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国内外建筑垃圾资源化现状及发展趋势

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[摘要]近几个世纪以来,在现代新科技的推动下,世界范围内的工业化发展不断加速,但不得不承认这是以资源消耗和环境破坏为代价的。建筑业作为国民经济的支柱产业之一,在近百年里也迅猛发展,由此不可避免地在建筑物的建造、使用和拆除过程中产生了大量的副产物,即一般所说的建筑垃圾。数量庞大的建筑垃圾何去何从已经成为世界各国共同关注的焦点问题。发达国家较早针对该问题进行一系列卓有成效的研究和实践,证明实现建筑垃圾的资源化是切实解决这一社会问题的良方。目前,我国处于经济建设大发展时期,建筑垃圾年排放数量已经超过4亿吨[1],其中北京、上海等大城市年排放量均在3000万吨以上,但迄今为止,建筑垃圾资源化的相关工作相对滞后,由此给社会、环境和资源带来种种不利的影响。 2国外建筑垃圾资源化现状与发展趋势 建筑垃圾资源化已成为发达国家的共同研究课题。发达国家对于建筑垃圾处理总体上是施行源头削减策略,就是在建筑垃圾形成之前,通过科学管理和有效控制措施将其减量化。对于已经产生的建筑垃圾则采用有效的科学手段,使其成为再生资源。

近几个世纪以来,在现代新科技的推动下,世界范围内的工业化发展不断加速,但不得不承认这是以资源消耗和环境破坏为代价的。建筑业作为国民经济的支柱产业之一,在近百年里也迅猛发展,由此不可避免地在建筑物的建造、使用和拆除过程中产生了大量的副产物,即一般所说的建筑垃圾。数量庞大的建筑垃圾何去何从已经成为世界各国共同关注的焦点问题。发达国家较早针对该问题进行一系列卓有成效的研究和实践,证明实现建筑垃圾的资源化是切实解决这一社会问题的良方。目前,我国处于经济建设大发展时期,建筑垃圾年排放数量已经超过4亿吨[1],其中北京、上海等大城市年排放量均在3000万吨以上,但迄今为止,建筑垃圾资源化的相关工作相对滞后,由此给社会、环境和资源带来种种不利的影响。 
2国外建筑垃圾资源化现状与发展趋势 
建筑垃圾资源化已成为发达国家的共同研究课题。发达国家对于建筑垃圾处理总体上是施行源头削减策略,就是在建筑垃圾形成之前,通过科学管理和有效控制措施将其减量化。对于已经产生的建筑垃圾则采用有效的科学手段,使其成为再生资源。美国、德国、日本等工业发达国家经过长期的努力,基本实现了建筑垃圾的资源化。 
2.1相关政策法规 
美国作为西方发达的工业大国,在建筑垃圾资源化领域起步较早,在政策法规和实际应用方面都形成一套符合自身情况的体系。美国政府在1980年制定通过的《超级基金法》中就明文规定:“任何生产有工业废弃物的企业,必须自行妥善处理,不得擅自随意倾卸”[2]。美国1965年制订的《固体废弃物处理法》经过1976、1980、1984、1988、1996年五次修订,完善了包括信息公开、报告、资源再生、再生示范、科技发展、循环标准、经济刺激与使用优先、职业保护、公民诉讼等固体废物循环利用的法律制度[3]。 
德国是世界上最早开展循环经济立法的国家,它在1978年推出了“蓝色天使”计划后制定了《废物处理法》等[3]。进入可持续发展时代后,该国于1994年制定了在世界上有广泛影响的《循环经济和废物清除法》(1998年被修订);1999年制定了《垃圾法》和《联邦水土保持与旧废弃物法令》,2001年制定了《社区垃圾合乎环保放置及垃圾处理场令》,2002年制定了包括推进循环经济在内的《持续推动生态税改革法》等。此外欧洲的一些有关废弃物循环利用的指令,也对德国产生直接约束力。可见,德国的循环经济立法层次分明、体系完备。 
由于经济的迅速发展与资源和土地面积有限的矛盾日益突出,日本从20世纪60年代末就着手建筑垃圾的管理,制定相应的法律、法规及政策措施,以促进建筑垃圾的转化和利用:《废弃物处理法》(1970年)、《再生骨料和再生混凝土使用规范》(1977年)、《资源重新利用促进法》(1991年)、《再循环法》(1991年制定,1997年修订)、《推进废弃物对策行动计划》(1994年)、《建设再循环指导方针》(1998年)、《推进建筑副产物正确处理纲要》(1998年)、《建筑工程用资材再资源化》和《由国家来推进采购环保产品》等有关法律(2000年)、《推进形成循环型社会基本法》(2001年)、《(改进)废弃物处理法》(2001年)、《促进废弃物处理指定设施配备》、《促进再生资源利用法》(2000年)、《资源有效利用促进法》(2001年)、《建筑再利用法》(2002年)、《建筑工程资材再资源化法》、《绿色采购法》、《废弃物处理法》等[4]。 
不难看出,这些发达国家在建筑垃圾资源化领域已经配备了较为完善可行的政策法规体系,切实有效地保障了建筑垃圾资源化工作的顺利进行,并将继续结合实际完善补充。 
2.2相关工艺技术 
美国的建筑垃圾综合利用大致可以分为三个级别:一是“低级利用”,如现场分拣利用,一般性回填等,占建筑垃圾总量的50~60%;二是“中级利用”,如用作建筑物或道路的基础材料,经处理厂加工成骨料,再制成各种建筑用砖等,约占建筑垃圾总量的40%。美国的大中城市均建立建筑垃圾处理厂,负责本市建筑垃圾的处理。三是“高级利用”,如将建筑垃圾还原成水泥、沥青等再利用(这部分利用的比例不高)。 
德国是世界上最早推行环境标志的国家,每个地区都有大型的建筑垃圾再加工综合工厂仅在柏林就建有20多个[5]。利用建筑垃圾制备再生骨料领域处于世界领先水平,经过长期的实际运作和不断的改进,已经形成一套先进完善的制作工艺,并科学合理的配套了相应的机械设备。至2002年,在德国国内已经分布了2290座再生骨料加工厂(如图1所示)。日本较早就在本国内兴建了相当数量的建筑垃圾加工处理厂经过长时间的生产运作,不断根据实际情况调整改进生产工艺和生产设备,使最终出厂的建筑垃圾再生产品符合市场要求,为市场所接纳,最终被广泛使用。当前,日本建筑垃圾加工处理的生产工艺流程的基本思路与德国采用的工艺是基本一致的,但其独到之处在于每个步骤的深入细化程度较高,配备的设备的所属功能也更为先进专业,在建筑垃圾分选这个环节体现的十分突出。除了常规的诸如振动筛分设备和电磁分选设备之外,还包括可燃物回转式分选设备(图2)、不燃物精细分选设备(图3)、比重差分选设备等其它先进设备。通过科学合理的工艺,再配套先进完善的设备,从而有效地确保了最终再生骨料产品的优良品质,为产品的广泛应用提供了必要的保障。 

 
在专业化的工艺技术领域,美、德、日这些发达国家经过长期的实践累积,已经形成了围绕建筑垃圾资源化的先进科学的成套技术和设备,实现了较高程度的建筑垃圾资源化,下一步将以追求获得更高效、更优化的资源化为目标,改进形成更为先进的建筑垃圾资源化工艺技术。 
3国内建筑垃圾资源化现状与发展趋势 
改革开放以来,我国经济发展取得了举世瞩目的成就。但粗放型的经济增长方式并没有根本转变,资源约束矛盾日益突出,环境压力越来越大。“十一五”是我国全面建设小康社会的关键时期,既面临前所未有的发展机遇,也面临来自各方面的严峻挑战,最突出的挑战就是资源、环境对经济发展的制约。随着人口增加和工业化、城市化进程加快,资源消费强度将进一步加大,必须加快转变经济增长方式,提高资源利用效率。与发达国家相比,我国资源综合利用水平差距较大。我国建筑垃圾资源化程度远远低于国外发达国家。大量的建筑垃圾资源没有得到有效利用,既浪费了资源,又污染了环境。这也从另一方面说明,我国建筑垃圾资源化综合利用的潜力很大。 
3.1相关政策法规 
当前,我国已经将资源与环境问题提到一定的高度,把如何实现建筑垃圾资源化这个综合性问题作为一个重点议题。在建筑垃圾资源化相关政策法规方面,我国已经颁发了相关的政策法规: 
(1)《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》(1995年) 
(2)《城市建筑垃圾管理规定》(2005年) 
(3)《城市固体垃圾处理法》(1995年) 
(4)《城市市容和环境卫生管理条例》(1992年) 
(5)《中华人民共和国国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要》(2006年) 
除此之外,国内各主要城市,如北京、上海、广州、西安等也针对建筑垃圾处理处置的相关环节制定了相应的地方性政策法规。但不难发现,无论是国家还是地方,这些政策法规都相对零散,缺乏整体性,没有形成一个完善的体系,无法为进一步深入开展建筑垃圾资源化工作提供必要的政策法规的支持和保障。因此,以建筑垃圾资源化为中心议题,尽快建立起配套的政策法规体系成为眼下的当务之急。 
3.2相关工艺技术 
当前我国还没有发布权威的整体建筑垃圾利用率的数据信息,但应当客观承认,我国建筑垃圾资源化水平较低,对建筑垃圾的利用,也大部分局限于简单处理,如用作回填和公路建筑。令人可喜的是,在国内已有地区在积极开展更为科学先进的建筑垃圾资源化的试探性工作,并取得一定的成效。目前,我国大陆地区的建筑垃圾处理和利用领域主要有以下4个方面: 
(1)利用建筑垃圾造景 
利用建筑垃圾“堆山造景”国内外已不乏先例。如天津市最大规模的人造山(见图4),占地约40万m2,利用建筑垃圾500万m3。该市用3年时间完成一个“山水相绕、移步换景”的特色景观,如今垃圾山已成为天津市民游览休闲的大型公共绿地[6]。 (2)利用建筑垃圾生产环保型砖块 
一种用建筑垃圾生产的具有强度高、容重小又保温的环保墙砖日前在厦门获得推广,该产品属福建首创,在国内也处于领先地位,这项科研成果已被厦门市垦鑫新型建筑材料有限公司采纳,现已投资800多万元建立两条生产线,初步形成日消纳建筑垃圾两百吨、日产十万块标准砖的生产能力,部分产品如图5所示。 
2006年,河北邯郸32层金世纪商务中心(图6)所用的砖全部采用邯郸市全有建筑垃圾制砖有限公司(全有生态建材有限公司)利用建筑垃圾制造的环保砖。该工程不仅是邯郸市的标志性建筑,也是我国建筑垃圾综合利用的里程碑。 

 
图5厦门垦鑫新型建材有限公司利用建筑垃圾生产的制品实物 

 
图6河北邯郸32层金世纪商务中心 
(3)利用建筑垃圾生产再生骨料 
1990年7月,上海市第二建筑工程公司在市中心的“华亭”和“霍兰”两项工程的7幢高层建筑(总建筑面积13万m2,均为剪力墙或框剪结构)的施工过程中,将结构施工阶段产生的建筑垃圾分拣、剔除并把有用的废渣碎块粉碎后,与普通砂按1:1的比例混合作为细骨料,用于抹灰砂浆和砌筑砂浆,砂浆强度可达5MPa以上。共计回收利用建筑废渣480t,节约砂子材料费1.44万元和垃圾清运费3360元,扣除粉碎设备等购置费,净收益1.24余万元[2]。 
合宁高速公路(见图7)全长133.43km,水泥混凝土路面,1991年通车,由于交通量和使用年限的增加,混凝土路面出现了不同程度的病害,每年路面的维修工程量为9~10万m2,产生旧混凝土3~4万m3,因此在此路面维修中,就地和就近利用废弃混凝土再生骨料代替天然骨料配制再生混凝土用于道路,废弃混凝土的利用率达到了80%,节约骨料的运输费用为117~130万元,节省废混凝土占用土地费用67~75万元。 

 
图7合宁高速公路 
(4)利用建筑垃圾进行地基加固处理 
近些年来,河北工专新兴科技服务总公司开发成功一种“用建筑垃圾夯扩超短异型桩施工技术”,如图8所示,在综合利用建筑垃圾方面有了突破性进展。该项技术是采用旧房改造、拆迁过程中产生的碎砖瓦、废钢渣、碎石等建筑垃圾为填料,经重锤夯扩形成扩大头的钢筋混凝土短桩,并采用了配套的减隔振技术,具有扩大桩端面积和挤密地基的作用。单桩竖向承载力设计值可达500~700kN。经测算,该项技术较其他常用技术可节约基础投资20%左右。 

由此可见,从技术角度来说,在我国实现建筑垃圾资源化是完全可行的。今后的工作重点在于巩固并继续加强推广现有的建筑垃圾资源化技术,在此基础上,积极吸收消化国外的发达工艺技术,开发并推广应用更高层次的专业工艺技术,从而推动实现我国建筑垃圾资源化工作的进一步发展。 
4结语 
综上所述,大力推行建筑垃圾资源化是可持续发展战略的必然要求和主流趋势,是解决建筑垃圾问题最为有效可行的途径。发达国家已经在该领域取得了令人瞩目的成绩,并将继续在现有基础上,完善相关软件与硬件,实现优化程度更高、效率更优的建筑垃圾资源化。相比之下,我国还未就建筑垃圾资源化深入开展相关工作,这与目前提倡建设可持续发展的能源节约型社会这一宗旨是相悖的。因此,很有必要且必须通过参考借鉴国外的先进经验与技术,充分结合实际国情,从政策法规和工艺技术等相关方面形成并不断完善配套体系,在不断实践与改进的过程中推动我国建筑垃圾资源化的进程,以期最终科学有效地在我国解决建筑垃圾这一难题,这是我国实现建筑垃圾资源化的必然发展趋势。 
参考文献 
[1]杨德志,张雄.建筑固体废弃物资源化战略研究.中国建材,2006,1. 
[2]陆凯安.中国建筑垃圾的现状与综合利用.施工技术,1999,5. 
[3]常纪文.我国循环经济法制建设存在的问题及其对策.红旗文稿,2004,8. 
[4]王罗春主编.建筑垃圾处理与资源化.北京:化学工艺出版社,2004. 
[5]杜婷.国外建筑垃圾的处理对我国的借鉴.湖南城建高等专科学校学报,2002,2. 
[6]王楠.上海市政协委员曾乐才建议把建筑垃圾变成景观.中国花卉报,2006,2.



来源:环境工程
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