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建筑工程废弃物资源化利用路径与实践

作者

宗文学

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摘要: 本文聚焦建筑工程领域,深入探究建筑工程废弃物资源化利用的重要意义、可行路径及实践要点。剖析传统废弃物处理弊端,阐述废弃物分类及各类别特性,详述从源头减量、现场分选、再生处理到产品应用全流程资源化利用策略,探讨面临挑战与应对,旨在推动建筑行业可持续发展,实现废弃物减量化、无害化与资源化。

一、引言

随着建筑工程规模持续扩张,建筑废弃物产量与日俱增,成为城市环境管理难题。传统填埋、焚烧处理方式占用土地、污染环境且浪费资源,与可持续发展理念相悖。探索建筑工程废弃物资源化利用路径,将废弃物转化为再生资源,既能缓解环境压力,又能创造经济与社会效益,是建筑行业绿色转型关键环节。

二、传统建筑工程废弃物处理的弊端剖析

(一)土地资源浪费

大量建筑废弃物采用填埋处置,需占用广袤土地。城市周边填埋场不断扩张,吞噬宝贵耕地、林地资源,改变土地生态功能,且填埋后土地长期难以复垦利用,造成土地资源不可逆损失,削弱农业、生态承载能力。

(二)环境污染严重

1.土壤污染

废弃物中重金属(铅、汞、镉等)、有机污染物渗滤进入土壤,改变土壤理化性质,毒害土壤微生物群落,使土壤肥力下降,植被生长受抑,甚至通过食物链富集危害人体健康,长期影响生态平衡。

2.水体污染

填埋场渗滤液若未经妥善处理直接排放,会污染地表水、地下水。其中化学需氧量(COD)、氨氮等污染物超标,导致水体富营养化、水质恶化,影响水生生物生存,威胁城乡供水安全。

3.空气污染

焚烧建筑废弃物会释放大量有害气体,如二氧化硫、氮氧化物、二噁英等。二噁英具有强致癌、致畸毒性,扩散至大气中,随呼吸进入人体,引发呼吸系统、免疫系统疾病,危害周边居民生命健康。

(三)资源浪费惊人

建筑废弃物蕴含大量可再生资源,如废弃混凝土、砖块可破碎再生为骨料用于新混凝土生产;废木材可加工板材、生物质燃料;废金属回收熔炼再利用。传统处理方式将这些资源一并填埋或焚烧,摒弃宝贵二次资源,加剧资源短缺矛盾,背离循环经济原则。

三、建筑工程废弃物的分类及特性

(一)混凝土类废弃物

主要源自拆除旧建筑、改造工程混凝土结构拆解,成分以水泥石、砂石骨料为主。特性是抗压强度高、耐久性较好,经破碎、筛分等处理,可再生为再生混凝土骨料,替代天然骨料配制中低强度混凝土,用于基础、非承重结构,实现资源循环。

(二)砖石类废弃物

包括废弃砖块、砌块、石材等,多为黏土烧制或天然石材加工剩余。黏土砖吸水性强、强度相对较低,经处理可作填充材料、路基材料;天然石材废料质地坚硬,破碎后用于景观铺装、挡土墙砌筑,赋予废弃物新功能。

(三)金属类废弃物

来源于建筑钢结构拆除、机电设备更新报废,如废钢筋、钢梁、铜管、电线等。金属废弃物具有高回收价值,回收后经熔炼提纯,能重回钢材、有色金属市场,几乎无性能损耗,节能减耗显著。

(四)木材类废弃物

涵盖旧模板、木构件拆除废料,木质纤维丰富。根据腐朽、损坏程度分拣,完好部分可直接改制家具、模板;腐朽木材可加工成生物质颗粒燃料,供热发电,实现木材资源梯级利用。

(五)其他混合废弃物

如废弃保温材料、塑料、橡胶、玻璃等混合杂料,成分复杂,分离难度大。需精细分选,保温材料可回收再加工;塑料、橡胶经改性用于低等级塑料制品、道路沥青改性;玻璃分拣后回收重制玻璃制品,挖掘利用潜能。

四、建筑工程废弃物资源化利用的路径探索

(一)源头减量策略

1.优化设计减少浪费

建筑设计阶段秉持简约、标准化原则,优化结构选型,减少异形构件,降低建筑复杂程度,从源头削减材料用量。采用装配式建筑设计,精准预制构件,减少现场湿作业建筑垃圾产生,如预制混凝土外墙板替代传统砌体墙,减少砌砖废料。

2.施工管理精细控制

施工中推行精细化管理,精准算量配料,避免材料超量采购、过量使用。采用预拌砂浆、商品混凝土,减少现场搅拌扬尘与废料;加强模板、脚手架周转管理,提高复用次数,降低损耗,以精细化施工实现废弃物源头控制。

(二)现场分选与预处理

1.建立分类收集体系

施工现场依废弃物类别设置不同收集容器、堆放区域,如设置混凝土废料池、金属废料箱、木材堆放区,便于源头分类。张贴标识,培训工人分类投放,为后续资源化利用奠基,提高分选效率。

2.预处理技术应用

对不同废弃物预处理,混凝土块采用颚式破碎机、圆锥破碎机破碎;木材去除铁钉、腐朽部分;金属切割拆解、除锈。预处理调整废弃物物理形态、纯度,适配后续再生加工工艺,提升再生产品质量。

(三)再生处理技术研发与应用

1.再生建材生产技术

研发再生混凝土、再生砖、再生砌块生产工艺。利用水泥窑协同处置技术,将废弃混凝土、黏土砖破碎后作为原料投入水泥窑,烧制水泥,既处置废弃物又降低水泥生产能耗;开发振动成型、高压蒸养技术生产高强再生砖,拓宽再生建材应用范围。

2.资源回收技术

金属废弃物采用磁选、重力分选、熔炼回收技术,依金属特性分离提纯;废木材热解气化技术,制取可燃气体用于供热,残渣制炭;废弃塑料、橡胶热塑成型、改性再生技术,提升材料性能,重返材料循环,实现多元废弃物资源化。

(四)再生产品的推广应用

1.建筑工程内部消化

推动再生建材在建筑工程自身应用,新建项目优先选用再生混凝土、再生砖,从基础到主体结构逐步推广。政府投资项目、保障性住房带头使用,示范引领,验证产品性能,拓展市场需求,以用促产。

2.市政工程与基础设施拓展

再生产品用于市政道路、桥梁、排水工程,再生骨料铺筑路基、人行道,再生管材用于排水,既满足工程需求又大量消纳废弃物。在公园、绿地建设中,再生砖石造景、木材制休憩设施,拓宽应用场景,提升社会认可度。

五、建筑工程废弃物资源化利用面临的挑战与应对

(一)技术瓶颈挑战

分选技术精度不足

混合废弃物成分复杂,现有分选技术难以精准分离细微杂质、相似材质,如废塑料与橡胶、不同种类废玻璃,影响再生产品纯度与性能,制约高品质再生产品生产。

应对策略:加大科研投入,研发智能传感分选技术,如近红外光谱识别、激光诱导击穿光谱分选,结合机器学习算法,精准识别材质,提高分选精度;引进国外先进技术设备,消化吸收再创新。

(二)成本效益困境

前端处理成本高

废弃物收集、运输、分选、预处理环节需投入大量人力、设备、场地成本。垃圾分类收集需增设设施、专人管理;破碎设备购置、运行耗能大,导致前端成本远超传统处理,压缩利润空间,企业积极性受挫。

应对策略:政府补贴前端处理环节,降低企业成本压力;优化处理工艺,研发高效节能设备,如移动式破碎筛分一体机,减少运输、能耗成本;探索废弃物收费制度,依据产生量、成分收费,为资源化利用筹集资金。

六、结论

建筑工程废弃物资源化利用是实现建筑行业可持续发展的必由之路,虽面临挑战,但借技术突破、成本调控、政策优化、意识提升之力,突破重重难关,必将开启废弃物变废为宝新征程,为建筑工程绿色发展、资源循环利用注入强劲动力,重塑人与自然和谐共生新画卷。

参考文献

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[2] 原沈超. 建筑废弃物资源化处置成本补偿机制研究[D]. 上海:同济大学,2018.

[3] 顾兆林,王曙光,王文东,等. 城镇人居环境“水-土-气-生”质量综合提升关键技术与工程应用[Z]. 西安交通大学. 2021.