低碳環(huán)保理念下建筑垃圾資源化再生技術(shù)研究

摘要：建筑垃圾處理不當，不僅浪費大量資源，還會對環(huán)境造成嚴重污染。近年來，隨著可持續(xù)發(fā)展和低碳環(huán)保理念的提出，建筑垃圾的資源化再生技術(shù)受到人們廣泛關(guān)注。該技術(shù)通過物理、化學、生物及熱處理等方法將建筑廢料轉(zhuǎn)化為可再利用的資源，以減少建筑廢棄物的環(huán)境影響。主要探討建筑垃圾資源化再生的概念與分類，分析物理、化學、生物及熱處理技術(shù)等資源化再生技術(shù)，以期為建筑垃圾處理提供參考。

關(guān)鍵詞：低碳環(huán)保理念；建筑垃圾；資源化再生技術(shù)

中圖分類號：X705 文獻標識碼：A 文章編號：1008-9500（2025）01-0-03

Research on Resource Recycling Technology of Construction Waste under the Concept of Low Carbon Environmental Protection

Abstract： If construction waste is not handled properly， it not only wastes a lot of resources， but also causes serious pollution to the environment. In recent years， with the emergence of sustainable development and low-carbon environmental protection concepts， the resource recycling technology of construction waste has received widespread attention. This technology converts construction waste into reusable resources through physical， chemical， biological， and thermal treatment methods to reduce the environmental impact of construction waste. This article mainly explores the concept and classification of resource utilization and regeneration of construction waste， analyzes resource utilization and regeneration technologies such as physics， chemistry， biology， and heat treatment， in order to provide reference for construction waste treatment.

Keywords： low-carbon environmental protection concept; construction waste; resource recycling technology

建設活動與城市更新不斷增加建筑廢棄物的產(chǎn)出，因此建筑資源管理需要更加重視環(huán)境影響與資源可持續(xù)性。建筑垃圾包括混凝土碎片、磚塊、砂漿及瓦礫等，一般進行填埋或簡單堆放處理。這種做法不僅占用大量土地，還可能滲出有害物質(zhì)，影響地下水系統(tǒng)與周邊生態(tài)平衡。建筑垃圾材料的內(nèi)在價值與再利用潛力卻經(jīng)常被忽視，未能得到充分挖掘和應用。因此，建筑垃圾資源化再生技術(shù)應運而生。

1 建筑垃圾與資源化再生技術(shù)

建筑垃圾主要來自建筑物的建造、修繕、翻新及拆除活動，包括廢混凝土、廢磚塊、廢瓦礫、廢木材、金屬碎片、塑料以及石膏等材料。按照物質(zhì)的組成，建筑垃圾可以大致分類為無機材料垃圾和有機材料垃圾兩類。無機材料垃圾如混凝土、磚瓦等占比較高，其再生后可用于制備再生骨料或填充材料；有機材料垃圾則主要指木質(zhì)材料和部分塑料，適用于能源回收或作為生物質(zhì)材料處理。

資源化再生技術(shù)主要依靠物理、化學及生物技術(shù)3個處理手段。物理方法可以將建筑垃圾中的有用材料如金屬、骨料等分離出來并加以再利用?；瘜W方法是對廢舊材料進行化學處理，改變其性質(zhì)以生成更有價值的產(chǎn)品，如利用化學添加劑提高再生骨料的質(zhì)量。生物技術(shù)是使用生物過程如發(fā)酵、堆肥化處理建筑垃圾中的有機成分，并轉(zhuǎn)化為生物肥料或生物能源[1]。

2 低碳環(huán)保下的建筑垃圾資源化再生技術(shù)

2.1 物理處理技術(shù)

物理處理技術(shù)不僅能夠提高資源回收的質(zhì)量，還有助于降低建筑廢棄物處理過程中的碳排放，符合低碳環(huán)保的要求。物理處理技術(shù)主要包括破碎技術(shù)、篩分技術(shù)、磁選技術(shù)以及重力分離技術(shù)。

破碎技術(shù)是物理處理中的核心，通過高壓或撞擊力將大塊的建筑廢料如混凝土、磚塊和石材等破碎成小塊，以便進一步處理和利用。破碎機的選擇和操作參數(shù)，如破碎力度、能耗、處理速度，直接影響再生骨料的質(zhì)量和產(chǎn)出率。在處理建筑垃圾時，1臺常規(guī)的顎式破碎機平均能耗在0.5～0.7（kW·h）/t，破碎出的再生骨料粒徑能夠根據(jù)需求調(diào)整，通常設置在20～50 mm。顎式破碎機的產(chǎn)能在200～500 t/h，具體取決于物料的硬度和輸入尺寸。

篩分技術(shù)可以按照粒度分級破碎后的材料，篩分效率取決于篩網(wǎng)的孔徑和篩分時間。篩分設備通常采用多層振動篩，以分離不同粒度級別的材料。振動篩的選擇關(guān)鍵在于其能效和分離效果，一般能耗為0.2（kW·h）/t。篩分后的材料根據(jù)粒徑可以分為粗骨料、中骨料以及細骨料，分別應用于不同的建筑場景，如混凝土制備、路基填料或景觀設計。

磁選技術(shù)可以從破碎和篩選后的物料中去除鐵質(zhì)材料。該過程通過強磁場捕捉含鐵金屬碎片，有效提升非鐵質(zhì)材料的純度?，F(xiàn)代磁選設備的分離效率可達95%，并且設備運行的能耗相對較低，約為0.1（kW·h）/t。除去金屬的再生材料質(zhì)量更高，更適用于建筑行業(yè)[2]。

重力分離技術(shù)利用物料密度差異進行分選，常用于去除破碎材料中的輕質(zhì)組分如塑料和紙張。該技術(shù)的關(guān)鍵參數(shù)包括分選效率和處理速度，常規(guī)設備的處理能力在50～100 t/h，能耗約為0.3（kW·h）/t。物理處理技術(shù)的類別和應用如表1所示。

2.2 化學處理技術(shù)

化學處理技術(shù)的應用不僅能提高再生材料的性能，還能降低碳排放，符合低碳環(huán)保的要求?；瘜W處理技術(shù)主要包括堿激活技術(shù)、碳化處理、化學添加劑改性技術(shù)。

堿激活技術(shù)利用堿性溶液激活建筑廢棄物中的硅酸鹽和鋁酸鹽成分，生成具有水泥性質(zhì)的膠凝材料。該技術(shù)的關(guān)鍵參數(shù)包括堿溶液的濃度、激活劑種類和固液比。堿激活技術(shù)實施框架如圖1所示。

碳化處理是將CO2引入含鈣建筑廢棄物，通過碳化反應生成碳酸鈣，從而提升材料的強度和穩(wěn)定性。一般情況下，CO2壓強維持在0.1～0.3 MPa，處理時間為1～3 h。碳化深度可以通過改變參數(shù)調(diào)節(jié)，有效提升再生骨料的抗壓強度20%～30%[3]。

2.3 生物技術(shù)

微生物礦化作用是指利用特定微生物將廢棄物中的無機成分轉(zhuǎn)化為環(huán)境穩(wěn)定的礦物。在處理建筑廢棄物如廢混凝土和磚瓦中的硅酸鹽和鋁酸鹽時，某些細菌能夠通過尿素水解產(chǎn)生碳酸鈣，與廢料中的硅酸鹽和鋁酸鹽反應形成碳酸鹽礦物。該過程環(huán)境如下：pH值在9～11，最優(yōu)溫度在30～37 ℃，反應時間依材料特性而定，但通常需要24～48 h[4]。

2.4 熱處理技術(shù)

焚燒是最常見的熱處理技術(shù)，通過高溫氧化過程將有機廢棄物轉(zhuǎn)化為CO2、水蒸氣和灰燼。在建筑垃圾焚燒過程中，處理溫度通?？刂圃?50～1 100 ℃，以確保完全燃燒并最大限度地減少有害氣體的生成。焚燒過程的能效比一般在60%～80%，而排放的灰燼可以進一步用于道路建設或填埋覆蓋材料。然而，焚燒技術(shù)的難點在于排放物的控制。例如，二噁英和重金屬的捕捉通常需要額外的后處理系統(tǒng)，電除塵或袋式過濾器等，以符合嚴格的環(huán)境標準。

2.5 復合材料技術(shù)

一是再生混凝土的制備。利用建筑廢棄物中的廢混凝土碎片作為骨料，替代天然砂石。在再生混凝土的制備過程中，關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)包括廢混凝土的破碎粒度、再生骨料的替代率和水膠比。

二是塑料木復合材料的開發(fā)。將廢塑料與木屑或其他纖維混合，壓制成型后，用于戶外地板或護欄等。這類材料的主要技術(shù)參數(shù)包括塑料與木屑的比例、加工溫度、壓力。以聚乙烯和木屑為例，塑料與木屑最佳混合比例為6∶4，加工溫度維持在180～190 ℃，壓強約為25 MPa，可以制得具有良好機械性能和抗水性的復合材料，添加適量的兼容劑能夠顯著改善界面的粘接強度[5]。

3 案例分析

廣東省深圳市作為中國改革開放的窗口，其城市建設和更新速度之快，每年產(chǎn)生的建筑垃圾數(shù)量巨大。深圳市政府在深圳市寶安區(qū)建立了一座先進的建筑垃圾資源化處理基地，實現(xiàn)了建筑垃圾的全面資源化利用。

深圳市寶安區(qū)建筑垃圾資源化處理基地采用物理處理技術(shù)處理建筑垃圾，先利用高效破碎機將混凝土塊和磚塊破碎成不同粒徑的再生骨料，再利用磁選技術(shù)去除金屬雜質(zhì)，提高再生骨料的純度。其中，破碎機的破碎效率可達90%，磁選機的雜質(zhì)去除率在95%以上。通過化學處理技術(shù)進一步提升材料性能，包括添加環(huán)保型化學添加劑增強再生骨料的抗壓強度和耐久性，以及通過CO2碳化處理封存碳元素，有效降低碳排放量。化學添加劑將材料強度提高約20%，而碳化處理后的再生材料碳封存效率可達30%。復合材料技術(shù)的應用進一步擴大了建筑垃圾的利用范圍，通過使用再生骨料替代部分天然骨料生產(chǎn)的再生混凝土，用于生產(chǎn)非結(jié)構(gòu)性建筑部件，研發(fā)以建筑垃圾為原料的透水磚、保溫材料等新型建材。建筑垃圾資源化處理效果如表2所示。

從表2數(shù)據(jù)可以看出，寶安區(qū)建筑垃圾資源化處理基地的建立和運營顯著提升了建筑垃圾的利用效率，深圳市出臺的相關(guān)政策以及對企業(yè)的稅收減免和財政補貼，也極大地激勵了技術(shù)創(chuàng)新和設備升級，保證了項目的可持續(xù)發(fā)展。

4 結(jié)論

資源化再生技術(shù)在建筑垃圾處理方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用，通過物理、化學、生物處理方法，以及復合材料技術(shù)的應用，不僅有效轉(zhuǎn)化了建筑垃圾，減少了環(huán)境污染，還提高了資源的利用效率。隨著資源化再生技術(shù)的發(fā)展，將進一步促進建筑垃圾的資源化利用，推動建筑行業(yè)的長遠可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻

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5 鄧朝顯，張名成，徐希娟，等.建筑垃圾在灃西新城海綿城市中的資源化再生利用[C]//中國環(huán)境科學學會2019年科學技術(shù)年會——環(huán)境工程技術(shù)創(chuàng)新與應用分論壇.2019.