建筑垃圾资源化利用调研报告

建筑垃圾资源化利用调研报告一、项目背景随着我国城镇化的快速发展和产业创新升级，城市建筑垃圾的产生量急剧增加，据行业调研报告预测，2020年我国建筑垃圾的产生量将达到39.66亿吨，如此巨量的建筑垃圾不仅占用大量土地、污染环境还存在较大的安全隐患，已成为制约城市可持续发展的重要问题建筑垃圾是指新建、改（扩）建、拆除各类建（构）筑物、管网、道桥以及房屋装饰装修过程中产生的废弃物，主要包括工程渣土、废弃泥浆、工程垃圾、拆除垃圾及装修垃圾五大类。其中，工程渣土与废弃泥浆因来源广、性质差异大、力学性能差及部分受污染等特点，其资源化利用率较低。而工程垃圾、拆迁垃圾及装修垃圾经过分拣、破碎及筛分等处理后，大部分可作为再生资源重新利用，相关处理技术及装备已相对成熟。XX是长三角五大都市圈中心城市之一，长三角南翼的经济中心。近年来随着我市城市化建设的快速推进，中心城区建筑垃圾年产生量均超过6000万吨，其中渣土占比高达80%且以淤泥质土为主。随着环保政策进一步收紧，以海上消纳为主的处置方式不可持续，且受建材开矿限制，砂石材料紧缺、成本大幅提高，因此按照减量化、无害化、资源化、产业化的原则，开展建筑垃圾资源化利用是解决当前矛盾的最有效途径。二、现状调研（一）XX现状建筑垃圾建立了较完善的收运体系，但过于依赖海上处置，陆上处置能力不足，资源化程度有待提高，主要表现为：建筑垃圾产生量大2015年以来中心城区建筑垃圾年产生量均超过6000万吨，2018年更是突破了7000万吨，按趋势预测至2025年全大市范围将超过10000万吨，由于我市产生的工程渣土以高含水率土（淤泥）为主，资源化利用成本较高。2015-2018年中心城区建筑垃圾产生量统计表（单位：万吨）年份总产生量渣土工程垃圾泥浆装拆垃圾2015636151324734373192016651550304745304812017678754174814544352018751660304945374552.规模化处置方式以填海为主，陆上处置能力不足目前XX市海上处置（码头中转+海涂围垦］能力约占总量的50%,尤其是建筑渣土过于依赖海上处置，陆上处置能力不足，缺乏大型建筑渣土处理处置场地，但海上处置主动权严重不足，一旦海上处置受限，将严重制约项目建设。资源化利用近几年发展迅速，出现了近百家企业，预计到年底处置能力可达550万吨/年，固体渣土处置工艺较成熟,高含水率淤泥以烧结砖、烧结陶粒和泥浆固化为主，但企业规模化不足，环境问题较突出，工艺、技术有待提高。3•监管难度大目前XX市已经实施建筑垃圾的工地源头备案管理、运输企业资格管理和运输全过程监管。但由于在建筑垃圾产生、收运、处理处置等各环节，监管部门较多，管理对象更是呈现不同层次、不同性质的特点，很难做到信息的完全准确、对称和共享，导致建筑垃圾产生量数据不准确，无法做到全过程监管。4•跨区消纳难度大由于跨区处置会导致沿途环境受到污染，周边居民影响较大，运输车辆的环保及安全问题致使各区、县（市）对跨区域运输及处置予以限制，甚至连轨道交通等重点工程出土消纳也不予以支持。5•市场供需不平衡正如前面所述，XX工程渣土存在着无处可去、占用大量土地，破坏环境等难题，而另一方面受建材开矿限制，砂石材料紧缺、成本大幅提高，工程所需的大量优质宕渣及碎石、砂砾均需开山获取甚至从上虞、嵊州等地购入，供求矛盾突出。我市已有部分企业开始在这方面努力尝试，但全市每年建筑渣土、泥浆和拆迁垃圾再利用率不足10%。6•研发技术较薄弱XX对建筑垃圾的处理和再生利用技术硏究尚在起步阶段，虽然取得了一定成果，但缺乏新技术、新工艺的硏发能力，而且设备陈旧落后，与技术的全面推广还有很大的距离。目前还未建立再生产品相应的技术标准以及指标参数。（二）国内先进城市发展调研北京近年来北京市建筑垃圾年新增量约为3500万-4000万吨，存量超过3亿吨，绝大部分采用堆放、填埋方式处理。按照每万吨建筑垃圾至少占用1亩土地计算，匕京市每年光堆放新增建筑垃圾就要浪费三四千亩宝贵土地资源。还存在类似“深圳渣土滑坡事故”的重大安全隐患,同时污染土壤、水体和大气，俨然已成城市公害。北京市目前建筑垃圾资源化的比例不足5%，企业不足10家，实际处理量不过200万吨。与欧盟国家90%左右的利用率相去甚远，与2011年市政府《关于全面推进建筑垃圾综合管理循环利用工作的意见》中提出的〃到2012年全市建筑垃圾资源化率达到40%,2015年达到80%〃的目标也相去甚远。2016年市委市政府在《关于全面深化改革提升城市规划建设管理水平的意见》中再次提出倒2020年基本实现原生垃圾零填埋”的目标。2上海上海每年产生的建筑垃圾量约在1亿吨左右，上海市处理建筑垃圾将分六步走,第-,加强各类建筑垃圾源头申报管理,重点落实装修垃圾、拆房垃圾的申报全覆盖;第二，规范中转分拣，提高利用率，减少建筑垃圾垃圾处置量；第三，加强对运输企业收运行为的监管，坚决取缔非法收运;第四,落实属地消纳选择,并建立市应急处置场所；第五，推行卸点付费机制,防止因层层转包造成非法倾倒建筑垃圾；第六，严格执法检查,对非法承运、中转处置建筑垃圾的行为予以坚决打击，规范建筑垃圾市场。对于建筑垃圾处置，上海也定下了目标任务。根据新出台的《关于进一步加强本市垃圾综合治理的实施方案》的要求，“十三五”期间，本市通过强化建筑垃圾的预处理，提升建筑垃圾资源化能力和水平，工程泥浆集中干化能力达到950万吨/年，工程垃圾资源化利用能力达到400万吨/年，装修垃圾和拆房垃圾集中资源化能力达到750万吨/年，真正实现建筑垃圾“内循环”2016年上海市住房和城乡建设管理委员下发会关于加快推进建筑废弃混凝土资源化利用的通知，要求在保证性能的前提下，本市三星绿色建筑，其再生混凝土对同类材料的替代使用率应当不得低于15%，其他绿色建筑应当不得低于10%；市政基础设施工程路面基层材料中的再生材料替代使用率不得低于30%。3航州以墙材企业作为突破口，利用建筑渣土作为原料进行制砖，实现渣土的资源化利用。杭州市建筑渣土资源化利用的可行性发展建筑垃圾制砖产业，提高建筑垃圾消纳能力，是经济效益和社会效益的巧妙结合，符合发展新型墙体材料和循环经济发展趋势。目前由杭州市钱江新城投资集团有限公司投资入股的钱潮再生砖料一厂已投产产能稳定在每个月5万吨左右，二厂也与今年3月投产，主要利用建筑垃圾生产再生骨料、再生透水砖、再生护坡砖、再生空心砌块等。4.金华采用特许经营模式，成投公司与中天集团共同组建年处理能力达到100万吨的建筑渣土资源化利用处置场并形成集建筑垃圾处置、商品混凝土、干粉砂浆、再生制品于一体的资源再生产业园。目前，金华市区没有一个固定的渣土储运场和专用综合处置场，3家正规建筑渣土处置运输公司会把建筑垃圾拉到栅川集中处置，亥处置中心已基本接近饱和状态。根据规划，市区建筑渣土资源化利用处置场建成后,每年处理建筑垃圾可达100万吨,年产干粉砂浆40万吨、再生制品10万吨、再生商品混凝土20万立方米，年外供再生微粉17万吨、再生骨料28.5万吨。（三）资源化利用主要技术1.就地固化在工程建设过程中/因基底软弱而开挖换填将产生大量建筑渣土。就地固化处理技术通过强力搅拌设备将固化剂与软土实现混合搅拌，使土体达到一定强度或其它使用要求，实现软弱土体的就地加固利用，具有“零清淤、零换填、处理对象范围广及场地适应力强”等优势。目前，该技术在欧洲发展较为成熟，就地固化技术规范也相对完备。而我国在该领域尚处于起步阶段，可海大学针对就地固化处理软土地基已开展多年的相关硏究,并已形成了单一硬壳层条件下的承载力及沉降预测计算方法硏究，完成了硬壳层联合复合地基设计计算方法硏究,相关技术成果已写入浙江省交通运输厅编制的《公路路堤就地固化设计与施工技术指南》但就地固化需要首先开展固化剂硏究,针对各地区土质情况不同，需开展区域性的固化剂材料优化设计,并开固化成套技术与工艺指南,用以减少工程建设过程中因开挖换填所产生的建筑渣土。就地固化处理技术2•固化改良利用工程建设过程中产生的渣土及干化后泥浆多存在力学强度低及遇水后泥化等问题，无法直接加以利用，常采用固化改良的方式进行处理，其中水泥改良土、石灰改良土及二灰改良土等因原料易得、成本低、施工方便，且在强度及耐久性等方面具有一定优势，因此在工程渣土改良利用方面得到普遍应用。但在实践积累过程中，人们逐渐认识到此类改良方法存在早期强度低、收缩率大、开裂风险高及改良效果随土质特性变化差异大等缺陷，且水泥、石灰等原材料在生产过程中会消耗大量资源及能源，不满足节能环保的要求。无机类土壤固化剂多为粉末状，一般以水泥、石灰、粉煤灰及各种矿渣等为主剂，忝加少量激发剂制备而成』匕类固化剂主要通过无机材料水化生成凝胶类物质，并在土颗粒间形成空间稳定的网状结构,增加土体稳定性，同时固化剂水化过程中产生的钙、镁及铝离子可与土颗粒吸附层中的钠、钾离子发生交换,降低土颗粒双电层厚度，便于后期压实,最后,水化产物在后期发生碳酸化反应,生成难溶的碳酸钙晶体，进一步提高了固化土强度。有机化合物类土壤固化剂多为液态，主要由改性水玻璃类、环氧树脂类、高分子材料类剂离子类等中的一种或多种配合而成。其组分中的一些活性物质溶于水后能显著降低水的表面张力，置换出土颗粒中的阳离子，降低颗粒双电层厚度，进而减小颗粒间的排斥作用，便于后期压实。同时，有机物的分子链与土颗粒间相互吸引，高分子链最终与土颗粒相互缠结，形成稳定整体，提高固化土强度。生物酶技术近年来在国外取得一定进展，旦由于其生产工艺复杂，成本较高，导致其应用受限。其主要通过酶的催化作用和外界压力作用,在黏土颗粒表面形成凝结硬化壳,同时,深入内部的固化酶中某种成分可替换土体中凝聚能力低的离子，打破黏土矿物双电层结构，将其中水分排出，促使土颗粒集聚，进一步团粒化而胶结。在应用方面，长安大学李又云等人利用建筑渣土作为城市道路填料使用，硏究结果表明,随着碾压遍数的增加,路基填料干密度在初期增加速率较大，后期增加速率逐渐减少,当碾压20遍左右时，路基沉降变形一般小于2mm,最终趋于稳定,而回弹测试结果表明,建筑渣土路基的回弹模量平均为75MPa左右,表明建筑渣土在城市道路中应用可行。齐善忠等人利用多种固化剂对建筑渣土进行改性，硏究结果表明以水泥、粉煤灰等改良处理并经破碎筛分后的建筑渣土，其颗粒尺寸、强度（CRB值）水稳定性及温度稳定性等指标均可满足路基填料技术要求。上海世博园区曾因拆迁产生大量建筑渣土，渣土中含有的集料包括碎石、碎砖及混凝土碎块,泥土以亚黏土为主。上海市政总院的温学钧等人采用HEC固结剂对该渣土进行现场拌合处理，通过控制集料粒径及压实度等措施，实现了HEC固结渣土在道路下基层、垫层及路基等部位的应用，经现场试验，各项技术指标达到设计要求，最终该技术在世博园区道路路基中得到大面积推广使用，且应用效果良好。综上可知，建筑工程渣土经固化改良后在场地整平、场站填高及道路工程不同层位的应用具备可行性/旦已有硏究中的渣土含水率通常不高,经简单翻晒、路拌掺灰后碾压即可实现利用,其质量控制难度大且路拌施工易扬尘，因此，已有固化改良技术无法直接用于XX地区高含水率、高黏粒含量的工程渣土,需从固化剂选择、固化工艺确定、设备选型、指标控制、施工及养护工艺等全流程进行考虑,开展相关硏究，提高XX地区工程渣土的资源化利用水平。三、产业发展思路当前城投所属绿能公司,结合枫林电厂关停和〃静脉”产业园区建设，正在谋划建设将拆迁和装潢垃圾再生制成墙体材料、透水砖、PC构件、陶砾等事宜。下步资源化利用主要方向是高含水率的建筑渣土,通过非开挖就地加固、脱水再固化技术等措施,将渣土加工成满足路基或场地回填材料技术要求，用于工程项目（一）总体思路采用〃政策引导、国企引领、多点布局、绿色发展〃的发展模式。工程渣土资源化利用看似简单，实则受到分类、收集、运输、处置、利用、施工控制、成本、市场认可及政策扶持等多因素影响,在发展初期,应当选择实力雄厚的国有企业进行主导，同时考虑建筑渣土循环利用的公益性特征，国有企业更应发挥先天优势，承担起社会责任，并从技术硏发、质量控制、规划设计、标准制订及工程应用等方面作出示范效果，保证渣土产业化的良性发展。（二）发展目标1.产业发展产业的同时逐步完成对行业监管体系的建立，现实资源循环利用；整合建筑垃圾回收、物流储存、再生利用、无害化处理等企业，使之形成一定规模的与建筑业配套的服务产业。建立多个集储存、加工、销售于一体的大型建筑垃圾综合利用产业基地；为节约自然资源，保护生态环境做出贡献；逐步占领XX大市范围内再生建材市场；实现企业营收和利润逐年增加。（三）产业布局产业布局方案结合《XX市建筑垃圾消纳场所和中转场所建设专项规划（2018-2030）》和城建、交通等项目需求，按照空间覆盖、时序协调、运输经济为原则确定。近期以西洪大桥及接线工程和姚江管廊试点项目为依托，利用或改造现有条件较为成熟的1-2个渣土中转堆放场地作为生产基地，3至5年建立4-5个运距为20-30公里的生产基地，覆盖中心城区甚至XX大市范围，总处理能力达到1000-1500万立方，另外，可根据场地条件建设1-2个集采矿、资源化利用于一体的综合性基地。近期结合城建项目，重点布局西北（高桥）和东南部（东钱湖或五乡）。四）业务模式工程渣土、泥浆、河道淤泥等仅小部分应用于陶粒烧结砖外，其他方向的应用市场和技术成熟度不高。经前期调硏和工程试点，将高含率渣土改良后，用于路基填料、绿化种稙土及场地回填等应用技术已成熟，但需结合本地土质进行适当技术改造。主要技术路线：1源头减量化，软弱地基、浜塘等原需换填处理的不良土质，采用移动式强力搅拌设备渗入水泥、石灰等固化材料进行非开挖就地加固，以满足地基承载力要求；2、 工厂化改良：钻孔泥浆、河道淤泥、基坑、轨道、沟槽开挖产生等渣土，采用工厂化模式（可现场建厂），进行脱水、添加固化剂、翻晒等措施降低含水率，使渣土达到路用或场地回填技术要求，应用于工程；3、 高附加值产品，硏究改进免烧结砖、陶粒及绿化耕植土（养料土）等无污染生产工艺，同步硏究可控高流动性低强度填料，成熟后推广应用。（五）布局计划第一阶段：选择在城西片区建立一期基地，基于即将开工的西洪大桥项目及后续广元大道等项目需要在城西片区布厂。如有必要，可按程序引入行业领先的施工企业和科研单位参股，也可综合考虑资源优势引入属地企业。一期基地主要负责城西片区内所有建筑渣土和拆迁垃圾的回收、加工和存储。第二阶段：城西一期基地成立好后，随着管理经验的丰富，技术水平的增长，逐步筹备第二生产基地的布局。迎合东钱湖快速路项目在城东片区的契机，建议在城东片区建立第二个生产基地，主要负责城东片区内所有建筑渣土和拆迁垃圾的回收、加工和存储。生产基地选址禾U用国土部门梳理出来的中心区山塘、废弃矿场，结合其制定的修复要求和计划，建议在山塘地块或废弃矿地块成立建筑垃圾资源化利用生产基地。一是因为山塘拥有足够的场地空间，更于堆放再生产品和原材料(建筑渣土和拆迁垃圾)。二是可以作为建筑垃圾分类处理中转站或临时堆放场地，对建筑垃圾进行预处理，既提高后续生产效率又减少二次环境污染；三是可以通过竞争性谈判向国土、规划等相关部门争取废弃矿开采权，就地取材，为预制构件等企业提供天然砂石等原材料。四是无法利用的建筑垃圾可直接回填山塘，以便对山塘进行后期的山体修复和绿化改造，改善生态环境。现将主要山塘地块情况罗列如下：1•首选地块一土地情况介绍该地块为两个山塘地块面积分别为山塘1号为987亩和山塘2号为1052亩。两个山塘均位于外大岙村杭甬高速南侧,均需途经一座下穿杭甬高速的涵洞,涵洞限高分别为4.5m和3.5m。山塘1号地块是以前山塘开采的遗留空地，目前正在平整场地，亥地块中有一块较大空地被当作干化泥浆的沉淀池；山塘2号目前正在开采中，殳有较大空地。地块优势两个地块位于姚江两岸60平方公里范围内,且面积大而完整。可结合姚江两岸未来开发需要，将该地块作为未来预制产业发展的原材料开采地、渣土临时堆场、建筑垃圾分类处理中转站；结合城管部门正在组织编制的《XX市建筑废弃物资源化利用设施建设规划》要求，对于无法加工利用的建筑垃圾直接回填，并在此基础上完成山塘的修复工作，满足发展产业和山塘修复的双重需要，符合市政府废弃山塘综合利用需求；结合城投未来发展规划，在完成山塘修复任务后退出，或有条件的可取得30-50亩修复后的山塘开展建筑垃圾再利用生产，创造最大效益；结合修复一并取得两块山塘，摘地成本低或是零成本。(3)地块劣势两个地块均有下穿涵洞，前期需要进行改造，增加成本；山塘2号目前正在开采中，没有较大空地，不宜做精细化加工场地，近期可主要考虑山塘1号。2•备选地块二(1)土地情况介绍该地块位于海曙区高桥镇岐湖村通途西路1666号，距西洪大桥施工I标施工现场6.2公里。目前由XX宏业水泥制品有限公司所有，公司向岐湖村租赁该地块，租赁合同长年有效，地块是XX宏业水泥制品有限公司向高桥镇岐湖村长期租借的，该地块为山塘，总面积约975亩，位于通途路以北、姚江以南的位置，目前宏业公司首先取得土地130亩。该地块内目前有三家工厂，分别是：XX国宏建材有限公司、市政养护沥青厂、宁交工材料堆场，工厂近期内将马上移除，不会对我们建厂造成影响。（2）地块优势宏业公司未来两年内还将向岐湖村租赁100亩土地，立于北部，与该地块相连。如果我司一并租赁，便于基地整体规划建设。该山塘目前正在开挖，已有较大空地，据了解山塘开采合同还有2年到期，由于该地目前仅能租用，因此建议近期先租用，待土地开采合同到期后，我司再整体摘地，由于场地面积大（975亩），因此可作为城西片区集建筑垃圾中转、预制拼装和钢筋加工于一体的综合型生产基地总部；该地块靠近姚江附近,利于建设码头,方便后期交通运输；该地块道路条件良好、地质条件较好不需前期地基加固，减少土地整理费用,节省成本；该区块水电方便,有现成砼搅拌站和办公楼,前期改造成本较低。（3）地块劣势只能租赁，无法购买；租金过高,约6万/亩，租期至少20年起签，并且每五年租金还将上浮10%左右。据海曙规划、招商局了解，该区块未来有可能作为海曙区规划工业园区，但规划尚未确定,也为摘地带来困难。（七）经济测算根据我市制定的渣土处置费为35元/吨（中心城区内）塘渣平均市场价约55元/吨,渣土固化利用平均成本约80元/吨，基本实现收支平衡,如考虑工厂化处置厂房建设、环保、土地、税收等支出,将存在一定的缺口。目前城投公司已与规划国土、城管等部门沟通，达成利用现有消纳场地和废弃山塘作为处置基地的意向，另资源化利用产业在税收方面有优惠政策，因此可以实现一定的盈利。四、已完成工作及下步计划（一）已完成工作在西洪大桥接线工程中首次应用建筑渣土及泥浆改良后替代塘渣，并完成试验段路基铺装，经第三方检测和专家组评审，认为建筑渣土改良后作为路基填料可满足道路使用要求且优于塘渣路基。以城投公司作为牵头单位，联合硏究基础较好、工程应用案例较多的河海大学、上海市政工程设计硏究总院（集团）有限公司及XX工程学院积极申报2019年度XX市“科技创新2025”重大专项暨“246”产业集群发展引领计划第一批项目（课题）一建筑工程渣土、泥浆无害化处理及资源化利用关键技术及装备硏制项目，总硏发经费4200万元（其中城投自筹3400万元），计划利用3-5年时间，建立渣土多路径减量化、无害化、资源化利用技术体系，硏发相应的高效处理及污染防治装备，通过西洪大桥及接线工程（含管廊）近50万立方渣土、泥浆的内部平衡消化和应用检验，进一步优化技术方案和制定技术标准，并最终形成4-5个服务半径为20-30公里，覆盖中心城区的集存储、中转、处置等功能于一体的资源化利用基地，实现规模化、集约化产业发展模式。目前，该课题申报已通过初审，计划8-9月进行专家评审和实地调查，10-11月立项公示。通投公司与市城管局下属XX市政公用投资有限公司，就共同开展建筑工程渣土、泥浆无害化处理及资源化利用产业等投资事宜达成了战略合作意向：双方拟共同出资组建XX建筑渣土资源化利用有限公司,并发挥各自领域优势,通过硏究制定配套