建筑垃圾资源化处理项目建设经验分享
由北京都市绿源环保科技有限公司投资建设并运营的大兴建筑垃圾资源化处置厂是北京市第一家正式规划的固定式建筑固废资源化处置厂。该处置厂拥有一条环保型固定式建筑垃圾处置线，该处置线在工艺设计、设备选型和环保标准等方面都处于国际先进水平；配备2套混凝土搅拌机组和1套无机料拌合机组，具备每年60万方再生混凝土和70万吨再生无机混合料的生产能力，有效的形成处置和资源化产业链；整个厂区作为集处置与资源化为一体的环保型绿色产业园，整体布局合理，交通组织流畅，具备较高的环保标准。
现对公司在建筑垃圾资源化项目的建设和运营经验作出总结，提出在建筑垃圾资源化项目，尤其是固定式建筑垃圾资源化处置厂的建设规划和运营中应着重考虑的内容，以期为其他建筑垃圾处理和资源化项目提供参考。
该建筑垃圾资源化处置项目的建设思路分为三个层次：总体规划、工艺设计和工厂设计。
建筑垃圾资源化项目的总体规划主要包括处置模式设计和选址规划。
项目处置模式决定着项目的全貌，选择处置模式亦可视为设计项目整体布局。根据项目处置目标物料的种类和数量、服务区域、当地政策及建设目的，基本可确定处置线模式。建筑垃圾资源化处置线有移动式、临时式和固定式三种，表1为这三种处置线模式的特点对比。从表中可以看出，三种模式都有各自的优缺点。在实际建设中，可根据实际情况选择多种建筑垃圾处置模式相结合，有利于根据不同条件下选择合适的处置方式，适应各种市场，而且多种处置模式可以相互搭配，合理布局，形成“固定式+移动式”的“1+1”组合模式，或者“固定式+多条临时式”的“1+N”的布局，这都有助于一个区域甚至一个城市建筑垃圾处置的整体规划。
确定项目整体布局后，应确定项目选址。选址规划应系统考虑政策性、技术性和社会性需求。包括：城市规划、产业政策、服务区域、物流交通、建设规模、土地现状、基础设施、公众意见、建设规模、原料来源、市场条件、环保要求、综合投资等方面。
确定项目整体布局和选址后，应对项目进行工艺层面的设计。工艺设计的内容包括终端产品方案确定、工艺流程和设备选型。
建筑垃圾工艺设计的过程是由产品方案倒推到生产线设计的过程，首先需要确定再生产品方案及其生产线建设方案，再根据相关标准中再生产品对其原材料的要求确定再生骨料生产要求（如杂质率、颗粒级配），进而确定工艺流程和设备选型。在产品方案设计中，应结合项目所在地建材市场需求，结合建筑固废弃物再生骨料的材料特性，实施多元化产品策略，尽可能充分利用建筑垃圾中的各个组分，从设计层面提高项目资源化率。
目前，水泥基建筑垃圾再生产品主要包括再生混凝土、再生无机混合料、再生砌块/构件、再生砂浆，等等。
建筑废弃物资源化生产线主要处理环节包括：拆除、分拣、除铁、预筛分、破碎、筛分、轻物质分离、再生材料处理等环节。
建筑固废的处理工艺脱胎于矿山和砂石骨料的处理工艺，因此处理工艺中的核心以破碎和筛分为主。
但建筑固废中杂质的含量远高于砂石骨料生产中的情况，故其处理工艺与以往工艺的不同在于其除杂工艺，而核心和难点也在于此。通常根据再生骨料杂质率要求确定除杂工艺，根据再生骨料颗粒级配要求确定破碎、筛分工艺。
设备选型应与工艺流程设计协同考虑，根据不同工艺流程对设备处理能力的要求，结合预算情况综合选择相应的单体及成套设备。随着建筑垃圾产业的日益兴起，越来越多的厂家开始针对建筑垃圾的物料特性设计专用设备，效率更高、效果更好，选用时可重点考虑在建筑垃圾项目上起步较早、项目案例较多、开展专用设备设计的厂家。
工厂设计即为厂区的布局规划，应根据场地条件、施工作业等因素，经技术经济比较确定。应减少场外场内转运，并充分利用势能差。以再生处理为主体进行布置，功能分区合理，做好辅助设施与主体设施的接口设计和管理。并应合理安排物料走向和物流走向。
主体设施包括：计量设施、地基处理、厂区道路、环境保护、原料和成品、资源化利用和再生处理等相关设施。
辅助设施包括：进厂道路、消防和安全、通讯与监控、设备维修、生活区、行政办公、给排水、供配电等相关设施。
建筑垃圾资源化过程中经过破碎、筛分和除杂等环节，产出再生粗骨料、再生细骨料、再生微粉、冗余土、黑色金属、木材、轻质杂物等几类产物，可供进一步的处置或再生利用。其中，黑色金属、木材等常作回收利用；轻质杂物等可交由专业机构处置或制备轻质物燃料棒；冗余土可应用于流态固化土等材料生产，也可少量应用于生物基混合料。
再生骨料除可直接应用于场地平整、道路垫层、公园步道及作为滤料应用于河流净化或园林改造等工程中外，主要用于生产再生混凝土、再生无机混合料、再生回填材料、再生砌块材料和再生预制构件等终端再生产品；再生微粉的利用尚处于研究阶段。下面重点介绍再生骨料应用产品，并对再生微粉进行简要介绍。
再生混凝土是将废弃的混凝土块经过破碎、筛分和除杂后形成再生骨料，部分或全部代替砂石等天然集料，再加入胶凝材料、水和外加剂等制备的新混凝土，主要利用建筑垃圾再生粗骨料和再生细骨料。目前已颁布标准DB 11/T 803—2011《再生混凝土结构设计规程》、CJJ/T 253—2016《再生骨料透水混凝土应用技术规程》、CECS 385 : 2014《再生骨料混凝土耐久性控制技术规程》等标准，对其应用提供技术支撑。
再生无机混合料是将废弃的建筑垃圾经过破碎、筛分和除杂后形成再生骨料，进而由再生骨料搭配天然骨料制备的无机混合料，主要利用建筑垃圾再生粗骨料和再生细骨料。可广泛的用于次干路（二级和二级以下公路）基层、底基层，主干路（高速和一级公路）底基层等部位，已在西安、北京、上海等多个城市得到较为广泛的应用。目前，已颁布DB 11/T 999—2021《城镇道路建筑垃圾再生路面基层施工与质量验收规范》、JC/T 2281—2014《道路用建筑垃圾再生骨料无机混合料》、DB 11/T 1731—2020《公路用建筑垃圾再生材料施工与验收规范》等相关标准。
回填材料是利用再生细料、冗余土等制备的一种28d抗压强度不大于8MPa，具有高流动性，在自重作用下无需或少许振捣，可自行填充，形成自密实结构的水泥基材料。具有工作性能良好、强度易调节、后期可二次开挖的特点。
再生回填材料可用于以下回填工程：地下管廊、建筑物深基础基槽回填；桥台背、挡墙背、涵台背、检查井周边等；地下孔洞、矿坑和地下采空区的回填；道路工程垫层材料；市政道路或施工道路的基层、底基层材料。通过引入泡沫、采用特种水泥等方法，可制备具有轻质、快硬早强性能的再生回填材料。
再生砌块/构件是将废弃的建筑垃圾经过破碎、筛分和除杂后形成再生骨料，由再生骨料制备的砌块/构件类产品。对于砌块类产品来说，与其他品类相比，利用砖瓦类骨料生产的此类产品市场接受度仍然较高，在有砖瓦类建筑垃圾处置需求的项目中可重点考虑。再生产品完全可以替代天然材料制备的砌块产品，能够大大降低对天然材料的消耗。相关标准如JG/T 505—2016《建筑垃圾再生骨料实心砖》、CJ/T 400—2012《再生骨料地面砖和透水砖》、GB 28635—2012《混凝土路面砖》、JC 1062《泡沫混凝土砌块》、GB/T 21144—2023《混凝土实心砖》、JC/T 899—2016《混凝土路缘石》、NY/T 1253—2006《植草砖》等。
根据JG/T 573—2020《混凝土和砂浆用再生微粉》中的定义，再生微粉是采用以混凝土、砖瓦等为主要成分的建筑垃圾制备再生骨料过程中伴随产生的粒径小于75μm的颗粒。其主要成分包括未水化的部分水泥、硬化水泥石及砂、石骨料碎屑，其本身活性不高，但具有一定的微集料填充效应及火山灰效应，具有高附加值应用的潜质。
再生微粉、粉煤灰、白云石粉在化学组成上相当，均含有CaO、SiO2、Al2O3等，但成分含量差异较大，这主要与其来源有关。
建筑垃圾再生微粉掺合料技术，将再生微粉取代粉煤灰、矿粉作为混凝土、砂浆、再生回填材料等水泥基材料的掺合料，减少粉煤灰等材料用量。该技术是当前学者及企业技术研发人员普遍关注的热点研究问题，也是国家“十三五”相关课题重点攻克的问题，对再生微粉进行高附加值应用将具有较好的经济、社会、环保效益。
在设计建筑垃圾资源化处置工艺时，要充分结合每个项目工程的特点和具体情况，根据投资规模以及原料特性和产品要求，合理的设计除杂环节。通过建筑垃圾处置工艺可以将建筑垃圾实现分选后处理，建筑垃圾资源化率达到95%以上。
建筑垃圾处置工艺优化升级和核心设备的研发还在持续进化发展，建筑垃圾处置工艺并不存在绝对意义上的最优化设计，需要根据产品需要、原料情况、设备状况、投资规模等具体情况而定。
在再生产品方面，围绕建筑垃圾再生骨料及冗余土，已开发了再生无机混合料、再生回填材料、再生砌筑与铺装材料、再生预制构件等一系列再生产品，并在市政、建筑、交通、园林、水利等工程领域形成了一定的规模化应用，未来，建筑垃圾再生产品研究将继续深入，产品品类将更为丰富，应用部位和场景将逐步扩充，尤其在低品质砖瓦利用、再生微粉利用、骨料品质提升、渣土综合利用等重点领域有所突破，逐步实现建筑垃圾的高附加值与高利用率。
本文选自《商品混凝土》杂志2023年第10期