摘要:隨著我國建筑、公路、鐵路、橋梁等基礎設施和城鎮化建設的加快,城市改造和建筑工業的迅速發展,一些老舊建筑物、構筑物、城市基礎設施的服務年限到期拆除,將產生越來越多的建筑垃圾。對建筑垃圾進行處理和再利用,是保護環境、節約資源的最好途徑。
中國砂石協會會長胡幼奕
一、建筑垃圾的數量、組成、處置和利用途徑
隨著我國建筑、公路、鐵路、橋梁等基礎設施和城鎮化建設的加快,城市改造和建筑工業的迅速發展,一些老舊建筑物、構筑物、城市基礎設施的服務年限到期拆除,將產生越來越多的建筑垃圾。目前絕大部分建筑垃圾未經任何處理,由施工單位運往郊外,露天堆放或填埋。建筑垃圾數量大、組分種類多、性質復雜,處置不當會降低土壤質量,給人類的生存環境帶來影響。對建筑垃圾進行處理和再利用,是保護環境、節約資源的最好途徑。
1、建筑垃圾的數量
我國建筑垃圾的來源主要有兩個方面:一是上世紀70—80年代,我國建造的房屋建筑多數是磚混結構,一般壽命30—50年左右,這些房屋壽命到期必須拆除;二是城市建設、新城鎮建設和城中村改造、建筑拆除、房屋裝修等產生的建筑垃圾。
根據中國科學院的研究報告,我國每年產生的建筑垃圾為24億噸左右,占城市垃圾總量的40%。
根據國家統計局《中國統計年鑒2004-2013》數據,從2003-2012年,我國建筑垃圾產量分別為2.97億噸、3.56億噸、4.04億噸、4.70億噸、5.52億噸、6.08億噸、6.75億噸、8.12億噸、9.77億噸、11.31億噸。
德國每年產生的建筑垃圾為2億噸左右,日本不到1億噸,韓國約為6808萬噸,西班牙約為4000萬噸。
從上述數據可看出,我國產生的建筑垃圾總量遠遠高于德、日、韓等發達國家產生量的總和。
據統計,每新建1萬平方米建筑的施工過程中,會產生建筑垃圾500—600噸,到2020年我國還將新增建筑面積約300億平方米,由此產生的建筑垃圾約15億噸。拆除1萬平方米舊建筑,將產生6000—10000噸建筑垃圾。我國建筑平均使用壽命為30年,拆除這些建筑將產生新建10倍量的建筑垃圾。
未來幾年,我國城鎮化進程加快,新建建筑、道路、橋梁等基礎設施快速增加,建筑垃圾排放量也會越來越大。據估計,未來10年,我國平均每年將產生20億噸以上的建筑垃圾,是建筑垃圾大量產生的時期。
西安建筑科技大學在《建筑垃圾資源化產業發展研究》中預測,城市建筑垃圾如下圖所示。
2002-2012年,我國城鎮人口從5億增加到7.1億,城鎮化率從39.1%增加到52.6%。幾年來我國加速推進城鎮化進程,按城鎮化率達到60%,到2020年左右,城市建筑垃圾產生量還將逐年提高。預計2020年將達到26億噸,2030年將達到73億噸。
2、建筑垃圾的組成
建筑垃圾的主要來源及其組成包括:混凝土或瀝青道路的平整、鋪設,有混凝土、石塊等;舊建筑物的拆除,有砂石、混凝土、磚瓦、木材、玻璃、塑料、石膏、石灰、金屬等;建筑工地垃圾,主要是工程中剩余的混凝土,鑿除、抹灰時產生的碎料、砂漿,以及木材、金屬、紙;種植、回填、造景等土地挖掘、整理活動等。
不同地區所用建筑材料、建筑物結構形式(磚混、框架,框架剪力墻等)、使用用途(如醫院、學校、住宅、辦公大樓、廠房等)不同,建筑垃圾的種類、組成及數量差異較大。但其基本組成是一致的。而垃圾數量因施工管理情況不同在各工地差異很大。舊建筑物拆除垃圾的組成與建筑物的種類有關:
廢棄的舊民居建筑中,磚瓦約占80%,其余為木料、碎玻璃、石灰、粘土渣等;廢棄的工業、樓宇建筑中,混凝土塊約占50%——60%,其余為金屬、磚塊、砌塊、塑料制品等。
3、建筑垃圾和尾礦的處置
目前我國大部分建筑垃圾采用混合收集方式,由于分類收集所需費用較高,時間較長,所以大部分可以再利用的建筑垃圾是在未經處理的情況下采取露天擱置、地下填埋或直接焚燒。據了解,北京政府有關部門每年會指定20—30個填埋場作為建筑垃圾的定點處置場所。
我國未經處理進行直接填埋的建筑垃圾約占總量的95%,輕度分揀出來的廢金屬、廢混凝土約占5%。
國際發達國家目前最高處理利用率為95%,我國建筑垃圾回收利用率不到5%,低于德國和日本的90%、英國的80%和美國的70%。
我國對建筑垃圾的處理和應用晚于發達國家,全國的建筑垃圾加工廠數量也低于國際水平,對建筑垃圾的資源化循環利用較少。由于我國建筑垃圾產量巨大,且處置方式單一,部分建筑垃圾混在生活垃圾中被運往生活垃圾填埋場混合填埋。由于垃圾的物理、化學及生物特性有差別,會出現一些問題。
2013年全國一般工業固體廢物產生量為31.3億噸,其中,尾礦產生量為10.6億噸,占34.0%,尾礦綜合利用量為3.3億噸,綜合利用率為30.7%。一般工業固體廢物構成比例如下圖。
綜合利用量超過1億噸的省份有山西、河北、山東、遼寧、河南、江蘇、安徽7個省,這七個省份的一般工業固體廢物綜合利用量占全國工業企業的48.8%。一般工業固體廢物綜合利用率較大的省份為天津、上海、江蘇、浙江和山東,均高于90%。
從上述可看出,我國建筑垃圾綜合利用率比一般工業固體廢物綜合利用率要低很多。
4、廢棄混凝土再生利用的途徑
在建筑垃圾中,80%以上的是廢混凝土、廢磚瓦、廢舊裝修材料等建筑材料。根據建筑廢棄物再利用較好的國家的經驗,大致可以分為三個級別:
?。?)低級利用:將廢棄混凝土破碎后作為建筑物基礎墊層或道路基層,這是廢棄混凝土最簡單的利用方法,也是目前我國對廢棄混凝土最常用的再生利用方法。
?。?)中級利用:將廢棄混凝土破碎后生產混凝土砌塊磚、鋪道磚等制品。
?。?)高級利用:將廢棄混凝土破碎、篩分、分選、潔凈后作為再生骨料,代替部分天然砂石骨料制作再生骨料混凝土。有關研究表明,可作為骨料直接添加到商品混凝土中取代10%-30%的天然骨料,這是對廢棄混凝土最有價值的處理方法,用再生骨料制作的再生混凝土是一種綠色混凝土。
在發達國家,建筑垃圾回收處理后的再生料已廣泛應用于回填、公路建設、道路及鐵軌的墊層等,在振動樁基、擋墻和邊坡穩定等加固工程中也有應用。但與天然材料相比,再生材料的強度弱,吸水性高,耐久性差,這在一定程度上限制了其在結構構件中的應用。國外大量試驗研究表明,在一定條件下,再生材料完全可以用于結構中。
目前德國和日本已有再生材料結構應用的成功案例,如德國達姆施特塔的Vibler Weg和Wald spirale建筑。
日本的ACROS Shin -Osaka建筑,東京平和島A-1棟倉庫工程、東京牟禮團地第一住宅樓禮堂工程都是廢混凝土資源化的經典案例。
二、建筑垃圾的處理技術
二十多年前,我國有很多建材專家和實驗機構開始研究建筑垃圾資源化的處置工藝、技術裝備等。由于成本過高,處理量有限,導致建筑垃圾資源化一直無法形成規模和產業。
近年來我國可持續發展的理念不斷深化,各相關產業技術不斷創新與升級,我國已進入固廢資源化的發展階段,以砂石骨料為利廢載體處置混凝土廢棄物已成為當前重要的重要研究課題之一,并取得了突破性的進展。與國外相比,雖然我國在建筑垃圾資源化應用方面還有一定差距,但近年來在建筑垃圾處置與利用技術和裝備方面,創新了多項關鍵設備和工藝,一些砂石骨料企業和石料破碎裝備企業走在全國固廢資源化的前沿,研究開發并推出了一些世界領先的技術與裝備,能夠支撐建筑垃圾資源產業化的發展。
一般情況下,建筑垃圾的處理流程如下:
隨著建筑垃圾資源化的推廣,現在越來越多的企業開始關注建筑垃圾資源化,部分有遠見的企業已經建立了固體廢棄物再生利用生產線,有些企業也正在加入該行業。由中國建筑廢棄物資源化產業技術創新戰略聯盟主持研發的北京元泰達建筑垃圾資源化項目正式投產,擁有世界領先的“建筑垃圾資源一體化”的工藝與裝備。南方路機、鄭州鼎盛、上海世邦、中聯重科等碎石機械裝備廠已推出移動式建筑廢棄混凝土再生骨料生產裝備,建立了再生骨料生產線。
同濟大學、上海建材工業設計研究院等單位組成的建筑建材業技術創新聯盟(上海EF生態環境材料產學研聯合體),已經開發出封閉模塊組合式建筑垃圾處理再生骨料回收系統,探索解決建筑垃圾資源化純化技術、大型化技術、環?;夹g三大技術瓶頸,建筑垃圾年處理能力達到100萬噸。
邯鄲建筑垃圾綜合利用項目累計總投資1.6億元,現有制磚生產線6條,再生混凝土攪拌站1座2站,形成了標準磚、多孔磚、模數磚、透水磚等20多個系列產品,年產量折合標準磚2.5億塊,年處理建筑垃圾100余萬噸,所有產品都通過了國家建筑材料工業墻體屋面材料質量監督檢測中心的質量認定,并獲得了多項國家專利。
西安有32家建筑垃圾綜合利用企業,年處理總能力約在400萬噸。為了促進建筑垃圾綜合利用工作快速發展,制定了《關于進一步做好建筑垃圾綜合利用工作的意見》。擬從稅收、土地、資金等方面予以大力支持,將綜合利用產品納入政府采購目錄,在全市新建、改建、擴建的商品房、保障性住房、商業用房、市政道路、公園、廣場中推廣應用。提倡各類設施、工程在保證工程質量和相關要求的前提下,優先采用建筑垃圾綜合利用產品,加大推廣應用力度?!兑庖姟穼ξ靼驳慕ㄖC合利用工作進行了統一規劃,計劃利用5年時間建設5—6座投資5000萬元以上、年處理能力200萬噸以上的綜合利用項目。
北京威克冶金公司建設了年產鐵精粉50萬噸、建筑砂石骨料600余萬噸的生產線,是目前北京市最大的尾礦固廢資源綜合利用企業和建筑砂石骨料基地。
三、建筑垃圾處置利用相關政策
1、國外相關政策
美國政府法律規定:“任何生產有工業廢棄物的企業,必須自行妥善處理,不得擅自隨意傾卸?!痹撘幎◤脑搭^上限制了建筑垃圾的產生量,使各企業主動尋求建筑垃圾資源化利用的途徑。
日本1977年制定了《再生骨料和再生混凝土使用規范》,并相繼在各地建立了以處理混凝土廢棄物為主的再生加工廠,生產再生水泥和再生骨料。1999年日本政府制定了《資源重新利用促進法》,規定建筑施工過程中產生的渣土、混凝土塊、瀝青混凝土塊、木材、金屬等建筑垃圾,必須送往“再資源化設施”進行處理。目前,日本很多地區的建筑垃圾再利用率已高達100%。
德國20世紀90年代中期頒布了《循環經濟與廢棄物管理法》等一系列法律法規,建筑垃圾的回收率很高,占所有垃圾回收的比重也最高。一方面是德國廢棄資源再利用的觀念和有效的監管,二是資源、能源成本較高,三是德國從事設計和建造建筑物的人員十分注重物質的循環利用。
韓國2003年制定了《建設廢棄物再生促進法》,2005年、2006年先后進行了兩次修訂。其中包含了促進建筑廢棄物再利用的三大推進政策:一是提高循環骨料建設現場的實際再利用率;二是建筑廢棄物減量化;三是妥善處理建設廢棄物。明確了政府、企業的義務,對建筑垃圾處理企業資本、規模、設施、技術能力也有明確要求。對防止進一步破壞自然環境,保障骨料供需的穩定,以及延長填埋場的壽命都有明顯作用。
國外建筑垃圾回收率高的國家普遍重視立法,各方在建筑垃圾處理中的責任和義務非常明確,體現了“誰產生誰負責”的原則,同時十分重視執行,對垃圾處理違規行為處罰力度較大,促進了建筑垃圾的減排和再利用。
2、我國已出臺的相關法律和政策
與發達國家相比,我國目前促進建筑垃圾資源化的政策法規措施尚不健全,有關建筑垃圾管理的法律尚屬起步階段。已出臺的相關法律和政策有:
現行法律主要關注建筑垃圾造成的環境污染及其對市容市貌的影響,未涉及建筑垃圾的循環利用;沒有明確建筑垃圾處理的責任主體;對違法違規行為處罰力度較小,造成責任主體違法成本低;建筑垃圾處理涉及較多的行政機構,現行法規各部門的職責不明確,造成各部門相互推諉等。
3、相關標準
日本、美國、德國、荷蘭、英國等發達國家在試驗的基礎上,已建立起了相應的規范和指南,如日本的JIS TR A 0006—Japanese Industrial Standard Technical Report A 0006;
德國鋼筋混凝土委員會頒布的《再生骨料混凝土指南》—Beton mit rezykliertem Zuschlag;
目前國內相應的規范和指南很少,可喜的是,中國建筑廢棄物資源化產業技術創新戰略聯盟編寫了75項建筑廢棄物資源化利用標準,已完成了在技術監督部門的備案。
四、建筑垃圾資源化再利用需要解決的問題
從上述可看出,我國建筑垃圾產量基數大,并在逐年上升。從節能、環保、可持續發展等方面考慮,建筑垃圾的回收與利用勢在必行。目前我國在建筑垃圾資源化處置技術和裝備已具備條件,能滿足市場需要。要全面實現對建筑垃圾的再生利用,要加強對再生骨料及其應用方面的基礎研究,同時促進制定建筑垃圾再生利用相關的法律、配套政策,在相關方面給予大力支持。
1、呼吁人們樹立建筑垃圾資源化的理念
建筑垃圾的資源化是指采用管理和技術手段從建筑垃圾中回收有用的物質和能源。由于建筑垃圾經分選、破碎、篩分加工后,大多可以作為再生資源重新利用,對節約資源和降低能耗具有重要意義。
建筑垃圾中的混凝土塊、石塊等經破碎后,可代替砂石骨料直接在施工現場利用,用于砌筑砂漿、抹灰砂漿、混凝土等;碎磚可用于制作再生磚等。廢金屬可重新回爐加工,制成各種規格的鋼材;廢木材、塑料等可用于制造各種人造板材、塑料制品等。目前的情況是,建筑垃圾被簡單填埋,既占地又污染。而另一方面,建筑垃圾再生利用的企業缺少建筑垃圾來處理。
要改變和突破目前建筑垃圾簡單處置的傳統觀念和思維定勢,加強對節約能源、環境保護的可持續發展的宣傳,讓人們樹立建筑垃圾是能作為再生資源重新利用的理念。
2、建立建筑垃圾分類收集制度
目前我國建筑垃圾尚沒有專業的分類收集和回收處理機構。有些企業再嘗試做一些工作,但遇到了一些問題。沒有分揀的建筑垃圾回收再利用成本很高。
3、加強對建筑垃圾回收再利用的基礎研究
建筑、基礎設施等廢棄混凝土、道路瀝青混凝土的回收和再生是以再生骨料的形式來應用的。由于廢棄混凝土來源的多樣性和地方差異性,再生骨料的強度、吸水率、雜質、離散性等直接影響再生混凝土的物理力學性能,應加強再生骨料的加工處理方法對骨料性能的影響、再生骨料性能檢測方法的研究;加強用再生骨料生產的混凝土性能的研究;再生骨料不同摻量對再生混凝土力學性能的研究。為再生骨料的應用提供理論和技術支持。
4、建立相關法律體系,推動建筑垃圾資源化產業的發展
建筑垃圾資源化是一個公益性的事業,前期需要政府多引導,發揮政府的牽頭作用,通過行政手段把建筑垃圾運到垃圾處理廠,落實稅收、補貼等政策支持建筑垃圾處理企業更好發展。
目前我國對建筑垃圾資源化循環利用的有效機制尚不健全,還沒有建立完善的法律法規體系,應明確建筑垃圾處置利用的程序、規定和監管范圍,健全建筑垃圾資源化管理的配套管理法規體系。制定法規應兼顧保護環境與資節約源,鼓勵建筑垃圾循環利用。明確建筑垃圾處理的責任主體,加大對建筑垃圾處理違法行為的處罰力度;明確各個部門在建筑垃圾處理中的職責;完善建筑垃圾分類制度,以便于回收和再生利用。
5、政府相關部門制定和完善金融、稅收等相關政策與標準
建筑垃圾的處理和利用是一個系統工程,涉及到產生、運輸、處理、再利用各個層面,涉及發改委、工信、建設、環保、交通等多個管理機構,但現行法規未明確各部門的職責,企業進入建筑垃圾處理行業要經過幾個國家部委的認定,還涉及到地方政府的多個相關單位。建筑垃圾處置與再利用的稅收政策不細,處置企業的所得稅沒有減免,再生產品的增值稅也不明晰。由于在建筑廢棄物處理環節間的相關產業政策上,國家各部委只負責其中的一部分,無法有效協調工作,影響企業的積極性。只有各環節統一管理,協同配合,形成有效的建筑垃圾處理機制,才能實現建筑垃圾的再生和利用。
為了解決這些問題,應借鑒發達國家相關政策。
1、提供建筑垃圾資源化企業財政補貼。建筑垃圾的搜集、運輸、堆存、分揀、破碎、篩分等都需要投入資金,除金屬、木制品等,通過廢品回收取得一些回報以外,對于用廢混凝土、廢磚加工的骨料及配制的低標準混凝土及其空心砌塊、混凝土空心隔墻板等附加值都很低,而制造成本一般高于天然原料制造的產品,生產者沒有利潤甚至虧損。
政府要從政策上加大對建筑垃圾再生資源產品及相關企業的引導和扶持,根據受益者補償原則,主管部門應積極采取一些直接經濟支持。將建筑垃圾處理收費給予建筑垃圾再生企業貼補,確定合適的經濟補償方式和補償額度,使企業正常運營;給予使用再生資源的產品優惠政策、補償政策;完善強制使用建筑垃圾再生資源制品的政策性補貼方法等。
2、設立建筑垃圾處置利用產業發展基金。除了政府給予第三方建筑垃圾處置利用企業直接補貼外,政府聯合社會投資者成立建筑垃圾處置利用基金,開展建筑垃圾處置“保證金”制度,要求所有的建筑工程在取得施工許可證之前都必須按規定交納建筑垃圾處理預留金,向建筑垃圾資源化企業提供初始建設投資補貼,或將政府財政資金直接參股第三方治理企業,對社會資金支持的建筑垃圾資源化企業,通過招投標和竣工驗收各環節提供部分財政資金支持。
3、對建筑垃圾資源化企業提供稅費優惠。在稅收政策方面,應將處置消納建筑垃圾企業納入增值稅全部免除、減少所得稅的范疇;凡利用建筑垃圾生產出的材料和產品,國家應在稅收政策上給予優惠,通過撥款、低息和無息貸款等優惠政策,加大對建筑垃圾循環利用企業的政策扶持,鼓勵全社會利用再生建材或產品。
目前,越來越多的人開始或已經關注建筑垃圾及其危害,從中央到各級地方政府都十分重視環境污染問題。利用建筑固體廢棄物生產砂石骨料,是處理混凝土廢棄物最重要的途徑。掌握建筑垃圾資源化行業動態,開展行業間的溝通、交流,研究、探索再生骨料行業的發展方向,研究推廣建筑垃圾資源產業化,尤其是廢棄混凝土、道路瀝青混凝土的再生利用,是砂石行業的使命。(注:本文部分數據來自網絡)
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