建筑垃圾中輕物質(zhì)處理探討

巴太斌 李銀保 張偉超 王利娜

河南建筑材料研究設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司（450002）

建筑垃圾中輕物質(zhì)處理探討

巴太斌 李銀保 張偉超 王利娜

河南建筑材料研究設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司（450002）

對(duì)建筑垃圾中輕物質(zhì)、重物質(zhì)的分選原理及其適用范圍進(jìn)行了詳細(xì)闡述，通過對(duì)比分析，提出了一種干法和濕法相結(jié)合的兩級(jí)輕物質(zhì)處理工藝，并以某建筑垃圾處理項(xiàng)目為依托，實(shí)現(xiàn)了建筑垃圾中輕物質(zhì)的高效分離。此外，對(duì)我國現(xiàn)行建筑垃圾中輕物質(zhì)處理及綜合利用存在的問題進(jìn)行了剖析，并提出了對(duì)策和建議。

建筑垃圾；輕物質(zhì)處理；兩級(jí)分離工藝

0 引言

建筑垃圾是指在建造和拆除建筑物的過程中產(chǎn)生的廢棄物，主要包括金屬材料、混凝土、磚瓦、木料和塑料制品等[1]。我國每年大約產(chǎn)生35.5億噸的建筑垃圾，占到城市垃圾的40%左右，這些建筑垃圾如不能妥善利用，不僅浪費(fèi)資源，而且給我國帶來嚴(yán)重的環(huán)境危害[2]。理論和實(shí)踐證明，建筑垃圾是一種可持續(xù)利用的再生資源，其所含的輕物質(zhì)、重物質(zhì)可以在不同領(lǐng)域發(fā)揮重要作用[3]。但由于目前分離工藝的局限性，重物質(zhì)中經(jīng)?；祀s著大量的輕物質(zhì)，而二者材料性質(zhì)上的巨大差異嚴(yán)重影響了建筑垃圾作為再生資源的使用性能和應(yīng)用領(lǐng)域。因此，為了保證成品材料的潔凈度，使得建筑垃圾能夠物盡其用，有必要對(duì)建筑垃圾中的輕物質(zhì)和重物質(zhì)進(jìn)行有效分離，而目前國內(nèi)相關(guān)研究很少。

1 輕物質(zhì)分選原理

建筑垃圾中的各物質(zhì)組分的密度存在差異，因此可以基于不同建筑材料密度的不同，將建筑垃圾中的重物質(zhì)與輕物質(zhì)分離開來。

1）風(fēng)力分選

風(fēng)力分選的原理是在空氣氣流作用下，密度大的物質(zhì)，其沉降速度快，運(yùn)動(dòng)距離比較近。密度小的物質(zhì)，其沉降速度慢，運(yùn)動(dòng)距離比較遠(yuǎn)。此方法適用于顆粒形狀、尺寸相近的固體混合物的分選。

2）浮力分選

浮力分選是將兩種密度不同的固體混合物置于某一介質(zhì)中,該介質(zhì)的密度介于二者密度之間,則密度小于該介質(zhì)的輕物質(zhì)顆粒上浮，大于該介質(zhì)的重物質(zhì)顆粒下沉，從而實(shí)現(xiàn)混合物中不同密度組分的分離。從理論上講，浮力分選是依靠不同組分密度間的差異進(jìn)行的,受顆粒粒度和形狀的影響很小,因而可對(duì)密度不同的固體物質(zhì)進(jìn)行分選。

2 兩級(jí)輕物質(zhì)分離工藝及效果

建筑垃圾的成分復(fù)雜多樣，大小不一，采用單一的分選方案很難達(dá)到理想的效果。因此，本文在充分了解各分選方案的原理及適用范圍后，以某拆建物料的分選項(xiàng)目為依托，運(yùn)用風(fēng)選、浮選等科學(xué)高效的分離技術(shù)首次提出了兩級(jí)（干法和濕法）輕物質(zhì)雙重分離工藝，從而將混合在建筑垃圾中的輕物質(zhì)高效分離出來。

2.1 建筑垃圾組成成分

該項(xiàng)目建筑垃圾物理組成成分如表1所示。

由表1可以看到,混合的建筑垃圾中的磚、水泥、瓷磚、細(xì)沙以及巖石等密度均大于水的密度，而木材和竹類、塑料等的密度則遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于水的密度，因此用水作為分選介質(zhì)可實(shí)現(xiàn)該建筑垃圾中重物質(zhì)和輕物質(zhì)的有效分離。

表1 建筑垃圾物理組成成分表

2.2 分選設(shè)備及工藝流程

本項(xiàng)目主要采用人工初步分揀大塊輕物質(zhì)物料，隨后將經(jīng)破碎分級(jí)后的物料采用風(fēng)選及水力浮選相結(jié)合的兩級(jí)分離工藝來實(shí)現(xiàn)建筑垃圾中輕物質(zhì)的有效分離。工藝流程如圖1所示。

圖1 工藝流程圖

具體實(shí)施步驟為：建筑垃圾經(jīng)自卸卡車運(yùn)送到原料分揀區(qū)域，通過人工分揀或者機(jī)械分揀，將建筑垃圾中的大塊輕物質(zhì)物料進(jìn)行初步分離。初揀后的建筑垃圾原料經(jīng)一級(jí)顎式破碎機(jī)破碎、滾筒篩篩分，篩分后的物料按粒徑大小主要分為：小于30 mm物料、30～80 mm物料和大于80 mm物料三種。其中，小于30 mm物料含土量較大，為減少揚(yáng)塵可直接進(jìn)入一臺(tái)螺旋水力浮選機(jī)，通過水力浮選分離的方式將重物質(zhì)與輕物質(zhì)分離。大于80 mm大塊物料進(jìn)入人工分揀房，經(jīng)人工分揀后，80～200 mm大塊物料進(jìn)入二級(jí)反擊式破碎機(jī)破碎、圓振動(dòng)篩篩分分級(jí),并將篩分后的0～30 mm物料通過螺旋水力浮選機(jī)清洗，從而將輕物質(zhì)物料有效浮選出來。難以破碎的大于200 mm輕物質(zhì)混合物料則直接送入輕物質(zhì)堆場(chǎng)；此外，經(jīng)過一級(jí)滾筒篩分、二級(jí)圓振動(dòng)篩分后的30～80 mm物料分別通過兩臺(tái)輕物質(zhì)分離器進(jìn)行初次風(fēng)選分離，經(jīng)初步分離后的半成品物料通過兩臺(tái)螺旋水力浮選機(jī)進(jìn)行再次浮選分離。螺旋水力浮選機(jī)沉降水槽可將重物質(zhì)和輕物質(zhì)有效分離。

分離過程中產(chǎn)生的污水則進(jìn)入由旋流器、濃縮機(jī)以及壓濾機(jī)組成的污水綜合處理系統(tǒng)，最終實(shí)現(xiàn)泥餅和清水的有效分離。其中，清水可再進(jìn)入生產(chǎn)線系統(tǒng)循環(huán)利用，達(dá)到生產(chǎn)線污水零排放的目標(biāo)。

2.3 分選結(jié)果

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)反饋結(jié)果可知，采用兩級(jí)分離工藝分選后的建筑垃圾中的輕物質(zhì)重量比不大于0.05%，采用干法分離最佳效果不能達(dá)到70%。單獨(dú)采用濕法進(jìn)行建筑垃圾輕物質(zhì)分離的工藝鮮有報(bào)道。因此采用干法和濕法相結(jié)合的兩級(jí)輕物質(zhì)分離工藝分選建筑垃圾中的輕物質(zhì)具有先進(jìn)性，且效果較佳。

3 建筑垃圾中輕物質(zhì)處理存在問題

1）對(duì)建筑垃圾輕物質(zhì)的處理認(rèn)識(shí)不足

建筑垃圾分類處理機(jī)械化水平較低，多采用人工分揀或單一機(jī)械分揀的方式，工作強(qiáng)度大，成本高，耗時(shí)長，效率低，因此多數(shù)企業(yè)無視建筑垃圾中輕物質(zhì)的危害及其資源化利用，普遍采用混合收集模式，不僅污染環(huán)境，而且造成大量可再生資源的浪費(fèi)。

2）有關(guān)建筑垃圾輕物質(zhì)處理及資源化利用的法規(guī)不健全

建筑垃圾中輕物質(zhì)處理及資源化利用剛剛起步，缺乏相應(yīng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和操作規(guī)范，導(dǎo)致輕物質(zhì)的處理沒有評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)，所得再生資源質(zhì)量也無法保障，產(chǎn)品難以推廣應(yīng)用，從而嚴(yán)重阻礙了建筑垃圾中輕物質(zhì)的研究發(fā)展進(jìn)程。

3）建筑垃圾中輕物質(zhì)處理技術(shù)水平較低

由于政策支持和技術(shù)投入力度有限，整個(gè)行業(yè)管理混亂，技術(shù)水平低下，急需新技術(shù)、新工藝的出現(xiàn)。

4 建筑垃圾中輕物質(zhì)處理的對(duì)策和建議

1）做好宣傳教育工作，提升全民環(huán)保意識(shí)

通過媒體、教材及民間環(huán)保組織等加強(qiáng)人們對(duì)建筑垃圾中輕物質(zhì)的危害及再生資源利用重要性的認(rèn)識(shí)，使人們充分認(rèn)識(shí)到建筑垃圾中的輕物質(zhì)是一種再生能源，需要妥善處理，能夠普遍接受再生資源產(chǎn)品。

2）加大政策扶持力度，完善法規(guī)體系

通過一系列的政策法規(guī)，如加大對(duì)建筑垃圾輕物質(zhì)處理的經(jīng)費(fèi)投入，實(shí)行輕物質(zhì)發(fā)展的產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合；推動(dòng)建筑垃圾中輕物質(zhì)處理相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，引導(dǎo)更多企業(yè)向節(jié)能環(huán)保方向靠攏；確保政府的環(huán)保主導(dǎo)作用，制定相關(guān)法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)，促進(jìn)輕物質(zhì)處理及再生利用技術(shù)又快又好地發(fā)展。

3）增加科研投入，提升技術(shù)水平

開展全面系統(tǒng)的建筑垃圾輕物質(zhì)處理的研究和開發(fā)工作，如優(yōu)化建筑設(shè)計(jì)，減少建筑垃圾尤其是輕物質(zhì)的產(chǎn)生；進(jìn)行輕物質(zhì)的分選技術(shù)創(chuàng)新與設(shè)備研發(fā)；開發(fā)輕物質(zhì)的循環(huán)再生工藝，生產(chǎn)綠色建材，促進(jìn)輕物質(zhì)的減量化、無害化、資源化及綜合利用產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，制定出符合我國實(shí)際情況的輕物質(zhì)處理及綜合利用的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

5 結(jié)語

干法和濕法相結(jié)合的輕物質(zhì)二級(jí)分離工藝,實(shí)現(xiàn)了建筑垃圾中重物質(zhì)與輕物質(zhì)的高效分離。為現(xiàn)行干法或濕法單獨(dú)分離建筑垃圾中輕、重物質(zhì)不充分的問題提供了新的解決方法,大大提高了建筑垃圾分類后各組分的潔凈度，可以在類似工程中大力推廣，具有較大工程價(jià)值。

建筑垃圾輕物質(zhì)的處理和再生利用是一項(xiàng)長期而又艱巨的任務(wù)，社會(huì)各界應(yīng)相互扶持，積極參與，促進(jìn)建筑行業(yè)走上節(jié)約資源、保護(hù)生態(tài)的可持續(xù)發(fā)展道路。

[1]李南,李湘洲.發(fā)達(dá)國家建筑垃圾再生利用經(jīng)驗(yàn)及借鑒[J].再生資源與循環(huán)經(jīng)濟(jì),2009,2(6)：41-44.

[2]寧培淋,楊銳,劉浩.廣州市建筑垃圾資源化對(duì)策研究[J].中國資源綜合利用,2016,34(7)：37-39.

[3]任虎存.建筑垃圾回收處理技術(shù)及破碎裝備的設(shè)計(jì)研究[D].濟(jì)南：山東大學(xué),2013.