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建筑固体废弃物资源化利用及可行性技术

收稿日期:2012-09-20基金项目:住房和城乡建设部科学技术项目(2012-K4-14);浙江省建设科研项目(09Z15);杭州市科技发展计划项目(20121734M 06)。

作者简介:姜健(1978-),男,浙江嘉善人,副教授,从事建筑固体废弃物资源化利用及再生混凝土等方向的研究。

E-mail:jsjjsy1978@126.com建筑固体废弃物资源化利用及可行性技术姜健,蒋承杰,蒋学(浙江建设职业技术学院,杭州311231)摘要:阐述了我国建筑固体废弃物生产和资源化利用的基本情况;介绍了我国建筑固体废弃物处理的现状,主要有填埋、焚烧、堆肥、回收利用、循环再生等5种方式,分析了这5种方式的优缺点、发展趋势和对环境的影响;探讨了在建筑施工过程及房屋拆除过程中可能产生的7类固体废弃物,包括废旧混凝土、碎砖瓦、废钢筋、废竹木、废玻璃、废弃土、废沥青等的处理技术和再生产品。

关键词:建筑固体废弃物;资源化利用;可行性技术中图分类号:X799.1文献标识码:A文章编号:1001-7119(2013)03-0212-05Resource Utilization and Feasible Technology of Building Solid WasteJiang J ian ,Jiang C hengjie ,Jiang X ue(Zhejiang College of Construction,Hangzhou 322113)Abstract :ThispaperdescribesthemainstatusonproductionandresourceutilizationofbuildingsolidwasteinChina.ItintroducesthepresentsituationaboutdisposingofbuildingsolidwasteinChina,suchaslandfill,incineration,compost,reuseandrecyclingetc.,andanalyzestheadvantagesanddisadvantagesoftheabove-mentionedfivedisposalmethodsandtheirtrendsandinfluencesonenvironment.Thepaperalsodiscussesthedisposaltechniquesandrenewableproductsofseventypesofsolidwastethatmayemergeintheprocessofconstructionanddestructionofbuildings,includingwasteconcrete,wastebrick,wastesteel,wastebambooproducts,wasteglass,wastesoilandwastepitch.Key words :buildingsolidwaste;resourceutilization;feasibletechnology随着我国环境管理水平的提高和可持续发展社会建设的深入,对各行业的环境保护和废物利用提出了更高的要求。

建筑业是我国支柱产业,对国民经济增长作出突出贡献,2010年建筑业总产值为95206亿元,比2009年增加18398亿元,增长24%[1]。

尤其是近年来城镇化进程不断推进,旧城改造项目日益增多,在工程建设过程中产生的大量建筑垃圾及固体废弃物的处理和再利用问题已经得到了越来越多的关注和重视。

1建筑固体废弃物基本情况1.1建筑固体废弃物产量建筑固体废弃物是指在建筑物拆除、维修、建设等过程中产生的垃圾,主要包括废旧混凝土、碎砖瓦、废钢筋、废竹木、废玻璃、废弃土、废沥青等。

长期以来,建筑业实行高投入、高污染、高能耗、低效益的粗放型生产方式,这种生产方式给环境、能耗带来了巨大影响,也产生了大量的建筑固体废弃物。

建筑固体废弃物是城市垃圾的主要组成部分,约占城市垃圾的30% ̄40%;每年我国在工程建设过程中产生和排出的建筑固体废弃物就达4×107t[2]。

近年来,由于我国建筑第29卷第1期2013年1月科技通报BULLETIN OF SCIENCE AND TECHNOLOGYVol.29No.1Jan.2013第3期业快速发展,工业化、城镇化进程不断加速,我国各地区的建筑固体废弃物年产量都有不断上升趋势。

如浙江省舟山地区年产生建筑固体废弃物70000-80000t,且以每年10%速度连年递增。

这些日益增多的建筑固体废弃物,已严重影响地区生态环境质量;再如四川省,据统计仅2008年汶川地震即产生建筑固体废弃物达3.8×108t之多[3]。

1.2建筑固体废弃物利用建筑固体废弃物主要分为拆除废物和施工废物两类。

拆除废物包括废旧混凝土、碎石、碎砖瓦、废钢筋、废竹木、废玻璃、废弃土、废塑料、废金属等[4],其中以废旧混凝土、碎石、碎砖瓦、废钢筋等材料居多;施工废物包括废金属、废木料、废塑料、碎玻璃、碎布料等,其中以废金属、废木料等材料居多。

从目前我国的建筑固体废弃物利用现状分析,主要存在以下问题:一是建筑废物巨大,建筑业的粗放型生产方式给环境、能耗带来了巨大影响,也产生了大量的建筑固体废物;二是土地资源紧缺,传统建筑固体废物的处置方式主要为填埋,但我国土地资源紧缺,加上建筑固体废物日益增多,建筑固体废物的去处一直是一个大问题;三是建筑材料单一,目前建设项目多采用多孔砖、空心砖、混凝土等,这些材料消耗大量能源,不利环境保护,本着建设绿色建筑的目的,急需采用各类再生环保、生态友好型建筑材料;四是再生技术缺乏,就现有的技术力量,再生混凝土大量应用于道路工程,再生混凝土耐久性和高性能等方面的技术还未展开深入研究。

2建筑固体废弃物处理现状2.1传统型(1)填埋填埋是废弃物的传统处理方法,也是较主要的处理方法,在我国绝大多数建筑固体废弃物未经任何处理直接作填埋处理[5]。

填埋方式是利用城市低洼地带填埋,既处理了建筑固体废弃物,又可覆盖造地;也可作为简易公路、工程施工时便道和基坑的基层材料。

此种处理方法优点是处理技术简易、处理费用较低,适用于大面积使用;缺点是处理效果不理想,资源化利用程度较低,需大量占用土地,同时由于部分废弃物降解过程十分缓慢,因此对环境影响较大。

(2)焚烧焚烧方式是将建筑固体废弃物焚烧后,部分转化为热能,实现废弃物减量化。

此种处理方法优点是处理快捷,节省用地;缺点是废弃物经焚烧后产生大量废气和废渣,对环境影响较大,若要减轻环境污染,则后期治理技术及经费均较高。

因此,如何减少和处理由于焚烧引起的二次污染已成为面临的重要课题,受此因素影响,焚烧方法的使用也受到了一定程度的制约和限制。

(3)堆肥堆肥就是利用微生物将建筑固体废弃物中的有机材料部分进行腐蚀分解形成肥料。

此种处理方法优点是技术较可靠,在国内堆肥技术已有相当经验;缺点是堆肥技术仅针对建筑固体废弃物中的有机材料部分,处理量不大,同时处理过程中有轻微气味,对环境有一定程度影响。

2.2直接型回收利用属于直接型建筑固体废弃物处理处理方式,它是指通过建筑固体废弃物初步分类后,经过简单处理后对废弃物进行直接利用,如老旧房屋拆除后回收的废砖可以用作农村围墙砌筑或用于道路基层施工[6]。

此种处理方法优点是再生利用技术简易,操作简便,对环境影响较小,同时直接回收材料赢利,是国外废弃物再生利用企业的一个收入来源[7]。

他们对建筑物采取选择性拆除,大量回收;缺点是建筑固体废弃物再生资源化价值不高,利用率低,造成浪费较大,属于粗资源化阶段。

2.3循环型循环再生属于循环型建筑固体废弃物处理处理方式,它是指通过一定的再生技术,将建筑固体废物经过处理后用作其他材料的生产,如建筑垃圾可以生产再生骨料及用其制造的再生砖、再生砌块、再生混凝土等建筑材料[8]。

此种处理方法优点是通过对废弃物的重加工来生产其他材料,减少了对新资源的需求,降低了运输和能源生产的费用,是建筑固体废弃物的精资源化阶段;缺点是再生处理技术较为复杂,对建筑固体废物的加工处理成本较高,同时在再生处理过程中有可能会造成二次环境污染(表1)。

姜健等.建筑固体废弃物资源化利用及可行性技术213第29卷科技通报3建筑固体废弃物处理可行性技术建筑固体废弃物的回收、处理和利用,需要考虑经济性、兼容性和可行性三方面的问题。

一是经济性,需考虑建筑固体废弃物资源化利用成本,只有当资源化利用制成的再生材料与自然资源材料相比具有价格竞争优势时,废弃物的资源化利用才有意义。

二是兼容性,需考虑再生材料与其它材料之间的兼容问题,再生材料能否与自然资源材料一样在力学、耐久性、工作性等方面发挥相当的作用。

三是可行性,需考虑建筑固体废弃物资源化利用的技术难度和复杂程度。

3.1废旧混凝土废旧混凝土是建筑业中排出量最大的废弃物,废旧混凝土的资源化利用情况直接影响到建筑固体废弃物资源化利用的前景和方向。

目前,废旧混凝土处理技术有低等级利用、中等级利用和高等级利用3种方式。

(1)低等级利用废旧混凝土的低等级利用为填埋,废旧混凝土经过破碎、筛分等工艺处理后,可直接用于地基加固、低等级道路垫层等部位。

填埋是目前废旧混凝土资源化利用的最主要方式,近90%的废旧混凝土通过此种方式得到了处理,但资源化程度不高。

(2)中等级利用废旧混凝土的中等级利用为制造再生砌块,废旧混凝土经过破碎、筛分、清洗和干燥等工艺处理后制备出再生骨料,经加入硅酸盐水泥、工业废料、天然砂、外加剂等其他材料,经搅拌加工成型后,制成再生砌块[9]。

目前,已有一些厂家开始制造再生砌块应用于工程实际中。

(3)高等级利用废旧混凝土的高等级利用为制造再生混凝土,废旧混凝土经过破碎、筛分、清洗和干燥等工艺处理后制备出再生粗、细骨料,用于代替部分天然粗、细骨料生产再生混凝土。

此种方法一是减排,减少了废旧混凝土的排出;二是节能,减少了对天然资源的索取。

但是目前再生混凝土材料的耐久性、抗氯离子渗透性等性能与同原料、同配比普通混凝土相比还存在一定差距,全面推广应用还处于探索阶段。

3.2碎砖瓦碎砖瓦形状多为块状和颗粒状,对其的回收处理一般为以下4种:(1)通过分拣,将部分较为完整的碎砖瓦通过清洗后直接利用。

(2)用于路基及填埋等低级要求的工程。

(3)经过破碎后用作再生砌体骨料,一部分的再生砌体骨料可用于代替空心砖、多孔砖原料———黏土。

但当再生砌体骨料用于普通黏土砖时,有可能会造成普通黏土砖成品强度差、干缩大、耐久性差,通过在原料中添加石灰可减少这种不利影响。

(4)将碎砖瓦焚烧成煤泥灰,用于生产建筑胶凝材料。

3.3废钢筋直接利用是钢材最为有效的再利用方式。

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