海南省建筑业固废资源再利用研究

2022-05-16蒋孔杰郑永强高明飞杜慧慧

海峡科技与产业 2022年2期

蒋孔杰张琛王骞郑永强高明飞杜慧慧

三亚学院，海南三亚 572022

0 引言

党的十八大以来，我国把资源综合利用纳入全面加强生态文明建设“五位一体”总体布局。随着生态文明建设的深入推进和环境保护要求的不断提高，大宗固废综合利用成为我国构建绿色低碳循环经济体系的重要组成部分。这既是资源综合利用、全面提高资源和使用效率的本质要求，更是助力实现碳达峰碳中和、建设美丽中国的重要支撑。为贯彻落实《国务院关于加快建立健全绿色低碳循环发展经济体系的指导意见》（国发〔2021〕4号），海南省加快建立健全绿色低碳循环发展的经济体系。

如何安全处理建筑业固废，《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》（简称《固废法》）明确提出了三条原则—坚持减量化、资源化和无害化。2020年海南省建筑业固废约为1518万吨，目前全岛综合大型企业处理能力在35%左右。鉴于海南省地理位置特殊，将建筑业固废置于岛外处理会大量占用港口运输资源，这样做得不偿失。现阶段岛内建筑业固废多为工程渣土、工程泥浆、工程垃圾、拆除垃圾和装修垃圾等各式建筑业固废。在海南自贸港建设的前期逐渐将老式土地资源利用率低的建筑重建会产生很多建筑业固废，建筑业固废长时间堆积会造成风化扬尘、污染地下水，导致土壤质量降低，产生安全隐患。而海南省的地理条件注定了要提高土地资源利用率，岛内资源要实现循环利用绿色无害化，所以岛内寻找新型绿色建筑业固废资源化的合理方法和再生资源的利用途径迫在眉睫。

1 海南省固废回收现状及平台构想

鉴于《固废法》的三条原则，现在的新型建筑主要采用装配式建筑以减少施工时间，方便后期回收，并可在一定年限内循环再利用，从源头上减少传统建筑材料的使用从而减少固废的产生。2020年岛内已有相关固废回收企业在海口市与三亚市的固废资源回收利用率已经达到了70%可以绿色无害处理，但周边县市的资源回收率偏低，固体废物多为在渣土倾倒场堆积，经过当地政府寻找资源回收企业后等待外县市回收，资源流转在资源调配上存在不能迅速反映的问题，相关的建筑业固废回收设备分配不均衡。可以通过搭建建筑业固废资源调动回收平台来实现岛内资源及时流转与回收，通过平台追踪观测项目进度与固废产生量与流出去向，实现岛内建筑业固废资源的实时共享，平衡岛内建筑业固废回收企业的资源有效利用率。从源头上按照绿色策划、绿色设计、绿色施工来要求项目建设，落实到各个建筑项目的设计、建设、施工、监理等单位，将建筑业固废产生量、再资源化量、掩埋处理量、再生材料使用量等数值和措施纳入招标文件和合同中。大力普及装配式建筑，还可以利用BIM技术，辅以卫星建筑、遥测观感、北斗定位系统、GIS（地理信息系统）、CIM（城市信息模型）等新兴技术，搭建工程固废实时动态监控平台。积极向科研院所、技术专家、行业能手请教学习，加大与建筑业固废运输、处理设施设备制造商的沟通联系。推广使用安装卫星定位、全程密闭、到点开启的车辆运输建筑业固废。鼓励建筑业固废源头减量、运输处置、回收再利用等全过程技术和管理革新。

2 固废回收途径及施工工艺

目前，海南省正在拆除翻新的建筑物多为砖混结构和老式的传统黏土民房，黏土房的建造材料为黏土掺加蚝壳珊瑚等天然骨料，部分保存完好的房屋已经被当地文物保护单位保护起来，但其中未被当作保护单位的老式传统民房面临年久失修不能住人的问题，需及时翻新，建筑材料多数可取于自然归于自然，进行无害化处理。砖混结构中使用的红砖钢筋混凝土在拆除时产生的黏土砖废块，由于水泥黏结拆除后难以做到将烧结黏土砖完整地分离出来，因而无法进行回收处理。目前最关键的问题是如何处理已经产生的砖混结构拆迁时产生的废弃材料，废弃黏土砖在长期堆积时会风化从而产生扬尘，在海南省雨季的时候又会产生雨水浸泡废料的问题，从而导致水源污染。长时间堆积会降低城市规划中建筑土地的使用率，与海南省绿色发展与高效率的发展理念不符，而且长时间的大量堆积会造成恶性循环，废弃物堆积时间越久再生材料的强度与质量也会相应变低，所以应及时高效化处理传统建筑业固废，实现岛内绿色发展。目前在工程行业进行迭代更新基础建筑设施中，建筑业固废的去向一般为运送到指定的分类垃圾处理厂等待相关企业筛选回收，以海南省三亚市某再生资源公司为例，建筑业固废的回收利用途径多为生产环保水泥砖、再生混凝土与种植土。

目前工程中再生材料主要用在非承重墙中，不起承担负荷的作用，多用于装饰与分割围护，对建筑结构整体强度无影响。常见处理方式为固废粉碎处理后添加黏合剂制成混凝土砌块，在建筑结构中对于建筑室内的隔音保暖防水性能上没有影响。海南省的城市排水系统在台风季节降雨量大时有城市内涝的风险，结合海岛旅游城市的特点，城市观景绿道铺设透水路砖将有利于分担城市排水系统的压力。可用固废再生砌块代替新制砌块，有利于资源再利用，从而达到岛内建筑业固废资源合理回收利用，减少对自然资源的过度开采。

国内再生砖的生产多为运用粗粒径骨料经黏合剂处理，达到一定的抗压强度，在具有较大联通孔径率的条件下可稳定耐久使用。海南省土地多为沙地，有较好的透水性，透水砖的铺设可解决路面道路硬化造成的积水内涝。

建筑业固废多为砖混结构拆除的废弃物经过粉碎筛选研磨，材料会有一定的稳定性和强度。烧制黏土红砖本身就具有良好的透水性，可作为基层掺加骨料，可根据不同颗粒大小制成透水能力不同的透水砖。面层的制作采用特殊级配砂与水泥和外加剂制作，可根据客户需求来定制颜色。经测试，粒径在5～10 mm时可达到透水的最佳性能，同时固废材料粉碎后具有一定的支撑强度。

建筑业固废烧结透水砖工艺目前有两大思路。

第一类工艺是颗粒法（图1）。将建筑业固废粉碎成一定规格颗粒，将得到的固废颗粒按照级配作为骨料加入黏结剂成型，通过高温烧结来增强整体强度，这类透水砖兼具较高的强度与优秀的透水性。颗粒法制备的透水砖虽然兼具强度与透水性，但是前期处理工艺烦琐，对于固废材料的加工配级有较高的要求，且在粉碎固废颗粒制备骨料时与烧结成砖的过程中会产生更多的污染问题，如在烧结与粉碎的时候产生扬尘与废气，并消耗大量能量。

图1 建筑业固废颗粒法制备再生砖基本流程

第二类工艺是通过高压压制成砖（图2）。这种工艺对于粉碎固废的材料粒径要求较小，可直接筛选研磨成特定规格粉末。建筑物被拆除后的废弃黏土砖研磨细筛后与300目氧化钙含量不低于85%的生石灰、二水石膏、减水剂（FDN-A萘系减水剂）、烧碱、砂经过原料配比，使固体材料充分混合均匀、不分层，同时分次均匀加入提前配比好的有混合外加剂的水，保证搅拌后的物料松散、均匀、不结块。采用一次性成型压制工艺将模具提前安装，模具涂矿物油，防止在高压条件下模具与砖黏结，可采用生产线大规模生产，有较高的经济效益。

图2 建筑业固废高压压制再生砖基本流程

海南省当地气候为热带亚热带气候，居民在家中多偏爱种植绿植或微型果树，但受限于居住地点在楼内无单独院子，所以多采用花盆营养土来种植。传统的黏土红砖富含钙、磷等利于植物生长的微量元素，且兼具透水性，经过处理过后可作为花盆中营养土的填充材料。通过调节pH与浸泡营养液后，持续地在植物生长中提供营养物质，还可以给植物根系提供良好的透气性，有利于大型绿植生长且在植物生长过程中做到富营养化，可以循环利用后回填自然土壤（图3）。

图3 建筑业固废转变为种植用材料的再生流程

在建筑业固废材料中将粉碎产生的粉尘单独收集，经过脱水后与草木碳按比例混合，做成球状多孔透气保水颗粒，剩余的建筑业固废颗粒粉碎后制成不同规格的营养土基质。

在生产过程中包括材料清洗，将较为纯净单一的建筑材料颗粒进行富营养化处理，通常为与畜禽粪便或种植菌类的废弃基质桩堆肥处理后，掺加建筑业固废粉碎材料与粉末，再加入吸水材料后风干，按照种植植物品种调节整体pH与微量元素含量，达到适宜植物生长的要求。具有取材便利、成本低、性质稳定、使用过后方便处理等优点，可以将建筑业固废通过绿植生长的生物作用净化后收集处理，往复多次便可做到以绿色环保的方式回填自然土壤，同时也可用作大规模的农业种植。

目前已有部分拆除的建筑业固废长期堆积，经济效益与再生质量都不能达到可观水平。可以采取建筑业固废垃圾再制营养土的方法，经过几次循环后达到绿色无污染的处理条件，增加回收价值，使建筑业固废进行绿色回收，从而达到无害化归还自然土壤。

3 固废回收经济的可行性

施工单位运输垃圾至处理单位，处理单位筛选出可利用垃圾并进行垃圾初步处理，而后送至材料生产单位，不可利用的废料即可进行掩埋。生产单位将材料进行加工处理制成可利用的工程建筑材料，接受政府相关质检部门检验后，即可运回施工单位用以建筑建设。在建筑工程的所有费用中，材料费占总费用的60%甚至更多，所以材料的消耗是非常巨大的。建筑业固废的循环利用不但可以保护环境，也可以更大限度地实现资源的最大利用。得益于市场垃圾回收体系，废钢筋、废弃铁丝、废弃电线等金属类建筑业固废经过一系列的分拣、集中、重新回炉后，可以重新加工成其他各种规格的钢材，废弃木材也可以重新制作成人工木材；粉碎的砌块经过粉碎后，既可以用于砌筑砂浆、抹灰砂浆、混凝土垫层等，也可用于制作砌块、花格砖等建材制品。

在建筑业固废的成本估算中，假设每吨建筑业固废资源化的费用一般包括运输费用（

）、资源化费用（

）、机械折旧费（

）、基础人工费（

）、后期处理费即处理无法被资源化利用的建筑业固废所产生的费用（

）。运输费用主要考虑运距（

，km）和运费[

，元/（km·t）]：