建筑垃圾综合利用及管理的现状和进展

1、建筑垃圾综合利用及管理的现状和进展 摘要:对国内外建筑垃圾的管理现状及综合利用技术进行了全面的调查和总结。分析了建筑垃圾的成分及特征,指出了我国建筑垃圾综合利用和管理方面存在的问题,提出了适合我国国情的建筑垃圾循环管理模式。关键词:建筑垃圾综合利用处置线性模式循环模式建筑垃圾的管理是城市管理的重要环节之一 1 。建筑垃圾是在建(构筑物的建设、维修、拆除过程中产生的,主要为固体废弃物,包括废混凝土块、沥青混凝土块、施工过程中散落的砂浆和混凝土、碎砖渣、金属、竹木材、装饰装修产生的废料、各种包装材料和其他废弃物等 2,3 。鉴于建筑垃圾的组成特点和它产生于建设工程现场的实际情况,将其回收作为建筑材

2、料,是建筑垃圾回收利用的有效手段4,5 。本文对国内外建筑垃圾的管理现状及综合利用技术进行了全面的调查和总结,分析了建筑垃圾的成分及特征,对我国建筑垃圾综合利用和管理方面的问题进行了系统的研究,并提出了适合我国国情的建筑垃圾循环管理模式。1 建筑垃圾的种类及组分建筑垃圾主要包括:旧城改造过程中拆除旧建筑产生的建筑垃圾;建筑物在施工过程中产生的建筑垃圾。表1中列出了不同结构形式的建筑工地中建筑施工垃圾组成比例和单位建筑面积产生的垃圾量。表 1 建筑施工垃圾的数量和组成(%施工垃圾组成比例垃圾组成砖混结构框架结构框架-剪力墙结构施工垃圾主要组成部分占其材料购买量的比例碎砖(碎砌砖3050 1530

3、 1020 312 砂浆815 1020 1020 510混凝土815 1530 1535 14桩头 815 820 515 包装材料515 520 1020 屋面材料25 25 25 38 钢材15 28 28 28木材15 15 15 510其他1020 1020 1020 合计100 100 100 垃圾产生量 1(kg/m 2 50200 45150 40150 1 单位建筑面积产生的施工垃圾量。从表1可见,建筑施工垃圾的成分有:土、渣土、废钢筋、废铁丝和各种废钢配件、金属管线废料、废竹木、木屑、刨花、各种装饰材料的包装箱、包装袋、散落的砂浆和混凝土、碎砖和碎混凝土块、搬运过程中散落的

4、黄砂、石子和块石等。这些材料约占建筑施工垃圾总量的80%。对不同结构形式的建筑工地,垃圾组成比例略有不同。而垃圾数量因施工管理情况不同在各工地差异很大。中国香港特区旧城改造和建筑施工中建筑垃圾的典型组成和比例 1 见图1、2。 图1中国香港特区旧城改造建筑垃圾的典型组成和比例(% 图2中国香港特区建筑施工垃圾的典型组成和比例(%由图1、2可知,香港进行旧城改造时产生的建筑垃圾主要是加固混凝土、混凝土、渣土,其总和达到65%。而建筑施工中产生的垃圾主要是渣土、碎石、木材,其总和达到55%。1998年,香港特区的建筑垃圾产生量约为32710t/d。为了处理如此大量的建筑垃圾,香港采用了如下战略:将

5、其中的惰性部分(如沙子、砖头和混凝土进行回收利用;非惰性部分(如竹子、塑料、玻璃、木材、纸、蔬菜和其他有机物作为废物在填埋场填埋。香港历年建筑垃圾的产生量统计见图3,建筑垃圾中惰性与非惰性部分的比例 1 见图4。 图 3 中国香港特区1980 1998年建筑垃圾的产生量统计 图 4 中国香港特区建筑垃圾中惰性部分与非惰性部分的比例2 国外建筑垃圾综合利用现状建筑垃圾中的许多废弃物经过分捡、剔除或粉碎后,大多可作为再生资源重新利用。综合利用建筑垃圾是节约资源、保护生态的有效途径。在这方面,日本、美国、德国等发达国家进行的比较早,给我们提供了许多先进的经验和处理方法。通常,建筑材料,如石块,其原料

6、价格要比再循环的材料价廉。由于国土面积小,资源相对匮乏,日本的构造原料价格要比欧洲高。因此,日本人将建筑垃圾视为 “ 建筑副产品 ” ,十分重视将其作为可再生资源而重新开发利用。比如港埠设施,以及其他改造工程的基础设施配件可以利用再循环的石料,代替相当量的自然采石场砾石材料 2 。1977年日本政府制定了再生骨料和再生混凝土使用规范,并相继在各地建立了以处理混凝土废弃物为主的再生加工厂,生产再生水泥和再生骨料,生产规模最大的可加工生产100t/h。1991年日本政府又制定了资源重新利用促进法,规定建筑施工过程中产生的渣土、混凝土块、沥青混凝土块、木材、金属等建筑垃圾,必须送往 “ 再资源化设施

7、 ” 进行处理。日本对于建筑垃圾的主导方针是:尽可能不从施工现场排出建筑垃圾;建筑垃圾要尽可能的重新利用;对于重新利用有困难的则应适当予以处理 3 。美国政府则制定了超级基金法,规定: “ 任何生产有工业废弃物的企业,必须自行妥善处理,不得擅自随意倾卸 ” 。从而在源头上限制了建筑垃圾的产生量,促使各企业自觉的寻求建筑垃圾资源化利用途径。美国住宅营造商协会正在推广一种“资源保护屋”,其墙壁是用回收的轮胎和铝合金废料建成的,屋架所用的大部分钢料是从建筑工地上回收来的,所用的板材是锯末和碎木料加上 20%的聚乙烯制成,屋面的主要原料是旧的报纸和纸板箱。这种住宅不仅积极利用了废弃的金属、木料、纸板,

8、而且比较好的解决了住房紧张和环境保护之间的矛盾 4 。此外,美国的 CYCLEAN公司采用微波技术,可以100%的回收利用再生旧沥青路面料,其质量与新拌沥青路面料相同,而成本可降低1/3,同时节约了垃圾清运和处理等费用,大大减轻了城市的环境污染;对已经过预处理的建筑垃圾,则运往 “ 再资源化处理中心 ” ,采用焚烧法进行集中处理。法国 CSTB公司是欧洲首屈一指的“废物及建筑业”集团,专门统筹在欧洲的“废物及建筑业”业务。公司提出的废物管理整体方案有两大目标:一是通过对新设计建筑产品的环保特性进行研究,从源头控制工地废物的产量;二是在施工、改善及清拆工程中,通过对工地废物的生产及收集作出预测评

9、估,以确定有关的回收应用程序,从而提升废物管理的层次。该公司以强大的数据库为基础,使用软件工具对建筑垃圾进行从产生到处理的全过程分析控制,以协助在建筑物使用寿命期内的不同阶段作出决策。例如可评估建筑产品的整体环保;可依据有关执行过程、维修类别,以及不同的建筑物清拆类型,对减少某种产品所产生的废物量进行评估;可向顾问人员、总承建商,以及承包机构(客户,就某一产品或产品系列对环保及健康影响提供相关的概览资料;可以对废物管理所需的程序及物料作出预测;可根据废物的最终用途或质量制订运输方案;就任何使用“再造”原料的新工艺,在技术、经济及环境方面的可行性作出评核,而且可估计产品的性能。在荷兰,建筑业每年

10、产生的废物大约为14×10 6 t,大多数是拆毁和改造旧建筑物的产物(石块、金属、塑料和木材的杂乱物。目前,已有70% 的建筑废物可以被再循环利用,但是荷兰政府希望将这个百分比增加到 90%。因此,他们制定了一系列法律,建立限制废物的倾卸处理、强制再循环运行的质量控制制度。荷兰建筑废物循环再利用的重要副产品是筛砂,产量大约1×10 6 t/a。砂很容易被污染,其再利用是有限制的。为此荷兰采用了砂再循环网络,由拣分公司负责有效筛砂:依照它的污染水平分类,储存干净的砂,清理被污染的砂 5 。德国将建筑垃圾分成土地开挖、碎旧建筑材料、道路开挖和建筑施工工地垃圾, 19871995

11、年各类建筑垃圾的再利用情况见表2 6 。德国联邦环境基金会总部的建筑就是用了旧混凝土集料。德国西门子公司开发的干馏燃烧垃圾处理工艺,可将垃圾中的各种可再生材料十分干净地分离出来,再回收利用,对于处理过程中产生的燃气则用于发电,垃圾经干馏燃烧处理后有害重金属物质仅剩下23kg/t,有效地解决了垃圾占用大片耕地的问题。表2德国19871995年各类建筑垃圾的再生利用率(%垃圾类别1987 1989 1991 1993 1995 碎旧建筑材料20 17 39 62 60 建筑工地垃圾10 0 0 27 40 道路开挖垃69 55 83 87 901碎旧建筑材料主要用作道路路基、造垃圾填埋场、人造风景

12、和种植等。总之,这些国家大多施行的是 “ 建筑垃圾源头削减策略 ” ,即在建筑垃圾形成之前,就通过科学管理和有效的控制措施将其减量化。对于产生的建筑垃圾则采用科学手段,使其具有再生资源的功能。3 国内建筑垃圾综合利用现状长期以来,我国的建筑垃圾再利用没有引起很大重视,通常是未经任何处理就被运到郊外或农村,采用露天堆放或填埋的方式进行处理。随着我国城镇建设的蓬勃发展,建筑垃圾的产生量也与日俱增。目前,我国每年的建筑垃圾数量已在城市垃圾总量中占有很大比例,成为废物管理中的难题。上海、北京等城市的一些建筑公司在对建筑垃圾的回收利用方面作了一些尝试。1990年7月,上海市第二建筑工程公司在市中心的 “

13、 华亭 ” 和 “ 霍兰 ” 2项工程的7幢高层建筑施工过程中,将结构施工阶段产生的建筑垃圾,经分拣、剔除并将有用的废渣碎块粉碎后,与标准砂按1:1的比例拌合作为细骨料,用于抹灰砂浆和砌筑砂浆。共计回收利用建筑废渣480t,节约砂子材料费1.44万元和垃圾清运费3360元,扣除粉碎设备等购置费,净收益1.24余万元。1992年6月,北京城建集团一公司先后在9万m 2 不同结构类型的多层和高层建筑的施工过程中,回收利用各种建筑废渣840多吨,用于砌筑砂浆、内墙和顶棚抹灰、细石混凝土楼地面和混凝土垫层,使用面积达3万多平方米,节约资金3.5万余元 7 。最近,河北工专新兴科技服务总公司开发成功一种 “ 用建筑垃圾夯扩超短异型桩施工技术 ” 8 ,在综合利用建筑垃圾方面有了突破性进展。该项技术是采用旧房改造、拆迁过程中产生的碎砖瓦、废钢渣、碎石等建筑垃圾为填料,经重锤夯扩形成扩大头的钢筋混凝土短桩,并采用了配套的减隔振技术,具有扩大桩端面积和挤密地基的作用。单桩竖向承载力设计值可达 500700kN。经测算,该项技术较其它常用技术可节约基础投资20%左右。4 我国建筑垃圾管理基本对策4.1 我国目前余泥渣土的管理体制我国目