《建筑廢棄物再生工廠設計標準》概要及解讀

程東惠

摘 要：由住房和城鄉(xiāng)建設部和國家市場監(jiān)督管理總局聯(lián)合發(fā)布的GB51322《建筑廢棄物再生工廠設計標準》已于2019年3月1日起實施， 標準是關于建筑廢棄物工廠設計的首個標準，符合目前國家相關政策，反映了國內(nèi)建筑廢棄物資源化工廠設計的技術水平，主要技術指標設置合理，能滿足工程設計需要，總體上達到國內(nèi)領先水平，填補了國內(nèi)本領域建設標準的空白。本文試從編制背景、主要內(nèi)容、以及重點內(nèi)容解讀等幾個方面進行分析和探討。為建筑廢棄物工廠項目的建設全過程提供理論依據(jù)與指導方法。

關鍵詞：建筑廢棄物再生工廠;設計;資源化水平、標準

文章編號：2095-4085（2020）10-0010-04

緒論

我國建筑廢棄物產(chǎn)生量巨大，且成份復雜，國內(nèi)能夠?qū)崿F(xiàn)的總資源化率僅為5%，為大幅提高建筑廢棄物資源化率，加快推進該行業(yè)的快速健康發(fā)展，十分必要對我國建筑廢棄物資源化處置行業(yè)總結(jié)經(jīng)驗、成果，并參考國外的先進技術，編制中國的建筑廢棄物再生工廠設計標準，引導建筑廢棄物資源化行業(yè)健康發(fā)展。

《建筑廢棄物再生工廠設計標準》國家強制性標準計劃項目是住房與城鄉(xiāng)建設部下達《關于印發(fā)2015年工程建設標準規(guī)范制訂、編制計劃的通知》（建標[2014]189號）中的一項，該標準的歸口單位為住房與城鄉(xiāng)建設部，由新奧生態(tài)建材有限公司主編。編制組經(jīng)廣泛調(diào)查研究，認真總結(jié)實踐經(jīng)驗，并在廣泛征求意見的基礎上，最后經(jīng)審查定稿。本標準于2017年9月順利通過報批，并于2018年9月11日發(fā)布，自2019年3月1日正式實施。

本文通過對標準內(nèi)容的詮釋與解讀，為使用者呈現(xiàn)本標準研制的項目背景、標準編制情況介紹，以及標準要點內(nèi)容與解析。便于使用者更好的理解標準和使用標準。

一、項目背景

隨著我國工業(yè)化、城鎮(zhèn)化建設的不斷推進，建筑業(yè)也快速發(fā)展，數(shù)億t的建筑垃圾隨之而生，據(jù)中國科學院的研究報告顯示，我國每年產(chǎn)生的建筑廢棄物為24億t左右，占城市垃圾總量的40%，垃圾圍城令世人堪憂。

我國建筑垃圾的來源有四方面。一是來源于上世紀七八十年代以紅磚為主的房屋拆遷而來的建筑廢棄物;二是來源于城市建設產(chǎn)生大量的建筑垃圾（據(jù)估算，每m?建筑的拆除將產(chǎn)生0.8t～1.3t左右的建筑垃圾）。三是公共建筑與家庭裝修產(chǎn)生大量的裝修建筑垃圾。四是來源于自然災害或人為因素造成的建筑物損毀。除此之外，道路修建以及拆除過程中的建筑垃圾是年平均近10億t的產(chǎn)生量，且逐年增加。

目前國內(nèi)建筑垃圾處理方式仍然以堆放與填埋為主，極少數(shù)采用資源化方式處置，由于缺乏政策標準的精準導向，總的資源化利用率不足5%，處置技術處于1.0向2.0過渡期，與歐美、德、日等發(fā)達國家80%的利用率有很大差距。1.0與2.0這兩種模式產(chǎn)品單一、附加值低，未處置的建筑廢棄物堆放占用大量土地資源，對土壤、水、大氣的環(huán)境危害嚴重，且影響人類的生活健康。

注——1.0模式以填埋與現(xiàn)場移動設備處理為主，主要產(chǎn)品品質(zhì)低劣，處置過程污染嚴重，沒有形成被市場認可的商業(yè)模式。2.0模式生產(chǎn)磚、合格的骨料、無機料等，資源化率低于80%，且未被資源化的部分對環(huán)境而言極易導致較為深遠的影響。

經(jīng)大量深入的工程案例調(diào)研，建筑廢棄物所含的渣土、碎石塊、廢砂漿、磚瓦碎塊、混凝土塊等各組分的固體廢棄物，經(jīng)過一定有效的工藝處置加工后，獲得再生骨料、道路用再生無機結(jié)合料、再生建筑微粉、再生砂漿、再生水泥磚砌塊、以及木醋液等等幾十種系列再生材料與再生產(chǎn)品，品質(zhì)可靠、綠色環(huán)保，并在實際工程應用中效果良好。這對緩解當前環(huán)境與資源帶給國內(nèi)社會的雙重壓力意義重大，不僅能夠有效的節(jié)約資源、節(jié)省土地，由于增量與存量的巨大，建筑廢棄物資源化處置易于形成新的節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)，成為新的經(jīng)濟增長點。

目前我國建筑廢棄物處置企業(yè)全國各地總共有80余家，在各地方陸續(xù)出臺以及政府的管理與引導下，基本的生產(chǎn)規(guī)模和投資規(guī)模有一定保證，但在生產(chǎn)線設計和裝備水平上，由于缺乏總體工藝設計的標準支撐，不少企業(yè)沒有“整體工藝設計”的概念，對建筑廢棄物組分分析不夠透徹，設計中缺乏科學的物料平衡計算，工藝設計上存在技術缺陷，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，環(huán)境污染問題嚴重，這些因素直接導致整體資源化率偏低，相同規(guī)模的生產(chǎn)線投資從幾百萬、幾千萬甚至上億元不等，企業(yè)對工藝設計與裝備水平的忽視，直接導致了建筑垃圾資源化行業(yè)發(fā)展緩慢。

建筑廢棄物資源化行業(yè)缺乏系統(tǒng)有效的管理，且生產(chǎn)線設計較為復雜，對功能化與系統(tǒng)化要求高，生產(chǎn)的再生產(chǎn)品覆蓋骨料、混凝土、砂漿、磚、路基土、輕集料、有機衍生物等多個領域，其技術指標繁多，各系統(tǒng)之間多有交叉，工藝設計就顯得尤為重要。

綜上所述，有必要對我國建筑廢棄物資源化處置行業(yè)近二十年來的研究成果、實踐經(jīng)驗進行總結(jié)，并參考國外的先進技術，編制中國的建筑廢棄物再生工廠設計標準，引導建筑廢棄物資源化行業(yè)健康、有序的發(fā)展。

二、標準編制情況介紹

1.國家相關法規(guī)政策研究

與建筑廢棄物處置有關的國家相關法規(guī)政策研究文件是

《中華人民共和國環(huán)境保護法》（2014 年4月24 日），

《中華人民共和國大氣污染防治法》（2000 年4 月1 日），

《中華人民共和國水污染防治法》（2008 年2 月28 日），

《中華人民共和國清潔生產(chǎn)促進法》（2012 年2 月29 日），

《水泥工廠設計規(guī)范》（GB 50295-2016），

《水泥工業(yè)大氣污染物排放標準》（GB 4915-2013），

《大氣污染治理工程技術導則》（HJ 2000-2010），

《生產(chǎn)過程安全衛(wèi)生要求總則》（GB l2801-2008），

《水泥工廠職業(yè)安全衛(wèi)生技術規(guī)范》（GB 50577-2010），

《建筑結(jié)構荷載規(guī)范》（GB 50009-2012），

《供配電系統(tǒng)設計規(guī)范》（GB 50052-2009）。

2.行業(yè)調(diào)研情況

在標準編制過程中，編制組開展了國內(nèi)建筑廢棄物資源化處置行業(yè)現(xiàn)狀調(diào)研，走訪了河南、深圳、上海、河北邯鄲、都江堰等地的處置企業(yè)進行深入走訪調(diào)研，重點針對建筑廢棄物資源化處置企業(yè)工藝設計單位、裝備制造企業(yè)、以及建筑廢棄物處置相關行業(yè)協(xié)會等單位進行實地和電話調(diào)研，并征求各大、中型建筑廢棄物處置企業(yè)的意見和建議，起草標準稿。

三、標準主要內(nèi)容及解讀

1.標準主要內(nèi)容

標準的主要內(nèi)容包括總則、術語、基本規(guī)定、總圖運輸、建筑廢棄物處置、再生產(chǎn)品生產(chǎn)系統(tǒng)、信息化與自動化、輔助生產(chǎn)設施、公用工程、節(jié)能、環(huán)保以及勞動安全與職業(yè)健康，總共12章內(nèi)容。

2.標準要點解析

（1）總則與術語 總則主要對建筑廢棄物工廠設計中需要遵循國家政治、經(jīng)濟、環(huán)境等總體發(fā)展要求，以實現(xiàn)建筑廢棄物處置行業(yè)的“無害化、資源化、減量化”為目標，確保生產(chǎn)活動安全可靠 、技術先進、經(jīng)濟合理、清潔環(huán)保、節(jié)能減排而提出的總體性要求。其中，“安全可靠、技術先進、經(jīng)濟合理、清潔生產(chǎn)、節(jié)能減排”是工廠設計應貫徹的方針?！鞍踩煽俊笔枪S建設和生產(chǎn)的前提;“技術先進”是建筑廢棄物資源化產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的技術條件，資源化利用率是衡量建筑垃圾處置再生技術水平的首要核心指標;“經(jīng)濟合理”則是在滿足環(huán)保和生產(chǎn)效益基礎上;“清潔環(huán)保、節(jié)能減排”是建筑廢棄物資源化產(chǎn)業(yè)發(fā)展的環(huán)境要求。

工廠設計中生產(chǎn)工藝與裝備的選用直接決定了建筑廢棄物再生工廠的資源化率水平。建筑廢棄物因受原有建筑結(jié)構直接影響導致成分復雜，極具區(qū)域特性，在規(guī)劃設計廢棄物再生工廠時，應將當?shù)亟ㄖ媪刻匦砸约袄吓f、拆遷建筑物特點作為首要考慮因素，且應經(jīng)綜合效益和市場需求的分析研究，選用先進、適用、經(jīng)濟、可靠、高資源化率的生產(chǎn)工藝與裝備。因此，標準提出，新建建筑廢棄物工廠設計應符合所在地區(qū)總體規(guī)劃，并應結(jié)合當?shù)亟ㄖU棄物存量、增量的情況，因地制宜，進行經(jīng)濟技術分析確定。

術語中對建筑廢棄物、建筑廢物再生工廠、再生處置過程中產(chǎn)生的中間產(chǎn)品以及處置工藝中特定的名字進行術語規(guī)定。

（2）基本規(guī)定 基本規(guī)定中首先提出，建筑廢棄物再生工廠設計應對處置區(qū)域內(nèi)建筑廢棄物進行組分分析。建筑廢棄物按來源分為五類：以磚-混結(jié)構為主的建筑廢棄物，以混凝土結(jié)構為主的建筑廢棄物，裝修建筑廢棄物，工程建設施工過程中產(chǎn)生的建筑廢棄物，路面拆除產(chǎn)生的建筑廢棄物。建筑廢棄物依據(jù)來源的不同，工藝流程選擇不同，設備選型不同。設計時考慮廢棄物來源并參照表1估算建筑廢棄物總量與各組分比例，綜合再生產(chǎn)品設計方案，確定工藝流程，進場的建筑廢棄物須經(jīng)過工廠各處置環(huán)節(jié)后全部資源化為再生產(chǎn)品，達到廢棄物入廠與資源化產(chǎn)品出廠的組分平衡。不進行組分分析，則無法對各組分進行量化，設備選型就會缺乏依據(jù)，亦無法準確地確定再生產(chǎn)品種類，再生工廠設計結(jié)果則不能適應區(qū)域內(nèi)建筑廢棄物特點。

此外，建筑廢棄物再生工廠設計也應對各組分提出相應的處置方案。這是因為，建筑廢棄物再生工廠作為環(huán)保類企業(yè)，其自身不能對外排放廢棄物。在工廠設計階段，對工廠處置的建筑廢棄物任何組分都應給出成熟的處置工藝，來實現(xiàn)廢棄物經(jīng)過加工轉(zhuǎn)化為再生建筑材料或制品的過程，這些方案包括但不限于無害化處置、資源化處置等。而若建筑廢棄物中的某組分未在設計中給出相應的處置方案，則該組分仍為廢棄物狀態(tài)，排放即會對環(huán)境造成不良影響。

標準提出，根據(jù)工藝系統(tǒng)配置將建筑廢棄物再生工廠資源化水平分為三類，見表2。

這是因為，建筑廢棄物再生工廠的資源化水平主要取決于能否達到廢棄物進廠與資源化出廠的組分平衡。預處理、分選分離、破碎篩分是再生工廠前端處置的必要環(huán)節(jié);建筑廢棄物中包含的大量廢混凝土塊、廢磚瓦、渣土、廢石等組分經(jīng)處置后，通過再生混凝土、再生干混砂漿、再生建筑微粉、再生磚（砌塊）、再生無機結(jié)合料等系統(tǒng)加工成為再生產(chǎn)品，再次投入使用;建筑廢棄物中輕物質(zhì)的分選與再利用是目前國內(nèi)資源化處置的難題，輕物質(zhì)的處置與再利用能夠提高建筑廢棄物的資源化率達到近似100%;考慮中小規(guī)模企業(yè)初期投資有限，可作為備選工藝;骨料整形系統(tǒng)能夠提升再生骨料品質(zhì)，有助于提高下游再生建材性能。信息化與自動化建設有助于企業(yè)形成規(guī)?；?lián)動作業(yè)，從而提高生產(chǎn)效率。當建筑廢棄物再生工廠與生活垃圾焚燒廠建在一起時，應考慮與生活垃圾焚燒廠協(xié)同處理。

（3）建筑廢棄物處置工藝要點 根據(jù)廢棄物來源與組分、產(chǎn)品方案、設計規(guī)模等，將建筑廢棄物工廠處置工藝設計為預處理、分選分離、破碎篩分、骨料整形、輕物質(zhì)資源化等工藝系統(tǒng)。其中，必須設計輕物質(zhì)分選工藝，這是因為，建筑廢棄物經(jīng)分選分離等工藝處置后得到的物料中不允許含有輕物質(zhì)。一方面，這些輕物質(zhì)易產(chǎn)生有毒、有害物質(zhì)，造成環(huán)境污染，另一方面，這些輕物質(zhì)也會對再生材料的品質(zhì)產(chǎn)生較大影響。因此無論是無害化處置、還是資源化處置建筑廢棄物，都必須將其中的輕物質(zhì)分揀出來。

此外，處置工藝應根據(jù)市場對產(chǎn)品質(zhì)量的要求選擇是否整形。這是由于，隨著混凝土強度等級與其他性能要求的提高，對骨料粒徑、粒型及表面狀態(tài)要求越來越高，骨料產(chǎn)品優(yōu)質(zhì)化是混凝土原材料發(fā)展的必然趨勢。

在設備選型環(huán)節(jié)，也提出了物料平衡計算、繪制質(zhì)量流程圖、物料平衡表的要求。主要是因為，物料平衡是計算建筑廢棄物處理過程中全部廢棄物及處理過程的產(chǎn)物（骨料、粉體、金屬、土、輕物質(zhì)等）之間的平衡關系。設備選型是根據(jù)物料平衡計算的結(jié)果確定的，并應根據(jù)產(chǎn)品單位時間（t/h）產(chǎn)量的物料平衡情況和設備的生產(chǎn)能力來確定所需設備的型號、規(guī)格、臺數(shù)。

磚混分離系統(tǒng)應根據(jù)再生產(chǎn)品對再生材料的質(zhì)量要求選擇。當再生骨料用于生產(chǎn)結(jié)構混凝土時，分選分離工藝流程應包括磚混分離系統(tǒng)，且規(guī)定磚混分離效率不應低于85%。這是因為，以磚為主的建筑廢棄物加工得到的骨料，其吸水率大、壓碎指標值高，用在混凝土里對混凝土的施工性能與力學性能等有不利影響。大量試驗表明，再生骨料用于混凝土中特別是強度等級較高（C30及以上）時，再生骨料中磚的含量不應超過15%。

注——磚混分離效率，是指被分離出來的磚在被分離建筑廢棄物總量中所占的百分比。

在破碎篩分工藝中，規(guī)定必須設置除鐵工藝。這是因為，為提高再生材料品質(zhì)，同時為防止建筑廢棄物中的廢金屬對后續(xù)工藝設備安全造成不利影響，破碎工藝后必須進行除鐵。另外，含金屬的再生骨料作為混凝土原材料夾雜在混凝土中，對建筑構筑物的耐久性有極大的影響。

（4）再生產(chǎn)品生產(chǎn)系統(tǒng) 按照95%資源化水平，經(jīng)處置再生后的再生產(chǎn)品有再生混凝土、再生干混砂漿、再生建筑微粉、再生磚、砌塊、道路用再生無機混合料、輕物質(zhì)資源化產(chǎn)品等。其具體規(guī)范要求如下。

①再生混凝土系統(tǒng)總體上參照《建筑施工機械與設備 混凝土攪拌站（樓）》設計。對膠凝材料的稱量系統(tǒng)提出“應設置專用、獨立的儲存-供料-稱量系統(tǒng)，以及粉料預均化設施;

②⑤對再生干混砂漿系統(tǒng)提出，應設置再生建筑微粉倉。

③對再生建筑微粉系統(tǒng)提出，再生建筑微粉生產(chǎn)工藝的前端應設置除鐵系統(tǒng);這是由于進場的建筑廢棄物本身含有一定量的廢金屬，經(jīng)過破碎、分選分離等工藝處置后，進入再生建筑微粉系統(tǒng)的物料中極易混入鐵質(zhì)物件，一旦進入研磨設備后，將對磨機中的減速機、輥盤等重要部件造成損壞，導致磨機無法正常工作。因此再生建筑微粉生產(chǎn)工藝的前端應設置除鐵裝置。

④對原料儲存?zhèn)}的倉頂和倉底物料輸送提出，其轉(zhuǎn)運點必須設置收塵裝置，本款為強制性條款。原因有兩點，一是原料儲倉的容量主要是為了滿足再生建筑微粉系統(tǒng)連續(xù)運轉(zhuǎn)需求，起緩沖作用，倉容不應小于磨機3h～4h的喂料量是目前行業(yè)內(nèi)大多數(shù)的經(jīng)驗取值，對于大規(guī)格磨機在布置上有困難時可適當降低倉容。二是原料儲倉為非標制件，一般通過增加振動裝置、流化板裝置、放大錐斗角度等消除物料下料不暢等問題，對于大規(guī)格磨機在布置上有困難時可適當降低倉容。由于建筑廢棄物來源復雜和廣泛，若水分大了容易造成堵倉，因此制定此款。濕粘物料宜采用淺倉，并加大出料口的長寬比，淺倉錐壁傾角應根據(jù)物料粒度確定;宜在倉壁鋪設防粘、耐磨材料。對于鋼板倉，宜根據(jù)物料含水情況在錐壁上加設倉壁振動器。原料入倉和出倉處易產(chǎn)生粉塵外泄，造成粉塵污染，惡化生產(chǎn)操作環(huán)境，影響周邊空氣質(zhì)量。一般采用單機脈沖布袋收塵，以此避免生產(chǎn)區(qū)粉塵污染。

3.標準創(chuàng)新

標準首次提出資源化水平的理念，并以目標資源化率95%的設計目標布局處置工藝，將處置工藝分為兩段，一段主要為進場廢棄物處置，包含預處理、分選分離、破碎篩分系統(tǒng)，另一段再生制造，將經(jīng)過處置后的中間產(chǎn)品再經(jīng)配制生產(chǎn)獲得再生終端產(chǎn)品。再生制造工藝分為再生混凝土、再生干混砂漿、再生磚、再生無機結(jié)合料、信息化與自動化、骨料整形、輕物質(zhì)資源化、再生建筑微粉等八大系統(tǒng)。企業(yè)可依據(jù)資源化水平目標選取再生制造工藝的一種或幾種。

四、標準實施建議

本《標準》是建筑廢棄物資源化處置行業(yè)首次制定的設計標準，各項指標是按照平均先進、適當超前的尺度確定，隨著我國對工業(yè)大氣污染物排放標準的升級，以及建筑廢棄物資源化產(chǎn)品種類的愈加豐富、工藝技術的不斷提高，《標準》還有待于實施后的驗證。本《標準》發(fā)布后，還需對新技術、新工藝進行跟蹤調(diào)研，及時掌握行業(yè)發(fā)展特點和影響因素，為今后的修訂提供依據(jù)。

五、結(jié)論

通過對建筑廢棄物再生工廠工藝、產(chǎn)品、項目建設等方面的調(diào)研、統(tǒng)計、分析，依據(jù)現(xiàn)有工廠設計標準，結(jié)合建筑廢棄物處置再生行業(yè)國家的政策導向、廢棄物處置行業(yè)未來的發(fā)展方向，嚴格按照住建部國家標準制定過程及質(zhì)量要求，編制組歷經(jīng)4年，反復研討交流論證，最終制定出廣泛、適用、且可操作性強的首部“建筑廢棄物再生工廠設計標準”。使得項目建設過程中設計單位有據(jù)可依，政府監(jiān)管部門亦有監(jiān)管依據(jù)。標準能夠更好地推動建筑廢棄物處置資源化水平的整體提升，并為建筑廢棄物處置行業(yè)的健康發(fā)展提供重要保障。

參考文獻：

[1]GB51322-2018，《建筑廢棄物再生工廠設計標準》[S].