建筑垃圾资源化处理系统的技术与设备要求

建筑垃圾资源化处理系统的技术与设备要求

随着全球经济的快速发展和新型城市化进程的迅速发展，建筑垃圾产量也日益增加。根据国家发改委《关于充分利用资源的指导意见》文件，2010年建筑垃圾总量达到8亿元。目前建筑垃圾在我国的主要处理方式是与其它生活垃圾混合堆放或露天填埋,据测算,按堆放高度5米计算,每年就需占用的20多万亩土地,“垃圾围城”在各地已经是普遍存在的事实。一方面,建筑垃圾简单的处置给社会管理和生态环境带来难题,另一方面,经济发展下的大量建设加大对建筑原材料的市场需求,资料显示,我国建筑市场每年需要水泥10.8亿t,需要骨料50亿t,需要墙体材料7500亿块标砖。而目前全国已经建设并投产的年处理建筑垃圾能力100万t以上的资源化再生利用企业不足20家,建筑垃圾资源化利用率不足5%,与我们国家的基本建设量远远不相适应。一边是堆积如山的建筑垃圾,一边是日益枯竭的自然资源,如何“节能减排”是建设行业目前必须面对的问题。建筑垃圾具有资源化属性,完全可以作为一种新型资源使用,它的再生利用,既能解决建筑垃圾的堆放填埋问题以减轻环境污染,又能减少自然砂石的开采量以保护自然生态环境,可以说建筑垃圾资源化利用是提高社会效益、生态效益、经济效益的有发展前景的新兴产业。从现有的文献资料上看,我国对建筑垃圾再生利用技术方面的研究已经开展,同济大学肖建庄等进行了再生混凝土物理性能研究,北京建筑工程学院陈家珑等进行了再生细骨料的物理性能研究,中国建筑材料科学研究院王武祥等对再生混凝土砌块相关技术进行了研究,并相继取得一些研究成果,但是对建筑垃圾资源化具体处理模式和技术经济效益分析方面的研究比较缺乏。在加快建筑垃圾资源化利用进程中,鼓励投资者和企业参与,是把建筑垃圾推向市场的必由之路。经济效益是企业生存和发展的根本,对建筑垃圾资源化处理模式以及经济效益分析,对推动建筑垃圾再生利用产业的形成和发展是一个重要课题。1建筑垃圾分类建筑垃圾资源化再生利用按过程可以分为3个阶段:阶段一是建筑垃圾形成和分类;阶段二是建筑垃圾的初步处理和分类利用;阶段三是建筑垃圾的深度处理和再生骨料的高层次利用。每个阶段资源化重点不同:阶段一,根据项目的不同而对建筑垃圾进行大致分类是提高资源化利用率的基础和有效途径,为便于再利用,一般可以从垃圾来源、组分材料类型、有否含有害物质、回收经济性等方面进行归类,这个阶段也是再生利用产品质量控制的起点;阶段二,根据建筑垃圾资源化利用需求,在分类的基础上,对建筑垃圾进行初步处理,考虑到运输成本和二次污染,能就地直接利用优先安排,然后根据再利用等级要求的不同进行分类处理;阶段三,对建筑垃圾深度加工,再生混凝土能否广泛使用的关健因素是再生骨料的质量,由于再生骨料加工过程的特殊性,这个阶段的重点就是通过质量控制,生产出少杂质、高质量、物理性能接近天然骨料的再生骨料。建筑垃圾处理模式按行走方式进行分类,可分为:固定式模式、移动式模式。1.1完善的垃圾物料回收工艺固定式模式是指在固定厂区,利用固定车间、固定厂房及相对固定的设备,进行建筑垃圾资源化利用的处理模式,它能及时清运城市建设项目工作面上的建筑垃圾,高效而有序处理成分复杂的建筑垃圾;能根据垃圾物料的不同性质,设计复杂的技术方案,采用完备的工艺,选装不同功能的设备,满足再生产品的不同需求;远离城市和人群,固定的厂房和车间便于采取防尘防噪措施,有效避免对周边环境造成的影响。固定模式应用起步早,工艺技术相对成熟;它需要考虑原料的来源、生产线的匹配等多方面因素,项目前期规划复杂且建设时间长;建筑垃圾资源化固定式模式占地面积大、设施完善、使用周期长,投资相对也较多,它适宜于有场地、有资金、有建筑垃圾原料渠道稳定的企业,同时适用于与再生砖瓦等建材企业同地建设。固定式模式一般用于建筑垃圾资源化利用的第三个阶段。1.2现场扬尘控制与分类使用模式移动式模式是指在处理现场,用可移动式设备,对建筑垃圾进行就地处理的模式。它适用于操作工作面有建筑垃圾处理空间和时间的工程项目;它可以就地处置,降低建筑垃圾的清运成本及二次运输可能造成的污染;该模式结构紧凑,占地少,投入生产快,节约设厂时间成本;机动性强,移动方便,可以在操作工作面迅速建立临时生产线,并投入生产;自能化程度高,破碎线组合灵活,简化流程,加工适应性强;厂房少,生产线无固定基础,投资相对省。但移动式生产线模式的扬尘问题需要解决,以至防止对大气污染有要求,适用于可以就地处置的工程项目,适用于建筑垃圾初级分类使用。移动式模型一般用于建筑垃圾资源化利用第二个阶段。2工艺路线流程建筑垃圾从大块废料到小粒径可利用骨料,从处理功能上分析,主要需要破碎、筛分、分拣、传输、整形、给料等功能,功能分解说明及对相应设备的要求见表1。相应完整的工艺路线流程如下:破包→进料→粗碎→粗筛→人工粗分→中碎→烘干→磁选→整形→风力细分→筛分→水洗根据实际情况的要求,减少部分工艺,以提高效率、能耗、成本。例:在北方,天气干燥,可以省去烘干工艺;对再生骨料性能要求不高时,可以省去整形、水洗等工艺;对再生骨料粒径一致时,可以使用一次性破碎。3经济效益率为突出对项目的直接经济效益评价,本文建立由企业盈利能力的成本费用利润率转化而来的经济效益率评价模型。经济效益率是项目在一定期间的收益总额与成本费用总额的比率,表明每付出百元成本费用可获得收益额。对投资者来说,该项指标越大,说明同样的成本费用所能取得的收益越高,项目的获利能力越强。经济效益率计算公式:3.2再生混凝土堆场以陕西省一家建筑垃圾资源化生产企业为例,该企业建设规模年处置建筑垃圾200万t,计划建筑垃圾资源化利用率90%以上,项目规划占地面积150亩,其中建筑物及构筑物占地面积55亩,成品堆场和原料堆场占地面积分别为15亩,分为三个生产区,再生骨料破碎生产区、再生混凝土搅拌生产区、再生混凝土制品生产区,以生产优质再生骨料、再生混凝土、再生混凝土制品为主。建设投资14550万元,其中:建筑工程费用2800万元,设备购置5100万元,设备安装费430万元,建设其它费640万元,基本预备费1080万元,土地费用4500万元。根据该企业的相关统计资料和项目生产情况,可知该企业正常生产年主要产品及销售收入情况见表2,正常生产年的成本费用情况见表3。3.3再生骨料的回收以云南省一家建筑垃圾资源化生产项目为例,该项目建设规模年处置建筑垃圾100万t,项目的设备主要采用移动式生产线,移动式建筑垃圾一体破碎筛分线生产再生骨料;移动式组合制砖生产线生产各类再生砖,主要投资是设备购置费,本项目的所有设备购置费为350万元。由于移动式生产线便于移动,一般实施操作地在建筑垃圾的堆放处和产生处,受建筑垃圾成分的限制,再生骨料性能的控制难度大,所以移动破碎线生产的再生骨料一般只用于回填和制作非承重砖。根据该项目的经营状况和相关资料,得出该项目正常生产年主要产品及销售收入情况见表4,正常生产年的成本费用情况见表5。3.4经济效益对比根据以上数据分析及项目的经济效益率计算公式,陕西省企业的经济效益率η1=0.44,云南省项目的经济效益率η2=1.17,均大于零,说明项目取得的收益大于成本费用,项目具有经济可行性,比率越大,表明项目的经济效益越好,投资收益就会越大。两个实例也说明建筑垃圾不是“垃圾”,而是宝藏。本文中两家企业的经济效益率η2>η1,说明移动式模式比固定式模式经济效益更好,在现阶段相同条件下,移动式模式是企业应该优先发展的建筑垃圾资源化项目。在上述两个模式计算中,项目收入中,没有考虑政府补贴收入,而实际上自从2005年建设部实施了《城市建筑垃圾管理规定》,2008年国家发布了《中华人民共和国循环经济促进法》,特别是国家发改委“十二五”规划关于《大宗固体废物综合利用实施方案》下发以后,各省市,在资金、税收、价格、技术服务、奖励等方面出台了多项经济补助政策,给予建筑垃圾再生利用产业化发展以大力支持,可见建筑垃圾资源化产业无论是从社会效益、环境效益,还是经济效益,发展前景都十分广阔,是需要大力发展的产业,也是值得投资的产业。在上述两个模式计算中,为了便于计算,在成本费用中,没有考虑资金的时间价值和融资成本,会给计算结果带来一些误差。4房土地购置费、二次运输费的比较从以上分析和计算中,我们可以看到,建筑垃圾资源化项目的经济效益是十分可观的。移动式与固定式模式各有其特长,移动式模式因其投资省,占地少,灵活性大,节省厂房土地购置费、二次运输费,经济效益好,但是它受建筑垃圾来源及工艺设备的局限,生产的再生骨料的性能不稳定,只能用于性能指标要求不高的再生利用产品。固定式模式只要选择适当的工艺,能保证再生骨料的优良品质,为再生骨料的广泛应用提供有力的保障。但是它的投资大,生产效率高,需要有稳定的建筑垃圾来源。建筑垃圾再生利用,既要靠国家管理机构的政策推动,更需要凭借项目的经济效益,激发投资者进入建筑垃圾资源化产业的积极性,所以说,政府的政策导向与民众的参与都是建筑垃圾资源化产业发展的核心动力。3.1再生混凝土制品生产线工艺项目的设备采用固定式生产线,再生骨料生产线