建筑垃圾中輕物質處理探討

巴太斌 李銀保 張偉超 王利娜

河南建筑材料研究設計院有限責任公司（450002）

建筑垃圾中輕物質處理探討

巴太斌 李銀保 張偉超 王利娜

河南建筑材料研究設計院有限責任公司（450002）

對建筑垃圾中輕物質、重物質的分選原理及其適用范圍進行了詳細闡述，通過對比分析，提出了一種干法和濕法相結合的兩級輕物質處理工藝，并以某建筑垃圾處理項目為依托，實現了建筑垃圾中輕物質的高效分離。此外，對我國現行建筑垃圾中輕物質處理及綜合利用存在的問題進行了剖析，并提出了對策和建議。

建筑垃圾；輕物質處理；兩級分離工藝

0 引言

建筑垃圾是指在建造和拆除建筑物的過程中產生的廢棄物，主要包括金屬材料、混凝土、磚瓦、木料和塑料制品等[1]。我國每年大約產生35.5億噸的建筑垃圾，占到城市垃圾的40%左右，這些建筑垃圾如不能妥善利用，不僅浪費資源，而且給我國帶來嚴重的環境危害[2]。理論和實踐證明，建筑垃圾是一種可持續利用的再生資源，其所含的輕物質、重物質可以在不同領域發揮重要作用[3]。但由于目前分離工藝的局限性，重物質中經常混雜著大量的輕物質，而二者材料性質上的巨大差異嚴重影響了建筑垃圾作為再生資源的使用性能和應用領域。因此，為了保證成品材料的潔凈度，使得建筑垃圾能夠物盡其用，有必要對建筑垃圾中的輕物質和重物質進行有效分離，而目前國內相關研究很少。

1 輕物質分選原理

建筑垃圾中的各物質組分的密度存在差異，因此可以基于不同建筑材料密度的不同，將建筑垃圾中的重物質與輕物質分離開來。

1）風力分選

風力分選的原理是在空氣氣流作用下，密度大的物質，其沉降速度快，運動距離比較近。密度小的物質，其沉降速度慢，運動距離比較遠。此方法適用于顆粒形狀、尺寸相近的固體混合物的分選。

2）浮力分選

浮力分選是將兩種密度不同的固體混合物置于某一介質中,該介質的密度介于二者密度之間,則密度小于該介質的輕物質顆粒上浮，大于該介質的重物質顆粒下沉，從而實現混合物中不同密度組分的分離。從理論上講，浮力分選是依靠不同組分密度間的差異進行的,受顆粒粒度和形狀的影響很小,因而可對密度不同的固體物質進行分選。

2 兩級輕物質分離工藝及效果

建筑垃圾的成分復雜多樣，大小不一，采用單一的分選方案很難達到理想的效果。因此，本文在充分了解各分選方案的原理及適用范圍后，以某拆建物料的分選項目為依托，運用風選、浮選等科學高效的分離技術首次提出了兩級（干法和濕法）輕物質雙重分離工藝，從而將混合在建筑垃圾中的輕物質高效分離出來。

2.1 建筑垃圾組成成分

該項目建筑垃圾物理組成成分如表1所示。

由表1可以看到,混合的建筑垃圾中的磚、水泥、瓷磚、細沙以及巖石等密度均大于水的密度，而木材和竹類、塑料等的密度則遠遠小于水的密度，因此用水作為分選介質可實現該建筑垃圾中重物質和輕物質的有效分離。

表1 建筑垃圾物理組成成分表

2.2 分選設備及工藝流程

本項目主要采用人工初步分揀大塊輕物質物料，隨后將經破碎分級后的物料采用風選及水力浮選相結合的兩級分離工藝來實現建筑垃圾中輕物質的有效分離。工藝流程如圖1所示。

圖1 工藝流程圖

具體實施步驟為：建筑垃圾經自卸卡車運送到原料分揀區域，通過人工分揀或者機械分揀，將建筑垃圾中的大塊輕物質物料進行初步分離。初揀后的建筑垃圾原料經一級顎式破碎機破碎、滾筒篩篩分，篩分后的物料按粒徑大小主要分為：小于30 mm物料、30～80 mm物料和大于80 mm物料三種。其中，小于30 mm物料含土量較大，為減少揚塵可直接進入一臺螺旋水力浮選機，通過水力浮選分離的方式將重物質與輕物質分離。大于80 mm大塊物料進入人工分揀房，經人工分揀后，80～200 mm大塊物料進入二級反擊式破碎機破碎、圓振動篩篩分分級,并將篩分后的0～30 mm物料通過螺旋水力浮選機清洗，從而將輕物質物料有效浮選出來。難以破碎的大于200 mm輕物質混合物料則直接送入輕物質堆場；此外，經過一級滾筒篩分、二級圓振動篩分后的30～80 mm物料分別通過兩臺輕物質分離器進行初次風選分離，經初步分離后的半成品物料通過兩臺螺旋水力浮選機進行再次浮選分離。螺旋水力浮選機沉降水槽可將重物質和輕物質有效分離。

分離過程中產生的污水則進入由旋流器、濃縮機以及壓濾機組成的污水綜合處理系統，最終實現泥餅和清水的有效分離。其中，清水可再進入生產線系統循環利用，達到生產線污水零排放的目標。

2.3 分選結果

根據現場反饋結果可知，采用兩級分離工藝分選后的建筑垃圾中的輕物質重量比不大于0.05%，采用干法分離最佳效果不能達到70%。單獨采用濕法進行建筑垃圾輕物質分離的工藝鮮有報道。因此采用干法和濕法相結合的兩級輕物質分離工藝分選建筑垃圾中的輕物質具有先進性，且效果較佳。

3 建筑垃圾中輕物質處理存在問題

1）對建筑垃圾輕物質的處理認識不足

建筑垃圾分類處理機械化水平較低，多采用人工分揀或單一機械分揀的方式，工作強度大，成本高，耗時長，效率低，因此多數企業無視建筑垃圾中輕物質的危害及其資源化利用，普遍采用混合收集模式，不僅污染環境，而且造成大量可再生資源的浪費。

2）有關建筑垃圾輕物質處理及資源化利用的法規不健全

建筑垃圾中輕物質處理及資源化利用剛剛起步，缺乏相應的技術標準和操作規范，導致輕物質的處理沒有評判標準，所得再生資源質量也無法保障，產品難以推廣應用，從而嚴重阻礙了建筑垃圾中輕物質的研究發展進程。

3）建筑垃圾中輕物質處理技術水平較低

由于政策支持和技術投入力度有限，整個行業管理混亂，技術水平低下，急需新技術、新工藝的出現。

4 建筑垃圾中輕物質處理的對策和建議

1）做好宣傳教育工作，提升全民環保意識

通過媒體、教材及民間環保組織等加強人們對建筑垃圾中輕物質的危害及再生資源利用重要性的認識，使人們充分認識到建筑垃圾中的輕物質是一種再生能源，需要妥善處理，能夠普遍接受再生資源產品。

2）加大政策扶持力度，完善法規體系

通過一系列的政策法規，如加大對建筑垃圾輕物質處理的經費投入，實行輕物質發展的產學研聯合；推動建筑垃圾中輕物質處理相關產業的發展，引導更多企業向節能環保方向靠攏；確保政府的環保主導作用，制定相關法規和標準，促進輕物質處理及再生利用技術又快又好地發展。

3）增加科研投入，提升技術水平

開展全面系統的建筑垃圾輕物質處理的研究和開發工作，如優化建筑設計，減少建筑垃圾尤其是輕物質的產生；進行輕物質的分選技術創新與設備研發；開發輕物質的循環再生工藝，生產綠色建材，促進輕物質的減量化、無害化、資源化及綜合利用產業化發展，制定出符合我國實際情況的輕物質處理及綜合利用的行業標準。

5 結語

干法和濕法相結合的輕物質二級分離工藝,實現了建筑垃圾中重物質與輕物質的高效分離。為現行干法或濕法單獨分離建筑垃圾中輕、重物質不充分的問題提供了新的解決方法,大大提高了建筑垃圾分類后各組分的潔凈度，可以在類似工程中大力推廣，具有較大工程價值。

建筑垃圾輕物質的處理和再生利用是一項長期而又艱巨的任務，社會各界應相互扶持，積極參與，促進建筑行業走上節約資源、保護生態的可持續發展道路。

[1]李南,李湘洲.發達國家建筑垃圾再生利用經驗及借鑒[J].再生資源與循環經濟,2009,2(6)：41-44.

[2]寧培淋,楊銳,劉浩.廣州市建筑垃圾資源化對策研究[J].中國資源綜合利用,2016,34(7)：37-39.

[3]任虎存.建筑垃圾回收處理技術及破碎裝備的設計研究[D].濟南：山東大學,2013.