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建築固廢資源化利用淺析

2023年11月06日

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[摘要]隨著我國建築行業的飛速發展,建築固廢的產生量也在急劇增加,分類回收和資源化再利用是解決這一發展「副產品」的有效途徑。本文簡要總結了國內外建築固廢資源化利用的現狀,介紹了建築固廢的特點,分析了建築固廢資源化利用的意義,提出了建築固廢資源化利用的方式。
[關鍵詞]建築固廢;建築固廢資源化;再利用
近年來,城鎮化建設和經濟發展步伐明顯加快,城中村拆遷、改造,周邊建設施工項目增多,產生的建築固廢不斷地增加。據測算,我國每年產生建築固廢35億噸以上,而且中國的建築固廢存量已經超過200億噸,在過去50年里,中國已經生產了至少300億立方米的黏土磚,要想處理這些伴隨發展而來的「副產品」,需要走資源化再利用的道路。但遺憾的是,我國2020年建築固廢綜合利用率只有50%,與德國、美國、日本等已開發國家90%以上的資源利用率相比還相差很遠。目前,我國大部分建築固廢未經任何處理,便被施工單位運往郊外或鄉村,露天堆放或填埋,耗用大量的可用土地,同時在清運和堆放過程中的遺撒和粉塵又造成了嚴重的環境污染。建築固廢已經加劇了我國土地、資源的緊張局面,嚴重影響了社會經濟和生態環境的協調發展,因此,推動建築固廢的再生利用迫在眉睫。
1國內外建築固廢資源化利用現狀分析
1.1國外建築固廢資源化利用現狀
國外一些已開發國家較早就開始重視建築固廢的資源化利用,其處理策略大多是源頭管控,減少建築固廢的產生,同時運用先進的技術設備對建築固廢進行回收再利用。目前歐美等已開發國家對建築固廢的再生利用率已達到90%以上。如美國、德國、日本等在建築固廢管理處置和資源化利用技術、工藝設備、相應法律法規方面都取得了較好的效果。美國在建築固廢資源化利用方面起步相對較早,目前已形成了一系列完整且相對完善、有效的管理措施和政策法規。美國在建築固廢處理方面實施「四化」管理,即減量化、資源化、無害化以及產業化,提倡並鼓勵建築固廢的零排放,充分利用建築固廢建造「資源保護屋」,不僅有效解決了建築垃圾及其他廢棄物的資源化利用問題,而且也緩解了住房緊張和生態環境保護之間的矛盾[1]。德國對建築固廢產生的影響重視較早,建築固廢利用率較高,主要是通過政府的干預,制定一系列的政策法規的同時,德國各區域還建設了大型的建築固廢加工廠對建築固廢進行及時的處理和利用。其中,1987年實施的「藍色天使計劃」及其制定的相應法規,為全球範圍內推廣建築垃圾資源化利用帶來了積極影響[2],而且現有的處理和資源化利用技術和設備都處於世界領先地位。日本非常重視建築固廢的處理和資源化利用,1970年制定了《有關廢棄物處理和清掃的法律》,1977年把建築固廢資源化利用納入法制化管理,制定了《再生骨料和再生混凝土使用規範》,1991-2000年間頒布了多項建築固廢相關的法律和政策。據調查顯示,1995年日本建築固廢總再生率為42%(其中瀝青混凝土塊的利用率為62%),到2013年,其建築固廢總體的利用率提高到97%[3]。
1.2國內建築固廢資源化利用現狀
隨著我國城鎮化進程的加快,建築固廢也在逐年劇增。目前,我國對建築固廢的的主要處理方式是填埋,大部分的建築固廢未經任何處理,就被簡易填埋或者隨意傾倒,建築固廢的再生利用技術還處於起步階段。「十三五」期間我國建築固廢平均利用率只有50%,還遠低於國際水平。由此可見,我國在建築固廢資源化利用方面還有很大的發展空間。我國雖然先後制定了《城市市容和環境衛生管理條例》《中華人民共和國固體廢物污染環境防治法》《城市建築垃圾管理規定》《中華人民共和國循環經濟促進法》等一系列法律法規,但還不夠完善,此外因為缺乏有力推進和監管,以上的法律法規還沒有得到很好的落實。
2建築固廢的分類及特點
2.1建築固廢的定義和分類
目前我國關於建築固廢的定義在不斷地豐富和發展。根據原建設部在2005年3月23日發布的《城市建築垃圾管理規定》中所稱的建築固廢,是指建設單位、施工單位新建、改建、擴建和拆除各類建築物、構築物、管網等以及居民裝飾裝修房屋過程中所產生的棄土、棄料及其他廢棄物。2018年,住房和城鄉建設部頒布的《建築廢棄物再生工廠設計標準》(GB51322-2018)中,根據產生源的不同將建築固廢定義為在新建、擴建、改建和拆除各類(建)構築物、管網以及裝修裝飾等工程中所產生的固體廢物;2019年,住房和城鄉建設部在發布的《建築垃圾處理技術標準》(CJJ/T134-2019)中,增加了建築固廢的類別,即建築固廢是工程渣土、工程泥漿、工程垃圾、拆除垃圾和裝修垃圾等的總稱,並明確指出建築固廢必須進行分類收集、分類運輸和分類處理處置(不包含經檢驗、鑑定為危險廢物的建築垃圾)。通過分析研究,綜合各規範標準及學者的見解,本文將建築固廢定義為各類建築物、構築物和市政工程在新建、改建、拆除以及項目裝修和建材生產過程中產生的廢棄材料。主要包括:廢磚、碎石、廢混凝土、廢棄金屬、廢棄塑料、廢棄木材等。
2.2建築固廢的特點
因為建築固廢主要為泥土、石塊、混凝土塊、碎磚、木料、金屬、塑料等廢料,其中無污染的無機物(包括泥土、石塊、混凝土塊、碎磚)占90%以上。無機材料,具有耐磨損、耐腐蝕、高硬度,高強度、抗氧化等特點。建築固廢的這些性質決定其經過處理是一種很好的再生建築材料。建築固廢在城市垃圾中屬最清潔的垃圾,只要合理利用就不會產生二次污染。
3建築固廢資源化的重要意義
建築固廢資源化是指:通過運用先進技術和設備以及有效地管理體系,將建築固廢逐步轉化為可再生利用的資源。這樣,不僅可以有效地解決建築固廢的管治問題,又可以實現資源的回收利用,將建築固廢「變廢為寶」,資源化利用,提高自然資源的利用率,減少環境污染,是實現可持續發展的重要途徑[4]。建築固廢資源化是減少固廢產量的有效途徑。隨著我國城市建設、工業化水平提升的快速推進,建築固廢的影響日趨嚴重,建築固廢產量已占城市垃圾總量的55%。學習國外先進方法和經驗、引入先進的技術和設備,加強建築固廢資源化再生利用,減輕建築固廢「圍城」壓力,促進產業化發展,可以改善城市及周邊的生態環境,實現建築固廢「變廢為寶」,推進循環經濟的快速發展。
3.1生態效益
建築固廢資源化,具有較為長遠的生態效益。推行建築固廢循環再生利用,不僅恢復了大量的可用土地,還減少了對土壤、水體、大氣的污染。通過建築固廢資源化利用產品代替部分天然建築原材料,可以有效地維持資源的穩定性和生態的平衡發展。3.2經濟效益建築固廢是建築業發展的「副產品」,經濟效益可觀,發展前景十分廣闊。據業內推測,2020年,我國建築固廢處理市場規模已輕鬆突破1000億元大關,到2030年,我國建築固廢能夠帶來的產值將超過3300億元。在政府給予政策扶持、優惠稅收、貸款貼息和經濟鼓勵的條件下,引導投資者積極參與,加大對建築固廢資源化產業的投入,將會為社會帶來更大的經濟效益。
3.3社會效益
推進建築固廢資源化利用,實現產業化發展,不僅可以實現經濟社會的可持續發展,還可以有效解決現今社會資源短缺的問題。同時,對於帶動社會相關行業的發展,創新科研的開發,就業崗位的增設等也有較為積極的作用。
4建築固廢資源化利用方式
建築固廢資源化利用方式分為回收用於建築物的建設工程和加工處理再利用兩大類。
4.1回收用於建築物的建設工程
4.1.1將建築固廢直接回收再利用。例如在拆遷、改造工程中,採用無損拆解技術獲得的結構完整的舊建築部件(門、窗、木板、玻璃等)。這些舊建築部件一般情況下還具有原有的使用功能,經過整理、清洗等處理後,可直接用於其他建築物的建設工程中[5]。4.1.2將建築固廢應用於造景施工建築固廢主要由無機材料組成,穩定性比生活垃圾的穩定性高,其污染水平也相對較低。隨著我國城市改造和城市建設規模增大,建築固廢急劇增加。大量建築固廢的堆積會占用大量土地,對土地資源來說也是一種資源浪費。近些年我國很多城市都已經開始探索合理利用建築固廢垃圾的方法,將建築固廢用於城市和小區堆山造景。在保證了環境衛生、節約土地資源的同時,也美化了環境。在造景中使用建築固廢不僅能夠提升資源利用率,還可以起到塑造城市人工景觀和休閒場所的效果[6]。4.1.3將建築固廢應用於路基填充。傳統的路基填築大多採用外運的砂石和土,這不但會消耗大量的建築資源,還會增加工程成本。由於建築固廢中的無機材料具有高強度、高硬度等特點,所以將建築固廢粉碎的材料應用於路基填充中,有著良好的應用效果。在路基填充中使用建築固廢不僅可以降低工程施工成本,還可以實現資源節約和再利用。4.1.4將建築固廢應用於水利堤壩基礎工程中。建築固廢經過回收、破碎等處理後可以應用於水利堤壩施工中,從而減少天然土石的使用量,避免土石開挖對自然環境的影響。在水利堤壩基礎工程中使用建築固廢不僅提高建築固廢的利用率,還減少了水利工程施工對環境的影響[7]。
4.2加工處理再利用
建築固體廢棄物絕大部分都是無污染、無輻射的固體材料,可以經過回收、分揀後根據需要加工成不同種類、規格的產品再次利用。4.2.1將建築固廢再生處理成建築用骨料建築固體廢棄物主要由廢磚和廢混凝土構成。廢磚再生骨料堆積密度為750-950kg/m3。廢混凝土再生骨料堆積密度為1600kg/m3。廢混凝土再生骨料堆積密度大約是廢磚再生骨料的兩倍。建築材料的密度是關鍵指標,密度不同,吸水率、收縮值、導熱係數、強度、隔聲等物理力學性能有著顯著差異。根據住房和城鄉建設部頒布的《輕骨料混凝土應用技術規程》(JGJ/T12-2019)規定,保溫輕骨料混凝土密度等級≤800kg,結構保溫輕骨料混凝土密度等級800-1400kg,結構輕骨料混凝土密度等級1400-1900kg。對廢磚、廢混凝土進行廢物利用,可以再生處理成建築隔聲牆板、建築保溫牆板、建築防水牆板、建築防火牆板等建築功能牆板[8]。4.2.2將建築固廢高溫熔化再利用。將廢金屬、廢塑料回收後高溫熔化,根據需要進行再次生產利用。廢金屬是不可再生資源,經過高溫熔化加工可以大大提高金屬資源的利用率,有助於降低能源消耗。廢塑料是難以降解的物質,可以在自然環境中存在幾十年,如果不進行合理處理,容易引起環境污染,經過高溫熔化加工成其他物質,不僅避免了環境污染,還可以提高廢塑料的回收再利用。4.2.3將建築固廢再生處理成建築材料的原材料。將建築中的廢木材回收、分揀、粉碎成木材顆粒,用作復合牆板的原材料。隨著環保意識的增強,建築施工中使用的木材越來越少,廢木材基本都是在裝修和建材加工時產生,回收利用的廢木材主要是質量優良且塊形良好的材料。不規則的木料粉碎加工成復合板等材料,不僅是對建築固廢的回收再利用,還是保護環境的有效舉措之一。
5結論
為推動實現碳達峰、碳中和,國家發改委編制印發了《「十四五」循環經濟發展規劃》,明確到2025年建築固廢綜合利用率達到60%,建設50個建築固廢資源化利用示範城市。就我國建築固廢資源化再利用現狀提出幾點提升策略。(1)借鑑國外已開發國家在建築固廢資源化再生利用方面的做法。(2)進一步完善我國關於環境保護和建築固廢資源化再利用方面的政策和法規。(3)通過技術開發和技術集成,設計出高效率的建築固廢再生建材生產裝備,提高再生建材的生產效率.這是實現建築建材資源化利用的關鍵。(4)政府主導,開發生產附加值高、市場認可度高、適用範圍廣的建築固廢資源化產品,擴展基於建築固廢再生建材的應用領域。
參考文獻
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[2]黃宗益,李興華.日本對建設工程副產物和建築垃圾的處理[J].建設機械技術與管理,2002(4):23-26.
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[4]洪建樹.淺談建築垃圾的可持續利用[J].科技風.2016(24):88.
[5]姬敏,伊佳雨,曹長林,楊松偉,陳慶華,錢慶榮.建築固廢資源化處置技術的難點分析及提升策略[J].福建師範大學學報,2022,1(38):1-8.
[6]韋勁松.建築垃圾資源化利用現狀以及改進措施探討[J].低碳世界,2020,10(6):53-74.
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[8]楊德志,張雄.建築固廢資源化利用戰略研究[C].中國矽酸鹽學會房建材料分會2006年學術年會論文集.2006:105-107.
作者:詹文華 魏盛春 單位:烏蘭浩特市工業和信息化局 興安盟行政審批和政務服務局

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