浮液等。垃圾進行重力分選的條件：固體廢物中顆粒間必須存在密度的差異；分選過程都是在運動介質中進行的；在重力、介質動力及機械力的綜合作用下，使顆粒群鬆散並按密度分層；分好層的物料在運動介質流的推動下互相遷移，彼此分離，並獲得不同密度的最終產品。重力分選最常用的方式是風力分選和慣性分選。風力分選：是以空氣為分選介質，在氣流作用下使固體廢物顆粒按密度和粒度進行分選的方法。風選方法工藝簡單，作為一種傳統的分選方式，將城市垃圾中以可燃物為主的輕組分和以無機物為主的重組分分離，以便分別回收或處置。慣性分選：慣性分選又稱為彈道分選，是用高速傳輸帶、旋流器或氣流等水平方向拋射粒子，利用由密度、粒度不同而形成的慣性不同差異，粒子沿拋物線運動軌跡不同的性質，達到分離目的的方法。