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              建筑垃圾資源化助推我國再生節能建材快速發展

              人氣:發表時間:2019-07-15
              進來的時候是建筑垃圾,出去的時候卻已經變成了建筑材料。這“一進一出”的動態正生動地描繪了建筑垃圾資源化后蛻變成再生節能建材的過程。再生節能建筑材料是指利用建筑垃圾等廢棄物生產的再生建材以及新型節能建材。
                目前,我們使用的建筑材料主要是傳統建筑材料,如磚、石、砂、水泥、鋼筋等。對這些材料的運用我們已經掌握了較為成熟的技術,它們也確實推動著整個人類文明的發展。然而,傳統材料在開發與生產過程中不僅消耗大量的資源和能量,對生態環境的污染也較為嚴重。比如,在新建筑物的建設和舊建筑物的維修和拆除中會產生許多建筑垃圾,至今我們還不能合理而快速的處理這些建筑廢棄物。我們急需找到一種行之有效的解決辦法消納建筑垃圾,此時各種再生新型建筑材料便應運而生。
                數據顯示,我國每年建筑垃圾的排放總量約為35億多噸,占城市垃圾的比重約為40%以上,僅北京市每年產生的建筑垃圾就多達4000萬噸。發達國家的建筑垃圾平均資源化率為95%,而我國只有不到5%,建筑垃圾進行資源化處理顯得尤其迫切。就目前而言,我國各種廢棄物在建筑材料中的運用并不普及,再生材料生產企業的數量也比較少,但許多其他國家的建筑垃圾再利用率都達到了相當高的程度。比如歐盟國家建筑廢棄物的平均資源化率超過70%,韓國、日本等一些亞洲國家建筑廢棄物的資源化率也已超過90%。而在我國,由于技術裝備研發推廣緩慢、激勵政策措施不配套、產品應用標準缺失等原因,資源化利用水平比較低,只有少量建筑垃圾被用于生產再生建筑骨料,再利用率不足5%。
                建筑垃圾資源化處理,既解決了垃圾堆放占地大、污染環境的問題,也解決了天然建筑材料匱乏和資源浪費的問題,各個工程的生產成本也隨之降低。
                建筑垃圾資源化最大的出口是建筑材料
                位于北京昌平的北京聯綠技術公司建筑垃圾資源化處置與利用一體化項目是中國建筑垃圾資源化產業技術創新戰略聯盟的示范項目。在這里,我們可以目睹建筑垃圾“變廢為寶”的標準化過程,建筑垃圾中的廢棄物經過分撿、剔除或粉碎后,大多可作為再生資源重新利用。
                建筑垃圾的處理首先是運到處理場所,然后分選歸類,供給相應的公司或機構進行處理。一般來說,廢棄建筑混凝土和廢棄磚石生產粗細骨料可用于生產混凝土、砂漿或制造砌塊、墻板、地磚等建材制品,添加固化類材料后,也可用于公路路面基層,而廢磚瓦、玻璃、木材、鋼材和鋼筋等也都有非常大的回收利用價值。建筑垃圾如果得以很好的利用,不僅不是令人頭疼的問題,反而是“城市的寶藏”,進行資源化利用后即可化身為“綠色能源”。北京聯綠昌平工廠作為建筑垃圾資源處置與利用的一體化示范工廠,已經成功地探索出一條高效、清潔、標準化的建筑垃圾“變廢為寶”處理新模式。
                在聯綠建筑垃圾資源化工廠內部,可以看到這里既整齊又干凈,完全見不到垃圾的蹤跡,只有一座座車間廠房作業的聲音。一體化工廠的工作流程是:滿載建筑垃圾的運輸車輛進入工廠后稱重,之后垃圾進入儲存車間存放,在“消毒降塵區”消毒處理,之后通過分揀管道被送上一系列生產線分類處理,制作成不同再生利用產品,整個過程環保而無塵,同時在能源使用上也實現了綠色、低碳。經嚴格的檢測顯示,這里工廠生產的再生砂、再生石等建筑材料,質量和普通建材沒有差異,甚至可以說更好。
                據測算,若我國每年產生的35億噸建筑垃圾資源被利用,可節約天然砂石30億噸,節約取材用土和填埋用地80萬畝;可生產免燒墻體和地面材料約1萬億塊標磚。提高建筑垃圾資源化利用水平,對節約資源能源,保護生態環境以及創造經濟價值意義重大。
                據中國建筑垃圾資源化產業技術創新戰略聯盟理事長韓先福說,聯盟根據國內外的調研結合工業生產模式的分析,將建筑垃圾資源化處置模式分為3種模式:1.0模式,以現場移動設備處置和填埋為主,沒有形成被市場認可的商業模式;2.0模式,以固定設施處置為主,資源化率一般在80%以下,且未資源化部分產生嚴重二次污染,盈利模式以政府補貼和政策支撐為主,沒有補貼不能正常運營;3.0模式,以固定設施處置為主,資源化率平均在95%以上,資源化過程基本實現污染物達標,盈利模式可以不再依靠政府補貼而進行市場化運營。目前,我國建筑垃圾資源化處置方式主要是1.0模式向2.0模式過渡,而世界發達經濟體建筑垃圾資源化處置模式正在從2.0向3.0過渡。再細說說建筑垃圾資源化處置3.0模式。當一車建筑垃圾經過計量稱重進入工廠后,也就開啟了重新利用的過程。此后,垃圾會進入存儲車間存放,“消毒降塵區”會對建筑垃圾進行第一次處理,讓其變得更加“干凈”。隨后,映入眼簾的是連接不同車間的管道,他們是垃圾在不同車間運轉的通道,既保證了垃圾的順利流轉,也符合環保無塵等要求。在“建筑垃圾回收可燃物清潔能源轉化系統”,一些易燃的建筑垃圾在這里全部被“滅火”處理。而在金屬物的處理車間,一些建筑垃圾中常見的金屬物,在這里予以切碎和堆積。腐朽正在精巧的設計與先進的技術中被化為神奇。建筑垃圾經過一系列的生產線處理之后,就能生成新的產品,比如再生砂、再生石等建筑材料,它們已經被應用到了北京市的APEC會議場所、“九三勝利日”閱兵村等重要的建筑物和道路的建設上。
                再生經濟期待保駕護航
                再生建材走向市場,要經過艱難的質疑與考驗。而為再生節能建材保駕護航的第一道屏障就是產品標準。
                標準化是北京聯綠建筑垃圾資源處置與利用一體化項目能夠達到三個100%以及再生產品附加值更高、更綠色環保的關鍵核心,而數字化則是最為關鍵的助推器。為此,中國建筑垃圾資源化產業技術創新戰略聯盟通過這個一體化項目,一共誕生了包含產品、應用技術、質量控制、試驗檢測、節能、清潔生產、信息化、安全八個子體系共計106項聯盟標準,并嚴謹地構成了聯盟的整個標準體系。何時該進行哪道工序、垃圾資源化的質量控制如何……在北京聯綠建筑垃圾資源處置與利用一體化項目中,無處不在的標準是其能夠達到“3個100%”以及“再生產品附加值更高、更綠色環保”的重要保障,標準各項技術指標在北京聯綠一體化工廠項目中均已充分驗證并有效實施。這套技術標準體系對提高行業技術水平,推動我國建筑垃圾資源化進程,促進產業結構調整、優化升級實現產業可持續發展將起到重要的支撐作用。
                隨著一體化工廠的國際化戰略發展路線,聯盟標準體系通過更多的融合專利技術,參與國際標準制定等方式,在全球推廣一體化工廠項目并掌握建筑垃圾資源化產業鏈,為帶動我國建筑垃圾資源化產業“走出去”創造良好的標準等支撐環境。
                進入2016年后,借助互聯網的興起,聯盟的一體化項目已經開始4.0模式的設想與研究,即在3.0的基礎上進一步強化3個100%的技術標準與水平,再生產品附加值更高、更綠色環保,并能通過“互聯網+”的運營模式。在該一體化項目的中控室,數字化的控制模式和智能化的生產方式,已經初現端倪。不久的將來,工廠將能通過“互聯網+”的運營模式將數字化設計、數字化施工、數字化制造、網絡化融合、智能化生產與管理,將材料技術、能源技術、生物技術、3D打印技術進行高度融合。在建筑垃圾資源化行業中,4.0模式的建立和推廣必將成為未來我國新興綠色循環經濟的一個重要增長點。
                再生建材亟需先進技術設備支撐
                 先進技術設備對再生建材極其重要。以下將通過對廢棄混凝土的資源化利用方式來說明。我國的混凝土年需求量占世界總量的50%以上。在混凝土原材料中,骨料占混凝土總量的75%左右,而骨料的來源主要是開山取石并將其加工成砂石料,或者挖取河道中的砂、卵石及礫石。這樣,破壞自然環境,也嚴重影響了建筑業的可持續發展。生產混凝土需要消耗水泥和砂石,而生產水泥要排放大量的二氧化碳、硫化物、氮化物及其他有害氣體和粉塵。廢棄混凝土的來源廣泛,數量也非常驚人。絕大部分廢棄混凝土未經任何處理,有的露天堆放,有的填埋于地勢低洼之處,造成嚴重的環境污染和資源浪費。將其運送到郊外掩埋,不僅要花費大量的運費,還會造成二次污染。如果將這些廢棄混凝土收集加工后再生利用,不但可以節約天然資源,而且減少了環境污染,促進了社會經濟的發展隨著經濟的發展和社會的進步,越來越多的混凝土結構建筑因達到使用年限或不能滿足應用需求而被拆除,由此產生了大量的廢棄混凝土。據統計,我國每年因拆除建筑產生的固體廢棄物在2億噸以上,其中絕大多數是廢棄混凝土。然而,對于這些廢舊混凝土的有效處理方法卻不多,傳統的處理方法主要是運往郊外露天堆放或填埋,這種方法會帶來高昂的處理費用并引發一系列環境問題。將廢棄混凝土破碎后代替傳統礦料作為新拌混凝土的骨料,將是解決這兩方面問題的最優方案。
                廢棄混凝土最常用的回收方式是將廢棄混凝土塊破碎、篩分、分級并按一定的比例混合后,作為新拌混凝土的骨料,稱為再生骨料,而使用再生骨料配制的混凝土,稱為再生骨料混凝土,簡稱為再生混凝土。再生混凝土按骨料的組合形式可以有以下幾種:骨料全部為再生骨料;粗骨料為再生骨料,細骨料為天然砂;粗骨料為天然碎石或卵石,細骨料為再生骨料;再生骨料替代部分粗骨料或細骨料。而這些都需要用先進而精細的設備來對建筑垃圾實行轉化。
                通過對廢棄物資源化利用的政策研究,我們可以看到對建筑廢物關鍵技術與裝備研發發展方向與趨勢:研發建(構)筑物的拆除技術、建筑廢物的分類與再生骨料處理技術、建筑廢物資源化再生關鍵裝備、新型再生建筑材料應用技術工藝。先進技術與裝備推廣:推廣再生混凝土及其制品制備關鍵技術、再生混凝土及其制品施工。還有期待關鍵技術、再生無機料在道路工程中的應用技術。目前在重點領域為資源循環利用裝備制造已經取得了長足的發展,如針對共伴生礦產資源、尾礦、粉煤灰、煤矸石、脫硫石膏、赤泥、建筑廢棄物、廢礦物油等領域,研發各類產業廢物回收利用成套設備,推廣應用尾礦生產建筑材料生產設備,建筑垃圾、道路瀝青處理及利用設備等。
                一年多來,新涌現的建筑垃圾資源化技術主要由大尺度廢舊混凝土塊體在建筑結構中的循環利用,這是一種將廢混凝土加工成直徑在100mm左右,甚至200mm的大骨料直接用于鋼管混凝土的技術,節省了加工成本,降低了能耗,目前正在編制應用技術規程。
                用移動式的設備加工建筑垃圾一般都是先破后篩的工藝,但是,由于直接將建筑垃圾進入破碎機,加重了破碎機的負擔,且效率低。有的在破碎機前加入了強力篩,先篩后破,將小粒徑的建筑垃圾先篩除,然后再經過人工分選出大的塑料布等雜物,再進入破碎機,明顯提高了破碎效率達30%以上,同時,減少了雜物的混入,改善了末端骨料的質量。在設備研發方面,針對建筑垃圾原料的復雜性和現有設備匹配性差,設備產效低,人力勞動強度高,環保不達標等問題,通過改進了給料工藝和設備、優化各設備系統之間的連接構造、研發二級破碎設備的只能除塵裝置、開發再生骨料篩分整形和水系設備,解決了物料加工過程中的堵塞、揚塵、雜質分離等問題,實現了生產的連續穩定,產能達標和產品的較高質量。
                  目前,技術和設備的問題解決都靠建筑垃圾資源化利用企業自行努力。以企業為主研究應用類項目也是國家支持的方向。為了使研究目標一致,齊心協力,行業中應重點研究建筑垃圾資源化成套裝備及配套關鍵技術與示范,主要內容應包括“固定式高效穩定再生骨料生產工藝與裝備研究及示范”和“利用移動式設備生產高質量再生骨料的工藝和裝備研究及示范”以及“渣土類建筑垃圾再生利用產業化關鍵技術”,雖國內有少數企業利用渣土進行了路基和制品的試驗研究,但該技術的可靠性、產品的耐久性及大規模推廣的實用性和適應性都需要進行系統的研究。人們期待著先進的技術裝備對建筑垃圾資源化更強大的支撐。
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