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上海环境院余毅:双碳目标+剧增产量,建筑垃圾资源化怎么做

来源:中国固废网 李晓佳
2021/9/15 14:16:55
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导读:建筑垃圾资源化的路要如何走?2021年9月13日,第九届上海固废热点论坛上,上海环境卫生工程设计院有限公司院长余毅从上海环境院的实践出发,分享了“双碳目标下建筑垃圾的思考与实践”。
  近年来,随着我国城镇化的快速发展,建筑垃圾大量产生。建筑垃圾已成为我国城市单一品种排放数量最大、最集中的固体垃圾。目前我国建筑垃圾主要采取外运、填埋和露天堆放等方式处理,不但占用大量土地资源,还产生有害成分和气体,造成地下水、土壤和空气污染,危害生态环境和人民健康。近几年,涉及建筑垃圾资源化的国家政策频繁推出,为产业发展引导方向。新固废法将 “建筑垃圾”从固废法中的“生活垃圾”单独分出来,将“建筑垃圾”单独作为一大类进行管理。
 
  建筑垃圾资源化的路要如何走?9月13日,2021(第九届)上海固废热点论坛上,上海环境卫生工程设计院有限公司(以下简称:上海环境院)院长余毅从上海环境院的实践出发,分享了“双碳目标下建筑垃圾的思考与实践”。

 

  拆除垃圾和装修垃圾的特性分析
 
  建筑垃圾分为工程渣土、工程泥浆、工程垃圾、拆除垃圾和装修垃圾五类,主要由渣土、碎石块、废砂浆、砖瓦碎块、混凝土块、沥青块、废塑料、废金属料、废竹木等组成。
 
  余毅介绍,工程渣土、工程泥浆和工程垃圾三类垃圾的处理去向基本上可以结合相关工程建设,实现内部的消纳平衡,比较容易找到出路。目前,建筑垃圾领域遇到难度最大的是拆除垃圾和装修垃圾的处理,尤其是装修垃圾。
 
  因为组成成分比较复杂,处理难度较大。从政府管理的角度,在城市发展过程当中,拆除垃圾和装修垃圾是行业重点需要解决的一个问题
 
  基于以上现状,余毅也分享了拆除垃圾及装修垃圾的基本特性。其中,拆除垃圾表现为,砖混类含量高,较易获得再生骨料;与装修垃圾相比杂质少,比重大。装修垃圾则体现出,成分复杂,且并波动性较大,可燃物多等特点。
 
  通过对各类垃圾占比分析可以发现,无论是拆除垃圾还是装修垃圾,砖混类占比均最高,分别占比75.80%和55%
 
  基于大量检测分析数据可以看出,拆除垃圾和装修垃圾虽然有很多相似之处,但是也有不少区别。通过对比发现,拆除垃圾中可利用的砖混类比例比装修垃圾高达20个百分点,拆除垃圾的比重基本是装修垃圾的2倍左右,容重达到1.5~2.0t/m³,而装修垃圾的容重大概在0.7~1.0t/m³之间。
 
  从不同粒径角度,来分析拆除垃圾和装修垃圾,可以看出,两类垃圾的粒径范围比较大。其中粒径大于450mm的大块物料以及小于2mm的粉状物料占比相对较多,这两类物料加起来超过了三分之一。

 

  确定两个处理原则及三个资源化利用方向
 
  基于对拆除垃圾和装修垃圾的特性和比重的分析,上海环境院对两类垃圾相应处理工艺的选择,进行了系统的设置,以达到拆除垃圾和装修垃圾无害化和资源化的利用。
 
  余毅总结介绍两类垃圾的特性包括,第一、粒径范围大:粒径在0~400mm尺寸区间的均有;来料管理不严的情况下,超过400mm的进料情况也有存在。第二、组分复杂,轻重物质混合:轻质物有木板、石膏板、海绵、织物、塑料,重质物有砖头、混凝土块、金属、瓷砖等,成分和种类较多。第三、残渣含量高:超过20%的0~5mm的残渣混合在内,残渣成分复杂且利用价值较低。
 
  基于以上特性,针对拆除垃圾及装修垃圾,上海环境院确立了两个处理原则:
 
  一是先筛后破更有利。余毅介绍,由于占比20%左右的物质成分比较复杂,目前阶段不适合直接进行资源化利用。如果先破碎,就会把有用的物质也破碎到细小的粉料中,会降低资源化利用的品质。
 
  因此,选择先经过粗筛分,一方面有利于将大尺寸的轻质物分离,另一方面有利于减少进后端生产线的残渣含量。
 
  二是风选工艺前后两级设置。余毅认为,在拆除垃圾和装修垃圾方面,风选至少设置两级,才可以确保品质。一级风选分离可资源化的中大尺寸的轻质物,木塑材质;二级风选提高再生骨料纯度。

 

  拆除垃圾的处理工艺,确定为“两级破碎+两级筛分+两级风选”。先经过一级筛分设备将大件杂质去掉,然后经过第一级粗破碎——鄂破,再用磁选,把铁类金属选出来,然后进行风选,把木材、塑料、橡胶等物质筛出来。之后进入二破——反击破,再通过涡电流分选,把非铁类金属选出来,接下来进行两级筛分及风选,分出再生骨料,可以结合后端利用途径,分成不同粒径集配的骨料。

 

  装修垃圾的处理工艺,确定为“两级破碎+四级分选+两级风选”。基于前文提到的特性分析,装修垃圾的组成成分与拆除垃圾有一些区别。所以在确定处理工艺的时候,也和拆除垃圾有很大不同。余毅介绍,装修垃圾的处理工艺虽然也是要经过两级破碎,但筛选设置了四级分选,处理工艺比拆除垃圾更复杂。拆除垃圾用的是鄂破,装修垃圾用的是破碎破袋机,更多是把袋子去掉,第一道筛分用了两级,第二道筛分也用了两级,反击破与拆除垃圾差不多,最后也是产出再生骨料。
 
  拆除垃圾及装修垃圾处理后产出的骨料产品如何进行资源化利用呢?上海环境院经过前期大量的论证研究,根据骨料品质试验产品原料配比,提出几个主要的方向:
 
  第一,把它作为骨料,直接作为道路垫层材料等。
 
  第二,把里面比较好的骨料生产成再生砖的产品,包括过道砖,步道砖等。
 
  第三,比较高级的产品用于各类预制件。
 
  目前上海最主要用于第一类,第二类有少部分,第三类现在好多厂还在探索阶段。
 
  工程实践:嘉定区建筑垃圾资源化利用项目
 
  以上海环境集团投资的嘉定区建筑垃圾资源利用项目为例,余毅立体介绍了上文提到的处理工艺在实践中的应用成果。
 
  嘉定区建筑垃圾资源利用项目位于上海市嘉定区外冈镇,郭泽塘以北、泉塘路以东,限于场地的限制,该项目采用一体化车间,整个地块基本上布置了一个大车间。项目占地面积约72.27亩,处理对象为建筑垃圾,以装修垃圾为主,适当兼顾拆除垃圾,年处理规模约50万吨。处理后的产品方向是骨料和免烧砖。
 
  余毅介绍了项目的整体平面布局:一层是卸料车间、预处理车间、产品车间及制砖车间。建筑垃圾先进入卸料车间,经过粗分拣,进入预处理车间,进行破碎、筛分等一系列工艺环节,最后产出骨料,进入产品车间,还有少部分优质的骨料会进入制砖车间,进行制砖加工。二层主要是参观走廊的设计,从南边进去,由南北向的通道进入北面。垃圾进厂从预处理到产品加工等,全流程都可以看到。
 
  经过项目实践,余毅总结,以上提到的拆除垃圾及装修垃圾的处理工艺,可以实现:再生骨料纯度较高;可利用木塑再生产品量提高;整体资源化率提高,达到85%。但处理过程中,对于拆除垃圾和装修垃圾二次污染控制当中的粉质控制是一个相对的难点。
 
  嘉定区建筑垃圾资源利用项目中,拆除垃圾和装修垃圾资源化利用率超过85%,达到了预期目标。
 
  以《混凝土和砂浆用再生细骨料》(GB/T25176-2010)为测试标准,项目产出的骨料产品中,粒径在0mm~5mm的骨料达到Ⅲ类;粒径在5mm~16mm达到Ⅲ类标准;在16mm~31.5mm之间的,能够达到Ⅰ类标准。
 
  产出的面包砖产品可以达到《建筑垃圾再生粗骨料实心砖》(JG/T 505-2016)的标准要求,可以产出,抗压力强度MU15:≥15.0、MU20:≥20.0等不同级别的产品,实现资源化利用。
 
  通过实践的分析,上海环境院总结经验分析得出:第一,再生原料纯度制约资源化效果。再生骨料纯度直接影响再加工建材产品品质;木塑材料纯度影响是否可以进行回收利用。第二,再生原料宜分级利用。再生原料宜考虑分级利用,实现项目资源化率的提高。
 
  双碳目标下的研究:建筑垃圾资源化有更多的资源替代的意义
 
  从1998年签署《京都议定书》起,我国碳减排规划部署已久。近15 年单位 GDP 二氧化碳排放量降幅远超全球平均水平。
 
  2020年12月12日,习近平总书记在气候雄心峰会上承诺到2030年,中国单位国内生产总值二氧化碳排放将比2005年下降65%以上,实现“碳达峰”,努力争取2060年前实现“碳中和”。
 
  在我国明确双碳目标背景下,上海提出了更高的要求,明确,到2025年,上海市碳排放总量要力争达峰。《上海市城市总体规划(2017-2035年)》明确全市碳排放总量和人均碳排放于2025年达到峰值,至2035年控制碳排放总量较峰值减少5%左右。
 
  在“双碳”目标下,来看建筑垃圾处理。《建筑碳排放计算标准》(GB/T 52366-2019)6.2.5条中规定,建材生产时,当使用低价值废料作为原料时,可忽略其上游过程的碳过程。当使用其他再生原料时,应按其所替代的初生原料的碳排放的50%计算;建筑建造和拆除阶段产生的可再生建筑废料,可按其可替代的初生原料的碳排放的50%计算,并应从建筑碳排放中扣除。下表显示,砂、碎石等骨料的碳排放因子比混凝土砖的碳排放小了2个数量级。

 

 
  生命周期视角下,不同建筑垃圾处理工艺的碳排放有哪些不同呢?余毅介绍,对填埋、金属回收、制骨料、制砖、杂质焚烧等工艺组合进行生命周期视角的碳排放计算发现,建筑垃圾填埋碳排放量最低;制砖工艺比制骨料工艺碳排放总量低。

 

  余毅也指出,行业追求的是“减污降碳协同增效”,在妥善处理建筑垃圾的基础上采取减碳措施。用地紧张的情况下,填埋不可持续。此外,碳排放从某种意义上把能源消耗的度量单位统一了,但还没有把资源消耗的度量单位统一。建筑垃圾资源化有更多的资源替代的意义。
 
  原标题:上海环境院余毅:双碳目标+剧增产量,建筑垃圾资源化怎么做

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