城市建筑垃圾資源化利用研究

張建輝，陳娟，竇穎慧

（1.山東省城鄉(xiāng)規(guī)劃設(shè)計研究院有限公司，山東濟南 250014；2.濟南市智慧城管服務(wù)中心, 山東 濟南 250002）

近幾年來，我國城鎮(zhèn)化建設(shè)迅猛發(fā)展，城鄉(xiāng)建設(shè)步入快車道，人民生活的基礎(chǔ)設(shè)施逐步完善，隨之而來的是在建設(shè)施工過程中產(chǎn)生的建筑垃圾產(chǎn)生量急劇增長，根據(jù)住建部門統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，建筑垃圾已占據(jù)城市垃圾總量的40%左右，是生活垃圾產(chǎn)生量的8 倍左右，成為城市第一大垃圾生產(chǎn)源。建筑垃圾是一種成分復(fù)雜的固體廢棄物，是城市建設(shè)高速發(fā)展的產(chǎn)物，具有數(shù)量大、地域性強、可資源化率高等特點，絕大多數(shù)建筑垃圾可以作為再生資源重新利用[1-3]。但是由于其管理和資源化利用牽涉面廣、政策性強、技術(shù)成本較高等原因，導(dǎo)致目前我國建筑垃圾資源化利用推進工作相對滯后[4-5]。根據(jù)江蘇法制報《保護綠水青山中彰顯檢察新?lián)敗窋?shù)據(jù)顯示，我國建筑垃圾年產(chǎn)量約為35 億t，但綜合利用率不足5%。

1 概論

《城市建筑垃圾管理規(guī)定》第二條規(guī)定：建筑垃圾是指建設(shè)單位、施工單位新建、改建、擴建和拆除各類建筑物、構(gòu)筑物、管網(wǎng)等以及居民裝飾裝修房屋過程中所產(chǎn)生的棄土、棄料及其他廢棄物。長期以來，對外運輸、填埋處理和露天堆放是處理建筑垃圾的主要方式，這樣的處理方式既會占用有限的土地資源，又對環(huán)境造成了污染，與垃圾處理的“減量化、資源化、無害化”三化原則相違背，因此需要通過尋求更好的源頭減量方法，來促進建筑垃圾處理能力的不斷提升。

2 建筑垃圾資源化利用

從循環(huán)經(jīng)濟角度考慮，建筑垃圾并不是完全沒有用處的固體廢棄物，從中分出的磚、石、混凝土塊等廢料可以再次資源化利用，將其粉碎為再生粗細骨料或者利用各種廢料的特點生產(chǎn)新的建材產(chǎn)品，可利用率高達95%。資源化利用能從根本上解決建筑垃圾源頭減量的出路問題，為城市帶來顯著的社會、經(jīng)濟和環(huán)境效益，符合國家倡導(dǎo)綠色建筑和可持續(xù)發(fā)展基本國策。

2.1 我國建筑垃圾資源化利用現(xiàn)狀

我國建筑產(chǎn)業(yè)正處于上升發(fā)展期，建筑垃圾的資源化利用卻依然處于滯后發(fā)展狀態(tài)，為有效破解兩者之間發(fā)展不平衡的矛盾，從2018年開始，住建部就在全國35 個城市（區(qū)）開展建筑垃圾治理試點工作，通過加強規(guī)劃指引，開展存量治理、加快設(shè)施建設(shè)等一系列舉措完成試點任務(wù)。同時，國務(wù)院辦公廳印發(fā)《“無廢城市”建設(shè)試點工作方案》，其中明確提出要開展建筑垃圾治理，提高源頭減量及資源化利用水平。加強固體廢棄物和城市垃圾分類處置還被寫入2019年國務(wù)院政府工作報告。這些舉措的提出更加凸顯了推進建筑垃圾資源化利用的緊迫性。

2020年4月29日，十三屆全國人大常委會第十七次會議審議通過了新修訂的《中華人民共和國固體廢物污染環(huán)境防治法》，其中對建筑垃圾治理工作提出具體工作要求和目標，要求政府建立建筑垃圾分類處理制度，推進建筑垃圾源頭減量，建立建筑垃圾回收利用體系等，這標志我國城市建筑垃圾資源化工作正式啟動。

目前，處理建筑垃圾的方式有土地回用和分類處理兩種途徑。土地回用是一種比較經(jīng)濟適用的資源化利用方式，將原生土、混凝土塊及渣土等其他惰性建筑垃圾回填，可消納30%～50%的建筑垃圾，回填量一般不計入城市建筑垃圾產(chǎn)量。這樣可以顯著減少外運量，也能夠消納大部分建筑垃圾。當然在將惰性垃圾回用之前要做好建筑垃圾的分類管理，確?；赜煤蟛粫廴经h(huán)境。

在建筑垃圾分類管理的基礎(chǔ)上進行資源化利用，是處理建筑垃圾的最佳路徑。但從整體來看，由于建筑垃圾數(shù)量大，再生利用成本高，建筑垃圾資源化利用推動效果并不甚理想，甚至出現(xiàn)建筑垃圾偷運偷排的倒退現(xiàn)象。

與發(fā)達國家相比，我國建筑垃圾處置研究起步較晚，為推動資源化工作順利開展，目前很多學(xué)者正在開展針對建筑垃圾資源化技術(shù)研究，研發(fā)出更多的新工藝，拓寬資源化利用的發(fā)展模式，提高垃圾資源利用率。通過對建筑垃圾再循環(huán)、再利用技術(shù)研究,作為建筑垃圾的廢棄混凝土可以作為基礎(chǔ)或者墊層，用來作為道路基層。廢棄的混凝土、磚瓦等破碎后生產(chǎn)的再生砌塊可作為新型墻體材料，能夠滿足道路鋪裝、圍擋的要求; 對混凝土處理后可實現(xiàn)再生骨料，用于不同等級的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中; 利用廢棄混凝土為原料煅燒熟料、制備水泥，可以減少混凝土一次性消耗給自然環(huán)境造成污染。

2.2 建筑垃圾資源化利用模式分析

2.2.1 廢棄混凝土再造為再生骨料混凝土

廢棄的混凝土是建筑垃圾中回收利用價值較大的組成部分，將廢棄的混凝土進入混合倉，先將木材、紙屑、塑料、鐵塊等其他垃圾分選出來，然后通過振動給料器由皮帶、振動篩輸送至骨料生產(chǎn)車間進行骨料的深加工，通過破碎、清洗以及分級后，按一定配合比配置成的混凝土。

根據(jù)粒徑的大小，再生骨料[6]分為再生粗骨料（Recycled coarse aggregate）、再生細骨料（Recycled fine aggregate）和再生微粉。其中，再生粗骨料指粒徑大于4.75 mm 的顆粒，再生細骨料指粒徑在0.16～4.75 mm的顆粒，再生微粉指粒徑小于0.15 mm 的細粉（再生骨料應(yīng)用技術(shù)規(guī)程（JGJ/T 240—2011））。

在配制混凝土過程中，混凝土原料將用再生粗骨料用于替代天然粗骨料，以用作道路的路基填充材料；混凝土細料將用再生細骨料替代天然砂石，以制作生產(chǎn)混凝土小型空心砌塊、生態(tài)磚或者多排孔輕質(zhì)砌塊等多種產(chǎn)品。在制作過程中，應(yīng)該充分考慮此產(chǎn)品的合格性和耐用性，按照國家相關(guān)標準進行作業(yè)，性能參數(shù)各項指標必須符合國家相關(guān)標準的規(guī)定。只有產(chǎn)生符合要求的產(chǎn)品才能成為可持續(xù)的資源化產(chǎn)業(yè)。廢舊混凝土既能解決廢舊混凝土的處置工作，更可以減少使用天然骨料礦物資源的投入，節(jié)省了天然骨料礦物資源的開采投入，具有良好的經(jīng)濟效益和環(huán)境效益。再生骨料生產(chǎn)工藝流程如圖1 所示。

圖1 再生骨料生產(chǎn)工藝流程

2.2.2 建筑垃圾資源化為再生骨料砂漿

再生骨料，是指將建筑材料經(jīng)處理、破碎、分級并按一定的比例混合后形成滿足不同使用要求的骨料。其中，再生骨料中粒徑尺寸介于0.08～4.75mm 的稱為再生砂。

隨著建筑垃圾資源化利用工藝的不斷改進提升，再生骨料砂漿經(jīng)過篩選、烘干等技術(shù)，根據(jù)強度、性能及用途的需求不同，分別進入不同的砂漿生產(chǎn)線，生產(chǎn)出再生骨料砌筑砂漿、再生骨料拌灰砂漿以及再生骨料地面砂漿。

每種再生骨料砂漿通過與界面增強劑、保水劑、減水劑、改變粉煤灰等其他外加劑的配比來得到不同用途的再生骨料砂漿。比如用灰料比1∶5 的配比調(diào)配再生骨料砌筑砂漿，是建筑外墻保溫砌筑砂漿的良好材料；用建筑垃圾再生骨料為骨料、添加水泥作為膠凝材料，再混合其他外加劑制成再生骨料干粉抹灰砂漿。具有保護建筑基層的作用；通過添加改性爐渣，和建筑垃圾再生骨料混合，可以制備出不用強度等級的地面砂漿。再生骨料預(yù)拌砂漿工藝如圖2 所示。

圖2 再生骨料預(yù)拌砂漿工藝流程

2.2.3 建筑垃圾資源化為混凝土制品

在骨料車間生產(chǎn)的過程中轉(zhuǎn)動骨料皮帶，將粗骨料、細骨料以及粉料直接輸送至混凝土制品生產(chǎn)車間，進入其中的攪拌站，拌合出所需的混凝土，利用壓磚機、墻板生產(chǎn)線等生產(chǎn)客戶所需的混凝土制品，送入養(yǎng)護倉進行養(yǎng)護至成品，放至成品堆場。砌塊和墻板生產(chǎn)工藝流程如圖3 和圖4 所示。

圖3 再生骨料砌塊工藝流程

圖4 再生骨料墻板工藝流程

3 建筑垃圾資源化存在的問題分析

3.1 資源化利用設(shè)施數(shù)量不足、分布不均，資源化利用率不高

目前城市建筑垃圾產(chǎn)生量面臨著逐年遞增的局面，但資源化率依然很低，建筑垃圾的處置處于單一化、不規(guī)則化的狀態(tài)[7]。山東省除濟南市、青島市、臨沂市外，大部分城市建筑垃圾資源化利用設(shè)施數(shù)量不足，德州、煙臺等市尚未建成建筑垃圾資源化利用設(shè)施，部分城市建筑垃圾消納能力不足，容易造成建筑垃圾亂堆亂放等問題。上海市下發(fā)文件明確了建筑垃圾處置場所、設(shè)施的規(guī)劃與建設(shè)任務(wù)；北京市規(guī)定，可設(shè)置建筑垃圾資源化處置設(shè)施臨時性設(shè)置點或者臨時性貯存點，需明確使用期限。甘肅省、黑龍江省均已出臺了建筑垃圾管理辦法或規(guī)定。即便如此，有些地區(qū)對建筑垃圾的管理沒有遠期規(guī)劃，還存在粗放模式的管理，并未真正對建筑垃圾實施分類再利用和消納管理，以致一些建筑垃圾資源化利用率不高。

3.2 建筑垃圾全過程管理聯(lián)動機制不完善

建筑垃圾治理涉及產(chǎn)生、收集、貯存、運輸、利用、處置等各個層面。由于建筑垃圾體積大、轉(zhuǎn)運成本高，不少建筑工地施工方習慣于直接付費給運輸單位，由其代為尋找消納場處理而不會專門尋找資源化利用企業(yè)出售垃圾，從而導(dǎo)致建筑垃圾資源化利用企業(yè)因原料“吃不飽”而影響生產(chǎn)，也有可能產(chǎn)生非正規(guī)的建筑垃圾堆放點[8]。

3.3 法律法規(guī)的缺位

建筑垃圾開展資源化利用工作是一項多部門和多行業(yè)形成統(tǒng)一合力的工作，有政府的管理協(xié)調(diào)、企業(yè)有序的市場運作。管理工作實行的多是市區(qū)街道分級管理與同級部門分職責管理相結(jié)合的模式，這種分工方式存在著主管部門不明確、聯(lián)動協(xié)調(diào)機制不完善、容易造成職能錯位等問題，所以需要有良好的制度約束力，對建筑垃圾給予法律法規(guī)上的保障[9]，形成一個管理的保護罩。

3.4 建筑垃圾資源化利用的資源化產(chǎn)品標準缺少、出路缺少

目前資源化的主要對象是以廢混凝土、廢磚石為主的拆建類垃圾，利用其生產(chǎn)出能循環(huán)使用的資源化產(chǎn)品，但這些產(chǎn)品與其他建材產(chǎn)品相比缺乏市場競爭力，導(dǎo)致再生產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)鏈等市場因素不能有效推廣[10]?！逗鲜〕鞘薪ㄖ芾韺嵤┘殑t（暫行）》對推廣這種再生產(chǎn)品應(yīng)用進行規(guī)定，重點要求政府財政投資項目優(yōu)先采用建筑垃圾再生產(chǎn)品，并將其納入施工圖設(shè)計。

4 建設(shè)垃圾資源化利用的保障措施

4.1 有配套完善的政策法規(guī)做政策引導(dǎo)

因為有完整的法律法規(guī)保障和完善的發(fā)展管理規(guī)劃和原則，西方國家資源化利用率可以達到90%以上。所以政府合理的頂層設(shè)計對建筑垃圾的資源化利用十分有利。在征收企業(yè)稅費上，采取一定的減免政策，并給予一定的處置費補貼，讓企業(yè)維持好再生產(chǎn)品的正常生產(chǎn)運作和技術(shù)研發(fā)，鼓勵他們能進一步完善生產(chǎn)工藝，實現(xiàn)建筑垃圾的高回收回用率。制定建筑垃圾消納場建設(shè)與運行管理標準等，規(guī)范建筑垃圾消納管理，同時細化建筑垃圾資源化利用標準。

4.2 有因地制宜的規(guī)劃建設(shè)做消納支撐

根據(jù)合理布局、超前預(yù)測的原則，立項建設(shè)一批建筑垃圾資源化利用和消納設(shè)施，補短板、強弱項，盡快補齊建筑垃圾處理缺口。用地形式可多樣化，用地面積需充分考慮。實施特許經(jīng)營政策，確保處理技術(shù)的先進、項目資金的充足以及建筑垃圾原材料的穩(wěn)定。正規(guī)的建筑垃圾處理企業(yè)很難單純依靠單一的資源化利用的再生產(chǎn)品維持企業(yè)的整體運營，因此需要配套商混站來保障建筑垃圾處理企業(yè)可持續(xù)運營。

4.3 有完善的全鏈條管理做管理機制

明確建筑垃圾各環(huán)節(jié)責任主體的主要職責，運用“物聯(lián)網(wǎng)+”等科學(xué)技術(shù)，綜合運用信用管理等手段，對建筑垃圾進行全生命周期管理，為建筑垃圾進行資源化利用提供保障。

4.4 有合理的收費機制做行動保障

建筑垃圾的收集、運輸、堆存等全鏈條環(huán)節(jié)都需要有資金的投入，再生利用加工生產(chǎn)出來的骨料及其他混凝土制品的附加值較低，大部分再生利用企業(yè)很難靠資源化來維持本身的運營成本。因此要設(shè)置合理的建筑垃圾處置收費機制，否則源頭減量會變成一紙空談。

5 結(jié)論

建筑垃圾資源化利用工作既符合地方經(jīng)濟和社會發(fā)展規(guī)劃，又符合國家節(jié)能減排政策，對地區(qū)的生產(chǎn)、發(fā)展及環(huán)境保護起到積極的示范、推動作用。盡快建立本地區(qū)建筑垃圾資源化利用的示范工程，為周邊地區(qū)乃至全國探索適合建筑垃圾資源化利用的模式發(fā)揮示范作用，帶動建筑垃圾資源化綜合利用工作全面開展。因此，加大對建筑垃圾資源化利用的支持和投入刻不容緩。