静脉产业模式下北京建筑垃圾资源化利用技术研究与实践

2020-03-26徐俊虎夏丽华

环境卫生工程 2020年1期

徐俊虎，缪巍，毛俊，卢静，夏丽华

（1. 中国城市建设研究院有限公司，北京 100120；2. 中国城市规划设计研究院，北京 100044；3. 华油惠博普科技股份有限公司，北京 100088）

1 北京市建筑垃圾处理处置及管理现状

北京市建筑垃圾处置利用大致分为3 个阶段。第1 阶段在2008 年前，北京市利用历史遗留坑址、窑地经简单改造作为消纳场使用，每年会有20～30 个消纳场定期向社会公布，且大部分消纳场位于五环以外；第2 阶段在2011 年前后，随着消纳场选址越来越远及城市土地资源的稀缺，北京市建筑垃圾逐渐由消纳填埋转向资源化利用，出现建筑垃圾移动式处理设施和临时性处理设施，2014 年底石景山建筑垃圾示范设施建成，将建筑垃圾就地利用或加工成建材原料使用；第3 阶段在2015 年后，随着北京及周边地区禁止开山炸石和建筑垃圾管理政策趋严，建筑垃圾资源化利用由概念阶段逐步走向工厂化落地阶段。北京市生活垃圾处理设施建设3 a 实施方案（2013—2015年）中要求推进先行示范4 个建筑垃圾试点项目建设，并于2015 年启动大兴区、昌平区和朝阳区建筑垃圾示范设施建设。

北京市建筑垃圾处理处置及利用现状如图1所示。

图1 北京市建筑垃圾处理处置及利用现状

北京市建筑垃圾管理则通过设置建筑垃圾消纳场所许可，建筑垃圾、土方、砂石运输车辆准运许可和建筑垃圾消纳许可实现［1］。具体由对应的处置企业、收运企业和产生企业申请，并由市政市容管理委员会审批颁发。建筑垃圾收集运输全过程监管依据北京市建筑垃圾运输企业监督管理办法，由相关行政部门负责，相关渣土处置及建筑垃圾协会协助实施。

2 北京建筑垃圾资源化利用工艺实践与分析

2.1 项目建设基本情况比较

目前，北京市优先实施的建筑垃圾示范项目已经相继建成验收，其运作模式为前端建筑垃圾破碎筛分处理+后端中间骨料资源化利用［2-3］。项目基本情况比较见表1［4］。

表1 北京市建筑垃圾资源化利用设施比较

2.2 主要资源化利用工艺对比

北京市先行示范建筑垃圾资源化利用项目主体工艺为多级破碎+多级筛分+（人工、风力、磁力、水力）多级分选，其中常见为二级处理工艺。

图2 石景山区项目工艺流程

通过以上3 个项目工艺比较，在破碎筛分工艺上，昌平区项目由于考虑生产再生活性微粉，故设置第三级处理工艺，选用三级破碎+三级筛分，其他2 个项目则选用二级破碎+二级筛分工艺；在分选工艺上，石景山区、昌平区项目考虑到对拆除建筑垃圾中的大量轻质杂物去除，相比若将再生骨料加工成微粉则需要配置三级处理工艺，已建成投产的北京市石景山区、昌平区和大兴区建筑垃圾资源化利用项目再生工艺流程如图2～图4 所示。大兴区项目增加了水力浮选分选。此外，石景山区项目设计在棒条给料机土砂分离的砂石末端设置回流进而重新利用，大兴区项目考虑将二级筛分改成双向皮带分别筛分，进一步优化生产规模匹配，提高下游筛分效率。

图3 昌平区项目工艺流程

通过石景山区、大兴区、昌平区等建筑垃圾利用设施的工艺对比，北京市建筑垃圾利用设施主流推荐工艺为二级破碎+二级筛分或三级破碎+三级筛分+（人工、风力、磁力、水力）多级分选，见图5。

图4 大兴区项目工艺流程

2.3 产业链设计及园区协同效应对比

图5 北京市建筑垃圾利用设施推荐工艺

随着垃圾产生量增速加快、城市土地资源日益紧张及垃圾分类推行深入，垃圾处理设施趋向协同化、厂区布置趋向集约化，不同类别垃圾处理关系产业链化明显加快。以上“垃圾围城”“邻避效应”等问题促使“选址成本”增加，使得静脉产业园区建设得到高度关注。园区中建筑垃圾上下游产业中的能量物质梯级利用关系见图6。

图6 典型静脉产业园中建筑垃圾上下游产业物质能量梯级利用关系

3 静脉产业下建筑垃圾资源化利用设计优化

3.1 静脉产业与静脉产业园发展趋势

在生活垃圾强制分类的新时代背景下，我国静脉产业园正逐步从2.0 模式向3.0 模式过渡发展。在产业链设计上以推进垃圾分类为核心进行延伸；在空间布局上以优化物流、能流关系为目标进行规划；在管理服务上以缩短垃圾“中转环节”提高效率来盘活市场；在利益分配上以平衡“参与者”关系实现协调发展［5］。

3.2 静脉产业园内建筑垃圾设计实践

北京市建筑垃圾等各类固体废物产生量巨大［6］，通过推进静脉产业园建设能够实现各类固体废物处理处置集约化、协同化、高效化、绿色化和产业化。北京朝阳循环经济产业园于2006 年由中国城市建设研究院完成园区总体规划（占地309.07 hm2），并开展有序化建设。相继实施了填埋场封场、填埋气发电、生活垃圾焚烧、餐厨垃圾处理、医疗垃圾处理等固废设施及园区管理、科研中心。目前正在实施的项目有建筑垃圾资源化利用项目、污泥处置项目，其中建筑垃圾资源化利用项目设计已完成，项目效果见图7。

图7 朝阳区建筑垃圾资源化利用项目效果

1）建筑垃圾与其他静脉产业关系。生活垃圾焚烧设施产生炉渣送建筑垃圾设施处置利用、焚烧发电乏汽送建筑垃圾设施混凝土制品车间养护利用、焚烧发电或填埋气发电送建筑垃圾各设备使用；建筑垃圾设施分选轻质焚烧物送生活垃圾焚烧设施利用、分选渣土送填埋场封场使用，建筑垃圾设施生产的产品送园区内各功能建构筑物作为建材使用。各功能建构筑物建设产生的建筑垃圾送建筑垃圾设施进行利用。

2）建筑垃圾厂区内静脉产业关系。建筑垃圾设施分建筑垃圾储存及处理单元、炉渣储存及处理单元、中间产品储存单元、资源化产品生产单元。其中上游建筑垃圾储存及处理单元和炉渣储存及处理单元将建筑垃圾收集、分类后，进行破碎、筛分和分选，得到的各级配骨料送中间产品储存单元。中间产品储存单元根据建材市场情况进行售卖或送下游资源化产品生产单元。下游资源化产品包含混凝土砖、隔墙板、商品混凝土、道路无机料、沥青混凝土等生产设施。利用上游设施生产的各级配骨料，生产建材产品外售，不合格产品和边角料送上游设施利用，保证物料梯级循环利用。

朝阳区建筑垃圾资源化利用项目与朝阳循环经济产业园功能关系见图8。