靜脈產業模式下北京建筑垃圾資源化利用技術研究與實踐

徐俊虎，繆 巍，毛 俊，盧 靜，夏麗華

（1. 中國城市建設研究院有限公司，北京 100120；2. 中國城市規劃設計研究院，北京 100044；3. 華油惠博普科技股份有限公司，北京 100088）

1 北京市建筑垃圾處理處置及管理現狀

北京市建筑垃圾處置利用大致分為3 個階段。第1 階段在2008 年前，北京市利用歷史遺留坑址、窯地經簡單改造作為消納場使用，每年會有20～30 個消納場定期向社會公布，且大部分消納場位于五環以外；第2 階段在2011 年前后，隨著消納場選址越來越遠及城市土地資源的稀缺，北京市建筑垃圾逐漸由消納填埋轉向資源化利用，出現建筑垃圾移動式處理設施和臨時性處理設施，2014 年底石景山建筑垃圾示范設施建成，將建筑垃圾就地利用或加工成建材原料使用；第3 階段在2015 年后，隨著北京及周邊地區禁止開山炸石和建筑垃圾管理政策趨嚴，建筑垃圾資源化利用由概念階段逐步走向工廠化落地階段。北京市生活垃圾處理設施建設3 a 實施方案（2013—2015年） 中要求推進先行示范4 個建筑垃圾試點項目建設，并于2015 年啟動大興區、昌平區和朝陽區建筑垃圾示范設施建設。

北京市建筑垃圾處理處置及利用現狀如圖1所示。

圖1 北京市建筑垃圾處理處置及利用現狀

北京市建筑垃圾管理則通過設置建筑垃圾消納場所許可，建筑垃圾、土方、砂石運輸車輛準運許可和建筑垃圾消納許可實現［1］。具體由對應的處置企業、收運企業和產生企業申請，并由市政市容管理委員會審批頒發。建筑垃圾收集運輸全過程監管依據北京市建筑垃圾運輸企業監督管理辦法，由相關行政部門負責，相關渣土處置及建筑垃圾協會協助實施。

2 北京建筑垃圾資源化利用工藝實踐與分析

2.1 項目建設基本情況比較

目前，北京市優先實施的建筑垃圾示范項目已經相繼建成驗收，其運作模式為前端建筑垃圾破碎篩分處理+后端中間骨料資源化利用［2-3］。項目基本情況比較見表1［4］。

表1 北京市建筑垃圾資源化利用設施比較

2.2 主要資源化利用工藝對比

北京市先行示范建筑垃圾資源化利用項目主體工藝為多級破碎+多級篩分+（人工、風力、磁力、水力） 多級分選，其中常見為二級處理工藝。

圖2 石景山區項目工藝流程

通過以上3 個項目工藝比較，在破碎篩分工藝上，昌平區項目由于考慮生產再生活性微粉，故設置第三級處理工藝，選用三級破碎+三級篩分，其他2 個項目則選用二級破碎+二級篩分工藝；在分選工藝上，石景山區、昌平區項目考慮到對拆除建筑垃圾中的大量輕質雜物去除，相比若將再生骨料加工成微粉則需要配置三級處理工藝，已建成投產的北京市石景山區、昌平區和大興區建筑垃圾資源化利用項目再生工藝流程如圖2～圖4 所示。大興區項目增加了水力浮選分選。此外，石景山區項目設計在棒條給料機土砂分離的砂石末端設置回流進而重新利用，大興區項目考慮將二級篩分改成雙向皮帶分別篩分，進一步優化生產規模匹配，提高下游篩分效率。

圖3 昌平區項目工藝流程

通過石景山區、大興區、昌平區等建筑垃圾利用設施的工藝對比，北京市建筑垃圾利用設施主流推薦工藝為二級破碎+二級篩分或三級破碎+三級篩分+（人工、風力、磁力、水力） 多級分選，見圖5。

圖4 大興區項目工藝流程

2.3 產業鏈設計及園區協同效應對比

圖5 北京市建筑垃圾利用設施推薦工藝

隨著垃圾產生量增速加快、城市土地資源日益緊張及垃圾分類推行深入，垃圾處理設施趨向協同化、廠區布置趨向集約化，不同類別垃圾處理關系產業鏈化明顯加快。以上“垃圾圍城”“鄰避效應”等問題促使“選址成本”增加，使得靜脈產業園區建設得到高度關注。園區中建筑垃圾上下游產業中的能量物質梯級利用關系見圖6。

圖6 典型靜脈產業園中建筑垃圾上下游產業物質能量梯級利用關系

3 靜脈產業下建筑垃圾資源化利用設計優化

3.1 靜脈產業與靜脈產業園發展趨勢

在生活垃圾強制分類的新時代背景下，我國靜脈產業園正逐步從2.0 模式向3.0 模式過渡發展。在產業鏈設計上以推進垃圾分類為核心進行延伸；在空間布局上以優化物流、能流關系為目標進行規劃；在管理服務上以縮短垃圾“中轉環節”提高效率來盤活市場；在利益分配上以平衡“參與者”關系實現協調發展［5］。

3.2 靜脈產業園內建筑垃圾設計實踐

北京市建筑垃圾等各類固體廢物產生量巨大［6］，通過推進靜脈產業園建設能夠實現各類固體廢物處理處置集約化、協同化、高效化、綠色化和產業化。北京朝陽循環經濟產業園于2006 年由中國城市建設研究院完成園區總體規劃（占地309.07 hm2），并開展有序化建設。相繼實施了填埋場封場、填埋氣發電、生活垃圾焚燒、餐廚垃圾處理、醫療垃圾處理等固廢設施及園區管理、科研中心。目前正在實施的項目有建筑垃圾資源化利用項目、污泥處置項目，其中建筑垃圾資源化利用項目設計已完成，項目效果見圖7。

圖7 朝陽區建筑垃圾資源化利用項目效果

1） 建筑垃圾與其他靜脈產業關系。生活垃圾焚燒設施產生爐渣送建筑垃圾設施處置利用、焚燒發電乏汽送建筑垃圾設施混凝土制品車間養護利用、焚燒發電或填埋氣發電送建筑垃圾各設備使用；建筑垃圾設施分選輕質焚燒物送生活垃圾焚燒設施利用、分選渣土送填埋場封場使用，建筑垃圾設施生產的產品送園區內各功能建構筑物作為建材使用。各功能建構筑物建設產生的建筑垃圾送建筑垃圾設施進行利用。

2） 建筑垃圾廠區內靜脈產業關系。建筑垃圾設施分建筑垃圾儲存及處理單元、爐渣儲存及處理單元、中間產品儲存單元、資源化產品生產單元。其中上游建筑垃圾儲存及處理單元和爐渣儲存及處理單元將建筑垃圾收集、分類后，進行破碎、篩分和分選，得到的各級配骨料送中間產品儲存單元。中間產品儲存單元根據建材市場情況進行售賣或送下游資源化產品生產單元。下游資源化產品包含混凝土磚、隔墻板、商品混凝土、道路無機料、瀝青混凝土等生產設施。利用上游設施生產的各級配骨料，生產建材產品外售，不合格產品和邊角料送上游設施利用，保證物料梯級循環利用。

朝陽區建筑垃圾資源化利用項目與朝陽循環經濟產業園功能關系見圖8。

圖8 朝陽區建筑垃圾資源化利用項目與朝陽循環經濟產業園功能關系

4 結論

1） 北京市建筑垃圾利用設施推薦工藝：通過比較北京市建成投產的石景山區、昌平區和大興區建筑垃圾利用設施主體工藝，破碎篩分推薦選用二級破碎+ 二級篩分或三級破碎+三級篩分工藝；分選選用（人工、風力、磁力、水力） 多級分選。另外，需在建筑垃圾進料前端設置必要的分類或防堵防沖擊設施以保證設備系統的正常運行。

2） 靜脈產業模式下建筑垃圾利用實踐：分析表明，建筑垃圾利用設施是靜脈產業園和靜脈產業的重要延伸，不僅能實現與園區內其他靜脈產業間的物質能量循環，還能實現自身處理單元與利用單元的物質梯級利用循環關系，具有很大的資源化發展潛力。