市政建筑垃圾資源化利用發(fā)展的挑戰(zhàn)和機(jī)遇

摘要 隨著市政交通、新能源、水利等基礎(chǔ)設(shè)施的更新完善，建筑垃圾的產(chǎn)量開始逐年遞增。當(dāng)前建筑垃圾資源化利用應(yīng)用領(lǐng)域受限，從原料生產(chǎn)、施工建造和運(yùn)營(yíng)維護(hù)，再到拆除，僅少部分實(shí)現(xiàn)資源化利用，大部分偏遠(yuǎn)區(qū)域依舊采用填埋或堆放，對(duì)大自然生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生不利影響。隨著國(guó)家對(duì)生態(tài)文明建設(shè)的高標(biāo)準(zhǔn)要求，經(jīng)濟(jì)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)矛盾日益凸顯，如何平衡發(fā)展和保護(hù)，提高資源化利用水平，讓建筑垃圾變成再生骨料返回大自然，根本上實(shí)現(xiàn)循環(huán)再利用已成為重要課題。文章從建筑垃圾處理發(fā)展階段及當(dāng)下主流的應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)行分析，從而對(duì)建筑垃圾的資源化利用水平提出合理化建議。

關(guān)鍵詞 建筑垃圾；資源化利用；綠色低碳循環(huán)發(fā)展經(jīng)濟(jì)體系

中圖分類號(hào) X799.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 2096-8949（2023）08-0183-03

0 引言

2021年，國(guó)務(wù)院發(fā)布了《關(guān)于加快建立健全綠色低碳循環(huán)發(fā)展經(jīng)濟(jì)體系的指導(dǎo)意見》，對(duì)健全體系，確保雙碳提出綱領(lǐng)性要求。各地區(qū)相繼出臺(tái)規(guī)章制度和管理辦法，以節(jié)能、降耗和減污為目標(biāo)，建立三大體系，通過全流程控制和全過程監(jiān)督，融合新興技術(shù)以解決生態(tài)問題。在基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)穩(wěn)步增長(zhǎng)的大背景下，隨著工業(yè)化水平、城鎮(zhèn)化建設(shè)的不斷推進(jìn)，難以估量的建筑垃圾成為令城市管理者頭痛的問題，也嚴(yán)重影響到人們的生活質(zhì)量，如何將工程建設(shè)中產(chǎn)生的廢棄物變廢為寶，充分應(yīng)用到建筑、市政、交通和環(huán)境治理等方面，推動(dòng)建筑垃圾的資源化利用，加快推進(jìn)二十大報(bào)告提出的生態(tài)文明建設(shè)要求，顯得尤為重要。

1 建筑垃圾處理發(fā)展現(xiàn)狀

近幾年，國(guó)家尚未建立全口徑的建筑垃圾統(tǒng)計(jì)制度，各類研究報(bào)告中的數(shù)據(jù)主要來自各地的匯總材料，根據(jù)前幾年中科院報(bào)告，建筑廢棄物產(chǎn)生量約25億噸/年，約為城市垃圾總量的三分之一還多[1]。經(jīng)測(cè)算，建筑垃圾科學(xué)合理處置后（如用于市政道路的基層墊料、路面材料），可產(chǎn)生約90倍的新增產(chǎn)值。

早期的經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展與房地產(chǎn)及基建行業(yè)息息相關(guān)，第一個(gè)十年由于建筑垃圾處理效率低下，基本上以人為干預(yù)、粗放式處理為主。2015年左右，建筑垃圾處理開始逐步實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、精細(xì)化和精品化處理，行業(yè)的部分領(lǐng)先企業(yè)開始投入大量人力和物力加以研究，此后資源化水平不斷進(jìn)步。十三五時(shí)期，建筑垃圾產(chǎn)量及資源化處理水平開始逐年攀升，甚至超過原城市單一品種排放數(shù)量最大的生活垃圾產(chǎn)量，成為新的單一品種數(shù)量最大的固體廢棄物，建筑垃圾資源化利用成為城市更新面臨的重點(diǎn)。“十三五”時(shí)期全國(guó)建筑垃圾產(chǎn)量見圖1。

“十四五”開局之際，我國(guó)發(fā)布《“十四五”循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃》，在政策層面提出各地要加強(qiáng)固廢資源綜合利用水平，應(yīng)采取系統(tǒng)科學(xué)的協(xié)同處置方式，進(jìn)一步提升資源化利用程度。此背景下，交通運(yùn)輸部率先發(fā)布《公路工程利用建筑垃圾技術(shù)規(guī)范》，明確提出要在公路領(lǐng)域?qū)ㄖ牧霞訌?qiáng)循環(huán)利用，從原材料的優(yōu)選原則、加工工藝、加工設(shè)備最低要求、環(huán)保要求、再生材料的應(yīng)用范圍與技術(shù)類別等級(jí)劃分及驗(yàn)收等方面做出了詳細(xì)規(guī)定，對(duì)建筑垃圾資源化利用也提出了更高要求，進(jìn)一步完善了建筑垃圾減量化處理的工作機(jī)制。根據(jù)建筑垃圾處置行研報(bào)告研究預(yù)測(cè)，十四五時(shí)期城市更新產(chǎn)生的建筑垃圾拆除量維持在約5%的增速，“十四五”收官之年建筑垃圾總量有可能突破40億噸。粗略計(jì)算，預(yù)計(jì)2026年建筑垃圾市場(chǎng)規(guī)模約1 500億元。而從工信部、住建部統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)報(bào)告顯示，目前我們國(guó)家資源化利用率是比較低的，平均僅有8%～12%左右，局部地區(qū)較好的有20%左右，較差的地區(qū)甚至在5%以下。而歐美、日韓、新加坡卻達(dá)到90%～97%[2]。在如此巨大的產(chǎn)生量面前，如何有效提高建筑垃圾的資源化利用程度，成為城市發(fā)展的難點(diǎn)。“十四五”期間我國(guó)建筑垃圾產(chǎn)量預(yù)測(cè)見圖2。

2 建筑垃圾處理發(fā)展階段

業(yè)界普遍認(rèn)為建筑垃圾處理經(jīng)歷了四個(gè)發(fā)展階段[3]。

2.1 1.0階段

1.0階段集中在2008年以前，主要采用原始處理，其顯著特征：總體規(guī)模小（一般投資500萬(wàn)元以內(nèi)，占地2 公頃以內(nèi)）；資源化處理工藝簡(jiǎn)單，處理水平落后；環(huán)境不友好，無(wú)專用環(huán)保設(shè)施，處理措施不完善；資源化利用設(shè)備簡(jiǎn)陋；處置企業(yè)均為小型企業(yè)，無(wú)正規(guī)手續(xù)，未形成產(chǎn)業(yè)規(guī)模；資源化利用后的再生產(chǎn)品簡(jiǎn)單、技術(shù)附加值低（再生骨料/免燒磚）、技術(shù)水平落后；尚無(wú)國(guó)家政策支持。

2.2 2.0階段

2.0階段集中在2008—2015年，處理水平有了一定發(fā)展，主要特征表現(xiàn)：處理廠具備一定規(guī)模（投資500萬(wàn)～2 000萬(wàn)元，占地6 ～15 hm2），廠房設(shè)備初具集群效應(yīng)；資源化利用設(shè)備大為改善，出現(xiàn)部分專用設(shè)備；資源化利用環(huán)保設(shè)施水平有所提升；部分企業(yè)得到政府支持，生產(chǎn)有了政策支撐；部分企業(yè)開始技術(shù)創(chuàng)新，可生產(chǎn)相對(duì)附加值較高的透水磚、再生砂漿、再生水穩(wěn)料等；技術(shù)水平自動(dòng)化程度還不夠高，尚未采用分類分離技術(shù)及裝備；部分處置企業(yè)受政府監(jiān)管。

2.3 3.0階段

3.0階段集中在2016—2020年，處理水平有了更高程度發(fā)展，主要特征表現(xiàn)：處理廠具備一定規(guī)模（投資0.2～3億元，占地7～20 hm2），廠區(qū)以半封閉式或封閉式處理為主；資源化利用處理生產(chǎn)線80%以上采用專用設(shè)備；環(huán)保設(shè)施已經(jīng)達(dá)標(biāo)，符合國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)；大部分企業(yè)得到政府授權(quán)；行業(yè)參與者越來越多，清運(yùn)處理及處置一體化越來越多；處理生產(chǎn)的再生產(chǎn)品品類豐富：仿大理石透水磚、再生砂漿、再生商混、再生水穩(wěn)料、再生瀝青料、RDF等；出現(xiàn)行業(yè)專有技術(shù)，諸如分揀、分選、分離技術(shù)開始推廣；行業(yè)得到社會(huì)認(rèn)可，并接受政府監(jiān)管指導(dǎo)。

2.4 4.0階段

4.0階段即目前正在規(guī)劃實(shí)施，處理水平得到更高程度的發(fā)展，融入了數(shù)字化賦能、智能化管理等技術(shù)，主要特征表現(xiàn)：處理規(guī)模進(jìn)一步擴(kuò)大（投資1～5億元，占地7～35 hm2）；資源化利用系統(tǒng)及生產(chǎn)處理線90%以上采用專用設(shè)備及軟件；環(huán)保處理水平超過國(guó)家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)；出現(xiàn)建筑固廢+工業(yè)固廢等系統(tǒng)協(xié)同處置模式；研發(fā)技術(shù)水平進(jìn)一步上升，分類創(chuàng)造價(jià)值、分類深度利用；融入新興技術(shù)，實(shí)施工業(yè)“互聯(lián)網(wǎng)+”App；再生產(chǎn)品更加豐富：仿大理石透水磚、再生砂漿、再生商混、再生水穩(wěn)料、再生瀝青料、RDF、PC預(yù)制構(gòu)件、3D打印粉、再生水泥等；行業(yè)影響力進(jìn)一步提升，出現(xiàn)政府授權(quán)并大力支持發(fā)展。

3 新形勢(shì)下建筑垃圾處理的發(fā)展思路和技術(shù)路線

前幾年由于建筑垃圾處置技術(shù)受限，且政府和市場(chǎng)監(jiān)管力度不強(qiáng)，處置方式往往簡(jiǎn)單粗暴，大部分建筑垃圾直接填埋，少部分才會(huì)考慮資源化利用。造成的后果就是占用了大量寶貴土地資源，無(wú)法讓土地發(fā)揮更大價(jià)值，處置的綜合費(fèi)用較高。由于處理不完全，容易將重金屬及不可降解物直接填埋，久而久之可能會(huì)污染地下飲用水資源，影響居民健康。由于處理的技術(shù)水平不高，處置過程會(huì)對(duì)地表造成破壞，土壤結(jié)構(gòu)伴有不可修復(fù)的生態(tài)破壞。因此提高建筑垃圾資源化水平顯得尤為重要，梳理目前市場(chǎng)上主要處理方式，匯總?cè)缦拢?/p>

3.1 再生骨料

將建筑垃圾利用特殊技術(shù)處理，變成建設(shè)過程可用的再生原料，目前屬于反哺過程中最大的一片市場(chǎng)。將收集的建筑垃圾進(jìn)行一次破碎、二次破碎、分選并形成建設(shè)過程可用的材料，融合到預(yù)拌混凝土、預(yù)拌砂漿等建材產(chǎn)品中，這是當(dāng)下建筑垃圾資源化利用的重要途徑。目前已應(yīng)用到很多領(lǐng)域很多項(xiàng)目，如建筑垃圾資源化成功應(yīng)用在全長(zhǎng)70.16 km的陜西省西安市外環(huán)高速的建設(shè)項(xiàng)目中。項(xiàng)目中創(chuàng)新采用混凝土磚分離技術(shù)，將垃圾變廢為寶，形成的再生骨料可代替部分碎石，用于路面基層及底基層的鋪設(shè)以及預(yù)制混凝土構(gòu)件的制作，項(xiàng)目實(shí)施后，預(yù)計(jì)可處置垃圾約600萬(wàn)噸，減少由于垃圾填埋而占用的土地資源約200 hm2。經(jīng)估算，該再生骨料的成功應(yīng)用可節(jié)約近2億元工程造價(jià)，并減少由于建筑垃圾清運(yùn)消納費(fèi)約2.5億元，從而大幅降低了工程建設(shè)造價(jià)。經(jīng)統(tǒng)計(jì)目前我國(guó)預(yù)拌混凝土、粗骨料和細(xì)骨料等的資源消耗巨大，如能進(jìn)一步提升建筑垃圾資源化利用，將會(huì)顯著緩解原生資源的緊張情況。

3.2 城市堆山造景

生態(tài)城市建設(shè)中不僅對(duì)建構(gòu)筑物提出要求，還對(duì)城市人為藝術(shù)有進(jìn)一步要求，很多地區(qū)試點(diǎn)將建筑垃圾用于堆山造景，從而打開處置新格局。由于城市建設(shè)產(chǎn)生的混凝土、石灰、渣土等成分科學(xué)處置后，可直接用于城市堆山造景，這對(duì)建筑垃圾的資源化處置和科學(xué)消納提供了新的消化途徑，可在減量化處理的同時(shí)，將建筑垃圾變廢為寶。在綠色生態(tài)領(lǐng)域進(jìn)行了科學(xué)試點(diǎn)表明，與以往傳統(tǒng)建筑垃圾處置模式不同，該模式給城市生態(tài)文明建設(shè)提供了一套行之有效的方式，可用于提升城市的生態(tài)環(huán)境及居民休閑，是實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展所要求的環(huán)境與循環(huán)經(jīng)濟(jì)雙贏的重要途徑。利用建筑垃圾進(jìn)行堆山造景，不僅有效地對(duì)建筑垃圾進(jìn)行再利用，并且可以提供綠色生態(tài)發(fā)展空間，減緩城市熱島效應(yīng)，提高城市綠化面積。建筑垃圾人工山體建成后，具有較高的環(huán)境效益和民生功效，同時(shí)還可以結(jié)合科普教育需求，設(shè)立建筑垃圾資源化處置科普基地等。

3.3 海綿城市

“海綿城市”是生態(tài)城市建設(shè)的重要形式，也是上海市政總院目前在城市發(fā)展中主推的一種協(xié)同治理新模式。其理論是基于構(gòu)建一個(gè)系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)低影響開發(fā)雨水收集利用系統(tǒng)，通過雨水徑流的源頭控制來管理用地開發(fā)，幫助城市像海綿一樣增加彈性從而更容易復(fù)原。中國(guó)南部一些地區(qū)的強(qiáng)降雨已導(dǎo)致許多城市內(nèi)澇嚴(yán)重，城市居民的生活受到很大影響，城市交通和安全受到嚴(yán)重威脅。海綿城市的建設(shè)理念在減少雨洪災(zāi)害和發(fā)揮雨、水資源潛在價(jià)值間尋求了一種平衡，城市降水能夠被積存、凈化、回用或入滲補(bǔ)給地下。城市道路透水路面是生態(tài)海綿城市建設(shè)最有效的技術(shù)手段，建筑垃圾處理完以后，再經(jīng)過分類，可以做成系列的透水材料體系。

3.4 裝配式住宅

現(xiàn)代裝配式住宅是建設(shè)部一直推廣的，致力于提高裝配率。高度集成化的智能綠色裝配式建筑代表了城市未來的發(fā)展方向，其是實(shí)現(xiàn)雙碳目標(biāo)的必經(jīng)之路。現(xiàn)有裝配式建筑主要有裝配式混凝土、裝配式鋼結(jié)構(gòu)、裝配式木結(jié)構(gòu)等三種結(jié)構(gòu)，其中建筑垃圾處置以裝配式混凝土為突破點(diǎn)，將建筑垃圾的資源化再生產(chǎn)品應(yīng)用其中，同時(shí)隨著技術(shù)發(fā)展，再生產(chǎn)品將實(shí)現(xiàn)全涵蓋。我們現(xiàn)在比較倡導(dǎo)建筑垃圾拆用還有處理形成一體化來運(yùn)營(yíng)。裝配式住宅的好處，可以裝上去，也可以拆下來，這個(gè)構(gòu)件在這個(gè)樓里不用了，還可以裝到那個(gè)樓上去。現(xiàn)澆式建筑一旦推倒了全是垃圾，而采用裝配式住宅，廢棄的房屋可以按照不同層次加以分析和處理，有些構(gòu)件可以移植，當(dāng)然也有建筑整體的移動(dòng)。這都可以形成一些產(chǎn)品。

3.5 3D打印建筑

3D打印建筑以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，通過逐層打印，可快速構(gòu)成構(gòu)造物體。相較于傳統(tǒng)建造方式，3D打印省去了立模、配筋、現(xiàn)澆、拆除模板等工序，避免了現(xiàn)場(chǎng)施工帶來的揚(yáng)塵和噪音問題，節(jié)約了人工和時(shí)間成本。在綠色施工和人工“走俏”的當(dāng)下，3D打印建筑無(wú)疑是推進(jìn)智能建造的一條重要實(shí)施途徑。加上3D打印的優(yōu)點(diǎn)，做到精確計(jì)算建筑過程所需的材料，從一開始的設(shè)計(jì)方案，到最終打印形成一體成品，全過程精確把控材料，基本不會(huì)造成資源浪費(fèi)。將建筑固廢進(jìn)行分類處理，再經(jīng)過顆粒化碾磨，配比成3D打印建筑油墨，實(shí)際測(cè)試結(jié)果證明其堅(jiān)固程度不低于以往的混凝土墻體。建筑固廢油墨化，不僅可用于建筑打印，更有利于固廢資源存儲(chǔ)，將實(shí)現(xiàn)建筑建造不再開礦，還青山綠水于自然。打印噴頭為“筆”，固廢原料為“墨”，施工現(xiàn)場(chǎng)為“紙”，3D打印技術(shù)在該行業(yè)的成功應(yīng)用，不僅將建筑垃圾變廢為寶，同樣可以描摹出城市智能建造的新畫卷。

4 結(jié)語(yǔ)

城市資源是有限的，但是人們對(duì)城市建設(shè)的需求是無(wú)限的，如何解決二者的矛盾？答案一定是提高資源循環(huán)利用率。實(shí)踐證明，建筑垃圾只是資源放錯(cuò)了地方，我國(guó)作為全球基礎(chǔ)建設(shè)規(guī)模最大的國(guó)家，自“十三五”時(shí)期，各地就開始試點(diǎn)建筑垃圾資源化利用，出臺(tái)各類專項(xiàng)規(guī)劃、政策制度和實(shí)施措施，引導(dǎo)支持行業(yè)加大建筑垃圾回收利用力度，加快各類項(xiàng)目建設(shè)運(yùn)行，實(shí)施以來，已取得部分成效。統(tǒng)計(jì)顯示，實(shí)施建筑垃圾資源化的城市比實(shí)施前提高了近1.5個(gè)點(diǎn)，比未實(shí)施的城市高近1個(gè)點(diǎn)。據(jù)測(cè)算，如將建筑垃圾資源利用率提高到90%，帶來的產(chǎn)值近六千億元，如此可觀的經(jīng)濟(jì)效益證明建筑垃圾資源化利用勢(shì)在必行。

結(jié)合國(guó)家關(guān)于《“十四五”時(shí)期“無(wú)廢城市”建設(shè)工作方案》的落地，建筑固廢再生產(chǎn)品要求做到能用盡用。我們作為從業(yè)者，應(yīng)該在綠色低碳循環(huán)發(fā)展經(jīng)濟(jì)體系下，把握機(jī)遇，應(yīng)用系統(tǒng)思維，積極探索建筑垃圾資源化發(fā)展工作的新路徑和新亮點(diǎn)，在內(nèi)部搭建資源化利用技術(shù)研究中心等創(chuàng)新平臺(tái)，開展再生骨料生產(chǎn)技術(shù)、強(qiáng)化技術(shù)研究，打破技術(shù)壁壘，產(chǎn)生更多、更重要、范圍更廣的再生產(chǎn)品，服務(wù)于市政交通、城市建設(shè)和環(huán)境治理等方面，著力提升建筑垃圾資源化利用水平，真正實(shí)現(xiàn)減量化，為生態(tài)文明建設(shè)作出更大貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

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[3]趙維妍， 張爽， 常瑞峰. 建筑垃圾資源化利用發(fā)展歷程[J]. 環(huán)境與發(fā)展， 2020（7）： 205+207.