市政工程中的废弃物处理与资源回收技术研究

城市建设加快带动了市政工程数量激增，道路、管网、公园等基础设施频繁更新，伴随而来的废弃物产量持续上升。其种类包括建筑残渣、维修废料、污泥、有机垃圾及旧材料，来源广泛、成分复杂，处理难度大。由于处理体系不健全、技术水平不一及公众回收意识薄弱，致使大量可再生资源未被有效利用，部分地区甚至出现土壤与水体的二次污染问题。在“双碳”战略和绿色发展理念推动下，市政废弃物管理亟需从传统“末端处置”模式向高效、资源化、闭环式利用转变。这一转型不仅依赖于技术创新和装备升级，还需政策支持、产业联动与管理机制的全面优化，才能有效推动生态文明城市建设，实现可持续发展目标。

一、市政工程废弃物的类型与产生机制

（一）废弃物的分类

市政工程产生的废弃物主要分为三类：建筑类固体废弃物、市政设施维修废物以及市政运营废弃物。建筑类废弃物包括废弃混凝土、砖石块、砂浆残余、废钢筋等，主要在道路拓宽、桥梁拆除、大型管沟开挖等施工过程中大量产生，体积大、密度高、便于物理处理。维修类废弃物主要来源于城市道路、市政管道等维护工程，如废旧沥青混合料、碎石、水泥块和破损管材，具有周期性、碎片化特点。运营废弃物则包括城市排水污泥、绿化修剪物、有机餐厨垃圾等，其成分更为复杂，含水率较高，部分具有一定的生物危害性，需采取相应卫生与防疫措施进行处理与转运，避免在城市空间中造成环境次生污染。

（二）废弃物的产生源

废弃物的产生主要集中在基础设施建设与更新、管网铺设与修复、城市空间改造、城市管养作业等环节 [1]。例如，城市道路每进行 1 公里的中修作业，平均产生的废旧沥青混合料达 600 吨以上，若为全幅翻修则量更大；一次小型管网维护作业中，伴随的管沟开挖会产出数十立方米的回填残土、废管片和破损混凝土，常规作业日均出土量可达2050 立方米。再如，城市污水处理厂每处理 1 万吨污水，大约产生 1015 吨含水率在 80% 左右的污泥，该污泥富含有机质和微生物，需脱水与稳定化处理后方可运输或利用。这些废弃物因来源多样、分布广泛、点多量散，处理难度和运输成本都较高，对分类管理和系统调度能力提出了更高要求。

（三）产生特点与环境影响

市政工程废弃物具有成分异质性强、含杂质多、粒径不均、含水率高等特点。例如，建筑拆除废料中通常混有木材、塑料、电线、电缆等非矿物类杂质，使资源回收面临分选与净化难题，降低再生骨料的质量稳定性；而市政污泥中可能富集重金属（如 Zn、Cr、Pb 等），若未经稳定化处理直接填埋或回填，会对土壤和地下水造成严重污染隐患。部分废弃物在运输和堆存过程中可能释放粉尘、有机异味或滋生病原体，影响周边居民健康与生活质量，尤其在高温季节更易诱发蚊蝇滋生与疾病传播。因此，加强废弃物源头管控、分类收集及全过程环境风险防控，是实现市政废弃物绿色处置的关键前提。

二、废弃物处理技术现状与发展趋势

（一）传统处理技术

传统的市政工程废弃物处理方式主要包括卫生填埋、高温焚烧和堆肥处理等。卫生填埋通常适用于惰性且无法再利用的废弃物，如混凝土碎块、沥青残料等，具有处理简便、投入成本低的特点。但其缺点也十分明显，不仅长期占用大量土地资源，还需配置防渗系统和渗滤液收集处理装置，以控制渗出物中重金属、氨氮及有机污染物的迁移，运营维护成本高，且存在填埋场老化后的环境风险。高温焚烧技术广泛应用于处理污泥、餐厨垃圾及部分可燃性市政固废，其焚烧温度通常控制在 850^∘ ° C 以上，以确保有害有机物如二噁英被彻底分解。该方法可实现减容率超过 90%，同时释放热能用于热电联产，但高温焚烧系统对设备材料、烟气净化系统提出较高要求，运行成本较高，且飞灰处置仍需谨慎处理。堆肥处理则主要针对园林绿化垃圾、餐厨剩余物等富含有机质的废弃物。其通过控制碳氮比（C/N 比控制在 25~30 之间）、氧气供应和温湿条件，在 60 天左右的发酵周期内实现有机质的稳定化与腐殖化。最终产品可作为土壤改良剂应用于绿地建设，但需控制原料含杂率在 5% 以下，以防止重金属、塑料碎片污染土壤。

（二）现代化处理技术

相较于传统方式，现代处理技术更注重系统集成与资源回收效率的提升，强调“前端分选 + 后端资源化”的协同策略。在前处理环节，采用物理分选设备如滚筒筛、振动筛、风力分选机、涡电流分选器及磁选机，可有效实现对混杂废弃物的分级、净化和成分提取，提升再生产品的纯度与一致性 [2]。针对建筑类废弃物，通常配套使用颚式破碎机进行粗破（产出粒径 >25mm）和反击式破碎机进行二次破碎（可破碎至 5^～25mm 再生粒径），以满足不同再生建材产品的粒径要求，为再生骨料的级配控制和产品质量提供可靠保障。资源化预处理技术方面，针对含水率高、稳定性差的市政污泥，广泛采用高压板框压滤、带式浓缩压滤设备，以及热脱水工艺（95~105° C 下热空气干化）降低含水率至 40% 以下，提高后续运输与焚烧效率。碳化处理技术作为热化学处理路径之一，通常在 C 的无氧环境中对污泥进行热裂解，产出可用于土壤改良或燃料替代的生物炭产品，具有碳固定与重金属稳定双重功能。近年来，协同处置技术迅速发展，如将市政污泥、粉煤灰或炉渣掺入水泥窑进行协同焚烧，不仅能利用窑炉高温彻底分解有害成分，还能作为SiO₂、CaO 等矿物组分部分替代天然原料，有效降低水泥工业的碳排放强度，实现污染减量与资源循环的双重目标，充分体现“以废治废、以废促产”的绿色发展理念。

（三）智能化管理与处理系统

在“智慧城市”理念驱动下，废弃物处理体系正逐步迈向智能化和系统化。当前已有多个城市引入以物联网（IoT）和大数据技术为基础的废弃物管理系统，实现全链条信息透明化管理。例如，运输环节配备带有GPS定位与RFID标签识别的智能车辆，可实时上传运输轨迹、作业时长及废弃物种类与重量信息，形成数字化监管平台，减少“跑冒滴漏”和非法倾倒现象。在垃圾分类与回收末端，部署带有容量监测模块的智能垃圾投放终端，可自动判断桶满状态并反馈至调度平台，优化清运路线，降低运输能耗。在分选处理环节，结合 AI 图像识别技术与近红外光谱分析系统的自动化分选线，已在建筑垃圾再生利用企业中得到实际应用。该系统可精准识别物料种类（如金属、塑料、木材、石块等），并通过高速气流喷嘴或机械分选臂自动分拣，极大提高分选效率与准确率，降低人工成本。未来，借助人工智能算法进行预测性调度、质量追踪和能耗优化将成为废弃物管理技术升级的重要方向。

（四）发展趋势与挑战

当前废弃物处理向低碳化、资源化、闭环化发展趋势明显。一方面，标准化处理工艺与装备集成水平不断提高，自动化破碎筛分线、模块化污泥干化装置等逐步普及；另一方面，处理难点仍包括：低值废弃物回收经济性差、处理设备投资成本高、政策激励机制缺位、公众配合度不高等。未来需进一步完善分类回收体系、引导社会资本参与，并在政策层面设立再生产品市场准入标准与财政补贴机制。

三、资源回收路径与典型技术研究

（一）建筑类废弃物的资源化

建筑类废弃物经分选、破碎、筛分等处理工序后，可用于再生混凝土骨料（RecycledAggregate, RA）生产。RA 按照粒径分为粗骨料（5~25mm）与细骨料（<5mm），广泛应用于道路垫层、路缘带、非结构性混凝土、干混砂浆等领域。为提高 RA 性能并满足建筑垃圾再生骨料标准，常采用预浸泡、表面涂覆（如硅烷偶联剂）、酸洗清除附着浆体等方法，以降低其吸水率、提高力学性能和耐久性 [3]。一些企业还探索微波热处理、CO₂ 碳化等新型表面改性技术，以提升其在结构性构件中的适用性。再生砖产品通常通过蒸压或烧结法制成，可用于市政人行道、背街小巷铺装，部分企业采用市政管沟残土与粉煤灰、石灰按一定比例（如6:3:1）干压成型，兼具环保性与成本优势。透水砖则多采用建筑废料与陶粒结合，通过加压成型与高温烧结处理，具备良好透水率（>1. ）和抗压强度（>25MPa），在生态停车场、人行广场、雨水花园等透水铺装区域的实际应用中表现优良，受到广泛认可。

（二）沥青与道路材料的回收

废旧沥青路面材料（Reclaimed Asphalt Pavement, RAP）是市政工程中最具回收价值的资源之一，不仅含有高质量的矿料骨架，还保留部分残余沥青粘结剂。在热再生工艺中，RAP 需先被加热至 160^～170^∘ C，再与新拌热沥青及新集料混合，常见 RAP 掺量控制在40%~50%，部分高性能路面工程中可达 70%，如高速公路面层结构。在再生过程中，为提升其延展性与粘结性，需添加专用再生剂，如环烷基油、再生乳化剂、SBS 改性剂等，以改善老化沥青的流变性能和温度敏感性[4]。冷再生技术则在常温下以泡沫沥青、水泥、石灰等为固化剂进行混合，适用于旧路面基层或低等级公路的改造项目，具有节能环保、施工简便的优势。为保证再生层的结构强度与耐久性，应严格控制RAP 级配曲线，并通过马歇尔稳定度、车辙试验、冻融劣化试验等标准化检测验证其综合性能，确保其满足公路沥青路面设计规范及相关施工技术规程的质量要求。

（三）污泥与有机废弃物资源化

市政污泥的资源化利用正逐步向减量化、稳定化与能源化方向发展，主要技术路径包括厌氧发酵、生物干化和热解碳化等。厌氧发酵一般在 35^∘ C 中温条件下运行，反应周期为15~25 天，产出沼气中甲烷含量达 60% 左右，可用于污水厂自发电系统、锅炉供热，有效降低运行能耗并实现能源回收 [5]。热解碳化技术在 400^～600^∘ C 的无氧或缺氧条件下运行，产生热解气、生物油和生物炭，后者碳含量可达 40% 以上，具备土壤调理、重金属吸附和碳汇储存等多重功能，适合在农业和生态修复中推广使用。生物干化技术则结合机械压滤脱水与微生物强化发酵，能够将污泥含水率由原始的 80% 降低至 ，缩减运输与处置成本，提升后续利用的灵活性。此外，对于园林绿化废弃物、果蔬垃圾、餐厨残渣等有机固废，可采用蚯蚓生物转化或好氧堆肥处理，产出高效稳定的有机肥料，用于城市景观绿地、社区农业、生态修复等领域，形成“废弃物—资源—产品”的闭环式利用路径，实现真正意义上的循环经济。

（四）典型城市案例分析

近年来，国内多个城市陆续启动市政工程废弃物资源化试点，通过政策引导与机制创新不断提升资源回收率。在某地，政府依托资源化产业政策，建设了多条年处理能力在 30 万吨以上的建筑垃圾再生利用生产线，实现了建筑废弃物超 80% 的再生利用率，相关产品广泛应用于市政道路工程和地下结构基础层。在另一个城市推进的“无废城市”建设中，地方主管部门采用 BOT 模式引入社会资本，建立市政污泥协同处理中心，通过热干化与工业协同焚烧工艺，实现污泥的稳定化、减量化和零填埋目标。另有部分城市建立“源头减量 + 分类投放+ 集中处理”制度框架，借助物联网技术平台对建筑垃圾全过程实施动态监控和数据追踪，显著提升了资源回收效率和管理透明度。上述实践案例在推动技术落地、机制完善及监管模式创新方面，为其他地区提供了可借鉴的样本路径。

总结：

随着城市基础设施建设的不断推进，市政工程废弃物的产量持续上升，科学、高效的处理与资源化利用已成为城市可持续发展的重要课题。本文围绕市政废弃物的类型、产生机制及环境影响进行了系统分析，探讨了传统与现代处理技术的发展路径，并结合典型实践案例提出了应对当前资源回收面临挑战的四类策略。研究表明，推动废弃物资源化需从技术升级、设备集成、政策支持与公众参与四个维度协同推进。未来，应进一步完善分级分类体系，强化再生产品市场机制，提升废弃物利用效率，实现从“末端治理”向“全过程管理”的转变，为建设绿色、低碳、循环型城市提供有力支撑。

参考文献：

[1] 马超 , 陈晓 . 市政工程环保施工管理举措研究 [J]. 环境与发展 ,2020,32(12):217-218.

[2] 戴 虹 . 市 政 工 程 施 工 中 如 何 更 好 的 保 护 好 环 境 [J]. 建 材 与 装饰 ,2020,(20):129+131.

[3] 史泽溪 . 循环经济视角下 XJ 公司电子废弃物资源回收利用评价与提升策略 [D]. 天津大学 ,2022.003105.

[4] 李超然 . 城市有机废弃物资源回收效果强化策略探究 [D]. 北京建筑大学 ,2024.000046.

[5] 钱 龙 . 建 筑 废 弃 物 资 源 化 回 收 利 用 技 术 研 究 与 应 用 [J]. 建 筑 技 术 开发 ,2024,51(04):143-145.