上海市建筑垃圾的处理及再利用论文_秦刚

上海建工四建集团第四工程公司

摘要:通过走访问卷等调查方式,对于上海市建筑企业、建筑垃圾处理单位、和施工现场进行了走访调查,并结合自身多年现场经验,以及查阅期刊文献等,针对上海市建筑垃圾的来源、处理方式、再利用情况以及政策等几个方面进行了深入的调研。并且,针对上海市实际情况,进行了一定的建议。

关键词:建筑垃圾,垃圾处理,再生利用

1.背景

上海市每天因土方开挖、拆迁以及房屋装修等产生的建筑垃圾达13.7万余吨,约占城市垃圾的30%至40%。目前,简单的分选、破碎、制砖等初级再利用模式已在上海一些区县推行,但仍有大量垃圾被长期简单堆放。这种处理方式不仅会对环境和地下水源造成影响,同时还会占用大量土地,造成“垃圾围城”的局面。据测算,每万吨建筑垃圾占用填埋场土地一亩,上海市每年产生的建筑垃圾填埋占地面积就要上千亩,这是现有的土地资源不能承受的。

建筑垃圾是指人们从事拆迁,建设,装修,修缮等过程中所产生得渣土、弃土、弃料、余泥及其他废弃物。建筑废料经分拣、剔除或粉碎后,可以得到以下再生资源,废弃混凝土和砖石、渣土、废弃木材、钢材、废玻璃、废塑料、废陶瓷等[1]。

据不完全统计,我国建筑垃圾产生总量达到15.6亿吨/年。随着社会可持续发展意识的日益增强,相继开始了对建筑垃圾的综合利用的探索性研究和一些有益的尝试。其中一些企业结合国际先进的建筑垃圾处理经验,研制成功移动式、固定式建筑垃圾处理技术,可以解决建筑垃圾处理难题,该技术已经在国内许多一线城市获得成功应用。然而,由于各方面的原因,再生建筑材料在产生过程中常会出现原材料来源不足、营销中市场上认可度不高等问题,成为建筑垃圾再利用环节上的瓶颈。

发达国家正在积极探索将垃圾变为一种新资源,“垃圾处理”在能源、资源领域,作为新兴技术正发展成一个巨大的产业[2]。早在1976年,当时的荷兰、比利时就与联邦德国政府联合成立了“混凝土解体与再利用委员会”,开始以废混凝土作为混凝土的粗、细骨料。丹麦采用废弃物税收政策,建筑垃圾循环利用的比例明显增加,如今约有90%的建筑垃圾得到了重新利用。日本在1977年率先制定了《再生骨料和再生混凝土使用规范》。1991年又制定了《资源重新利用促进法》,规定建筑施工过程中产生的渣土,混凝土块,沥青混凝土块,木材,金属等建筑垃圾,均须送往“再生资源化设施”进行处理[3]。据有关资料报道,东京在1998年对于建筑垃圾的重新利用率就已经达到56%。目前,日本已掌握成熟的建筑垃圾处理技术。大部分发达国家建立了一个以技术方法、科学和组织结构以及管理工具密切结合的联合系统,确保了对主要废弃物流动的控制和对大部分建筑垃圾的循环利用。

据工信部统计,2012年我国产生建筑废料15亿吨,其中进行资源化利用的仅为几千万吨,利用率不到5%,而欧美发达国家的利用率在60%以上[4]。我国的建筑垃圾处理及再生利用,无论在管理、技术以及理念上,与发达国家均存在较大差距,成为我国社会经济发展中的顽疾。上海作为一线城市,如何突破“围城”的局面,打造高效节能的建筑垃圾处理及再利用模式,让城市建筑垃圾成为城市宝贵的“矿藏”资源,是正面临产业转型的上海政府及相关企业亟待解决的问题。

2.调研内容和方法

上海市经济发展迅速,建筑行业发达,涉及单位众多。本次调研采用的典型调研法的方式来对上海市代表性单位以及个体进行调研。我们对上海市代表性项目工程单位进行访谈、问卷等方式进行资料收集。通过对施工企业以及施工工地的走访,了解到企业在施工工作中建筑垃圾的产生情况以及再生建筑材料在施工过程中应用情况。通过对相关政府单位的走访了解到国家对现阶段上海市建筑垃圾的再生利用的鼓励措施以及实行情况。通过对建筑再生材料生产单位的访谈了解到上海市目前再生材料的市场情况。在此基础上进行总结探讨,并提出相应的建议。

3.上海建筑垃圾的主要来源及特点

3.1.新建建筑物及构筑物

新建建筑物及构筑物,指住宅、公共建筑、市政道路、桥梁、码头、地铁等。在施工过程中所产生各种废弃物,主要包括工程渣土、混凝土及砂浆、砖石、废金属料、竹材、各种包装材料等等。

上海自改革开放以来,新建建筑物及构筑物如雨后春笋般拔地而起,在九十年代中后期至本世纪初达到高潮。从60年代到80年代的多层混合结构,到90年代后以混凝土框架结构、混凝土剪力墙结构、钢结构,建筑垃圾的成分也发生了较大的变化[5]。目前上海市新建建筑垃圾除工程渣土之外,以混凝土(散落混凝土、桩头、支撑拆除)、砂浆、碎砖、包装材料为主。其中,由于上海市建筑多带有较深地下结构,使得深基坑施工中的混凝土支撑大量存在,支撑拆除成了此类建筑物或构筑物最大的废弃混凝土来源。

根据2013上海统计年鉴,我们查得上海市各年新建建筑总量,据统计,每一万平方米建筑产生500吨建筑垃圾。由此得到上海市各年因新建建筑产生垃圾数,见图1。近几年,新建建筑产生垃圾总量大约在3000万吨左右。

3.3装饰装潢工程

新建建筑和旧房翻修在装饰装潢过程中均会产生大量建筑垃圾。据统计,简单装饰100m2 的房间要产生约5吨的建筑垃圾。上世纪末至本世纪初的住房也进入重新装修的高峰期。装饰装潢工程垃圾的成分与建筑工地的垃圾有较大区别,前者以砖块、木材、砂浆为主,后者以大块的混凝土、钢筋为主。据官方统计,上海在2012年仅新建商品住宅建筑面积就有1890万平方米,存量房成交量在1446万平方米,按九成房屋需要进行装饰装潢工程,大约折算下来会在装饰装潢工程上产生1500万吨垃圾。

目前,上海市每年产生建筑垃圾总量在四千万吨到五千万吨之间。各种材料中,混凝土、碎砖、砂浆所占比例巨大,约为70%-80%,是处理和再生利用的主要对象。

4.上海建筑垃圾的处理

上海的建筑垃圾处理,主要包括填埋和回收再利用。据报道,2003年~2005年,以标高回填、工程回填、绿化用土等方式处理的建筑垃圾约占年产量的60%;以围海造田方式处理的建筑垃圾占年产量的30%[6],其余10%以临时堆放、弃置等方式处理。图2为上海某建筑垃圾填埋现场。调研中发现,在不同项目中填埋与回收的比例有很大的变动。如上海市莘庄

图2 上海建筑垃圾填埋现场

商业区项目采用的就是100%的填埋,处理费用50元/方;中国人寿数据中心项目的建造中,填埋与回收为1:8,处理费用100元/方;上海南方商务区项目中,填埋与回收的比例是10:1,处理费用100元/方。每个项目因建筑结构形式不同、与消纳场或与固废处理点运距的不同、使施工企业在选择处理方式上首先考虑的是成本,从而使得填埋与回收的比例在各个工地差异较大。

近几年来,一方面,随着沿江老码头消失(水运被迫转为陆运),以及本地填方需求的大量减少,填埋也成为难题,一些区县甚至出现到周边地区购买消纳场用地的现象,成本越来越高。另一方面,市内的固废处理点受到地方环评及当地居民的抵制,仅少量存在,全面布局尚未完成,无法满足周边工地建筑垃圾的处理需求。现有的固废处理点还存在周边废弃混凝土供应不足,无法发挥产能优势等问题。

总的来说,填方处理,仍占具目前上海建筑垃圾处理方式的主导地位。据官方统计,近几年,上海市每年填埋量占建筑垃圾总量的90%,仅10%左右建筑垃圾被分选后制成再生材料使用。图3为上海迪士尼乐园建设的建筑垃圾资源化处理现场。

图3 上海迪士尼乐园建设的建筑垃圾资源化处理现场

5.上海再生产品研发生产及市场应用情况

根据上海再生资源利用协会提供的资料,在册企业每年回收再利用再生产品约200万吨左右。最为大宗的再生产品为再生骨料、再生混凝土、再生砂浆、再生砌块[7]。当然这一数据未包涵未在协会注册的企业,所以,实际数据应该更大些。

上海市由同济大学和上海建筑科学研究院针对再生骨料混凝土高吸水和高收缩的问题,开展长期合作研究。在充分认识再生骨料的结构特性、水分迁移特性和再生混凝土界面过渡区的微观结构后,提出了合理有效的解决措施。目前,他们在建筑垃圾制取烧结砖和再生混凝土技术方面,已形成成套技术。该技术是将解体混凝土和废弃砖瓦进行再生资源化处理后, 作为混凝土骨料、轻骨料, 生产普通混凝土或高性能混凝土砌块。

目前,上海再生骨料主要用于取代天然骨料来配制混凝土、砂浆或作为原料用生产非烧结砌块或非烧结砖。再生骨料常见用以配制中低标号混凝土及砂浆。2010年上海世博会沪上生态家项目,从基础到主体结构全部用泵送再生混凝土浇筑,其中C30再生混凝土采用100%再生粗骨料,C40再生混凝土采用50%再生粗骨料[8];复旦大学新闻学院的道路整修项目,采用了C30再生混凝土作为道路面层材料,均取得了较好的效果。再生砖和混凝土砌块用于低层建筑的承重墙体及高层建筑非承重填充墙体,还有一些特殊用途砖,如盲孔砖、草坪砖、透水砖、人行道路面砖等被大量使用[9]。我们针对上海市建筑施工现场的调研中发现,五个项目中有二个项目使用了再生产品(再生砌块),说明再生产品已经在上海有了一定的市场。

上海城建集团旗下子公司上海城建物资有限公司,是上海市特大规模混凝土生产企业,同时也是上海市建筑垃圾循环利用的先进企业。年生产商品混凝土达370万方,再生混凝土占有率近40%。依托集团优势,该企业成为上海市集建筑材料再生利用的研发,生产和实用为一体的综合性企业,在建筑垃圾回收利用的技术及管理方面走在行业前列。公司在全布范围布局固废资源利用生产基地,如图所示,极大地提高了建筑垃圾的处理及利用效率。仅关港固废利用基地,混凝土设计年产量为100万方,其中再生混凝土40万方。 2010年至2012年城建物资绿色再生混凝土总产量227万吨,利用建筑废弃物156万吨,减少天然砂石开采量140万吨,节约天然砂石运输能耗1.7万吨标煤,节约建筑垃圾堆存占地156亩,累计创造固废产值6.9亿。同时,企业研发并推广的装配式建筑技,有效的减少施工场地的建筑垃圾产量,提高施工效率,减少建筑材料的浪费,是今后建筑业的发展方向。

然而,部分建筑垃圾再生产企业仍举步为坚。上海普环实业有限公司在混合型建筑垃圾的再利用方面一直进行着有益探索,再生砂石、再生石料和再生基石以及彩色道砖的生产已经初具规模。该公司建筑垃圾的主要来源是普陀区范围内的建筑装修垃圾,每年需处理24万吨左右。渣土经粉碎、筛选,分离为再生砂石、再生石料和再生基石三类成品,并可通过静压制砖机生产花砖、渗水地砖等砖石成品。但因产品遭遇市场瓶颈,难以为续,正在为寻求更好再生产品及出路。目前该公司只对运来的渣土作挑拣和物理粉碎,然后作铺路基或地基填料。

为鼓励企业利用建筑垃圾的积极性,上海市政府出台了减免税收的政策。建筑产品中含30%再生材料,生产企业可享受免税政策,含70%再生材料,生产企业可享受增值税、营业税全免的优惠政策。

6.意见和建议

在总结业内专家的建议,结合查阅相关文献的基础上,提出以下意见和建议:

(1)结合国家法律法规,完善本市政策法规。为建筑垃圾资源化,提供必要的政策法规的支持和保障,使得各个环节的管理上都能有法可依,有令可行[10]。建筑垃圾再生利用的社会价值高,而经济价值低,政府还应当制定一些强制性和鼓励性的法规,完善激励性配套设施,通过部分税费减免以及资金资助等方式促进建筑垃圾再生利用的市场效益。

(2)源头分类收集建筑垃圾,全市合理布局固废资源利用生产基地。由于建筑垃圾成份复杂,不同材料之间用途相差较大的原因,因此,政府应当要求施工单位在施工现场便将建筑垃圾分成不同种类,然后分别运送至相应的指定地点。通过合理布局固废资源利用生产基地,降低运输成本,以此来促进建筑垃圾的随意堆放和再生产企业原料难求的两难局面。

(3)拓展建筑垃圾再生利用产品市场,列入市政府采购目录。基于部分企业对建筑再生材料的抵触心理,政府应当作示范作用,将建筑垃圾再生产品列入政府采购目录。上海市财政、城乡建设部门在城市公用设施和公共建筑建设中,同等条件下优先采用建筑垃圾综合利用产品,引领社会对建筑垃圾再生产品的认同。

(4)加大经费投入,促进回收方式和再生技术的研究。上海市再生技术的研究虽在全国范围内属于领先水平,但是相较于发达国家,还是有一定的不足。因此政府应当具备长远的目光,加大经费投入,促进建筑垃圾再生利用的科研技术发展,从技术发面推进上海市建筑垃圾回收再利用。

(5)新增绿色建筑评价体系中建筑再生材料使用量标准,促进业主对建筑再生材料的利用。上海市对建筑垃圾再生利用企业虽有一系列的减免税政策,但是对于鼓励业主对于建筑再生材料的使用政策有待补充。将建筑再生材料在绿色建筑中的评判标准提高,有利于提高业主以及施工企业对建筑再生材料的重视,从而促进建筑再生材料的市场拓展。

(6)大力推广绿色施工理念。绿色施工是建筑业改革的必然趋势,绿色施工对建筑废料再循环的意义在于对建筑废料在产生在建筑过程中给予“减量化”,同时推崇建筑废料再生产品的使用,两者相辅相成,使建筑废料再循环变得有章可循。

7.结语

上海作为正在产业转型期的特大型城市,城市建设必须适合可持续发展战略。调研中我们看到了上海在建筑垃圾循环利用中的各种问题,但同时也看到了专家、学者和工程技术人员的努力和希望。通过建筑垃圾“减量化、资源化、无害化”的处理,节省上海地区宝贵的土地资源及大量的人力、物力、财力,避免环境资源的破坏,实现经济效益、社会效益和环境效益的统一。

参考文献

[1]李秋义.建筑垃圾资源化再生利用技术.中国建材工业出版社,2011.4: 238-312

[2]魏华.建筑垃圾资源化处理技术及应用.中国科技投资,2013.16.

[3]俞淑芬. 建筑垃圾的综合利用.国外建材科技,2005.2.

[4]高峰. 建筑垃圾利用潜能只用了5%.企业文化,2011.2.

[5]姜亮,何静波. 浅析当前我国建筑垃圾资源化的发展现状.城市建设理论研究,2013.3.

[6]赵军.大城市建筑垃圾产生特征演变及比较.中南大学(自然科学版),2013.3.

[7]冯向东范永法李翠玲 ,新型建筑材,2012年 第11期.

[8]贾淑明,以建筑垃圾为骨料的再生混凝土技术,2012.9.12

[9]孙跃东,肖建庄,再生混凝土骨料,全国建筑学科核心期刊 2004年第6期.

[10]承建文. 上海市建筑垃圾资源化利用深化研究.金属材料与冶金工程,2011.1.

论文作者:秦刚

论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第12期

论文发表时间:2017/10/13

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