太湖流域某裝修垃圾資源化利用工程設(shè)計

程 文，耿 震，蔣嵐嵐

（無錫市政設(shè)計研究院有限公司，江蘇 無錫 214072）

1 工程背景概述

江蘇省“263”行動計劃中明確提出要加強建筑垃圾處理與資源化利用，加快建設(shè)建筑垃圾資源化利用廠，實行裝修垃圾源頭分類，杜絕生活垃圾和有害垃圾混入裝修垃圾，實現(xiàn)裝修垃圾和拆遷廢料資源化利用。位于太湖沿線的宜興市建筑垃圾產(chǎn)生量較大且存在增長的趨勢，裝修垃圾的處理主要是采取簡單的堆存和填埋，處理處置不規(guī)范；收運由當(dāng)?shù)氐钠髽I(yè)和單位自由組織，存在環(huán)境和安全隱患；同時，臨時堆放點已是趨于飽和的狀態(tài)。宜興市可統(tǒng)計的通過運輸?shù)难b修垃圾約為1.2×105t/a，通過服務(wù)范圍內(nèi)新房交易量、人口數(shù)量的測算，還應(yīng)有1.8×105t/a 的未統(tǒng)計垃圾量，故裝修垃圾預(yù)測量為3.0×105t/a。因此，急需建設(shè)一座規(guī)范化、現(xiàn)代化的裝修垃圾處理處置中心，從而真正實現(xiàn)裝修垃圾的減量化、資源化。

進入“十四五”時期，我國建筑垃圾產(chǎn)生量預(yù)計會突破3.0×109t/a［1］，如何將固體廢物轉(zhuǎn)化為資源，使其應(yīng)用于生產(chǎn)服務(wù)中，提高其循環(huán)利用效率，成為主流學(xué)術(shù)界正在探索的方向［2］。近年來，我國對于裝修垃圾的處理思路已經(jīng)從簡易填埋、堆放，逐步向適度資源化處理方向發(fā)展［3］。本項目以建筑垃圾中的裝修垃圾為主要原料，減容減量和資源化相結(jié)合，不僅有利于保護環(huán)境、消除建筑裝修垃圾處置難的困擾，而且能夠?qū)崿F(xiàn)固體廢物的綜合利用，達到資源節(jié)約、循環(huán)再利用的目的。

國外很多發(fā)達國家對于裝修垃圾的處置都高度重視并制定了符合各自國情的措施。在我國，以“兩破+三篩+多級風(fēng)選”為主線的拆除垃圾處理已趨近于成熟，實際運用已無過多障礙［1］。資源化產(chǎn)品大多通過新型建筑材料和市政道路輔料的形式來體現(xiàn)。

2 工藝流程與設(shè)計參數(shù)

項目選址位于宜興中心城區(qū)西側(cè)約15.6 km 處，屬于宜興靜脈產(chǎn)業(yè)園范圍，宜興光大垃圾焚燒廠（二期）工程南側(cè)，總用地面積約5.79 hm2。分兩期工程進行建設(shè)，其中一期工程占地面積約2.62 hm2。結(jié)合周邊城市建筑垃圾處理設(shè)施的現(xiàn)狀以及相關(guān)規(guī)劃，一期工程設(shè)計規(guī)模確定為3.0×105t/a。

2.1 工藝流程

工程設(shè)計采取“二級破碎+三級篩分+三級分選”的裝修垃圾處置工藝。二級破碎主要用來將物料破碎至合理粒徑進行分選除雜；三級篩分中第一級主要通過滾筒篩來解決原料中含土量大的問題，第二、三級篩分主要根據(jù)分選除雜粒徑及產(chǎn)品結(jié)構(gòu)要求進行分級；三級分選主要包括一級人工分選（通過人工將物料中的大塊雜物盡早去除）、二級振動風(fēng)選（通過振動分選機將31.5～100.0 mm 骨料中的有機物去除，保證粒徑骨料的品質(zhì)）、三級復(fù)合及高精度分選（通過激振力、風(fēng)力將這一粒徑中的有機物去除。）

主要處理流程如下：經(jīng)過預(yù)分揀的原料首先由鏟車鏟送至鏈板輸送機，然后通過鏈板輸送機將原料輸送至一級破碎機，破碎至150 mm 的粒度，再由鏈板機運送至一級篩分設(shè)備A（滾筒篩），篩上物經(jīng)過人工手選出輕物質(zhì)類、填埋類、金屬類雜物后可直接入塊料倉，篩下物進入下一工序。振動風(fēng)選和檢查性手選后的31.5～100.0 mm 物料由皮帶運至二級破碎機破碎至一定粒級，再經(jīng)一級磁選（除鐵器） 后轉(zhuǎn)載至二級篩分（31.5 mm 分級篩），篩上＞31.5 mm 物料轉(zhuǎn)運至二級分選，≤31.5 mm 物料與一級篩分≤31.5 mm 的物料一同進入三級篩分（5/10 mm 雙層弛張篩）。篩上10.0～31.5 mm 物料經(jīng)三級分選（精細化風(fēng)選）除雜得到符合要求的骨料；5～10 mm 物料經(jīng)過三級分選（精細化風(fēng)選）除雜后得到符合要求的骨料，篩下0～5 mm 直接進入骨料倉成為合格骨料。工藝流程見圖1。

圖1 裝修垃圾處理工藝流程Figure 1 Process flow of the decoration waste

若運行單位對再生骨料的含雜率和粒徑的要求提高或骨料市場銷售情況有變化，則可在現(xiàn)有工藝流程上進行調(diào)整。通過中間皮帶輸送機進行返料，調(diào)整為“三級破碎+三級篩分+三級分選除雜”，達到滿足不同市場需求的骨料要求。同時，該流程也可以用來處理其他建筑垃圾。

2.2 物料特性及處理要求

裝修垃圾由于其產(chǎn)生特性，除了混凝土外還常含有磚瓦、陶瓷、玻璃、木材、塑料、石膏、涂料等廢物［1］。根據(jù)對宜興市裝修垃圾處置現(xiàn)狀調(diào)研分析，裝修垃圾中泥沙、磚石類惰性物含量為60%～75%，塑料、木材等可燃物含量為15%～25%，金屬等其他物質(zhì)約為5%，裝修垃圾密度比一般建筑垃圾要低，約為0.7～1.0 t/m3。

本項目再生骨料粒徑主要有4 種，分別為0～5 mm 細骨料、占比39.5%；5～10 mm 粗骨料、占比13.5%；10.0～31.5 mm 中粗骨料、占比37.5%；100～150 mm 粗骨料、占比9.5%；所有再生骨料的含雜率（質(zhì)量分數(shù)）＜1%。

2.3 設(shè)計參數(shù)

2.3.1 項目總體布置

工程主要建設(shè)內(nèi)容包括：一體化綜合車間、資源化車間、綜合管理用房、門衛(wèi)計量室、外排水池、雨水回用設(shè)施等。整個廠區(qū)布置動靜分離，生產(chǎn)區(qū)和生活區(qū)通過綠化隔離帶進行合理分隔，道路平面布置滿足了工程車輛的進出和轉(zhuǎn)運，并且充分考慮了與二期工程的銜接預(yù)留?？傮w平面布置及遠期預(yù)留見圖2。

圖2 總體平面布置Figure 2 General layout of the plant

2.3.2 一體化綜合車間

一體化綜合車間主要功能是作為裝修垃圾的原料儲存以及破碎、篩分、分選設(shè)備的設(shè)置場所使用。車間平面尺寸（長×寬）為107.0 m×48.0 m，最高處層高23.5 m，建筑占地面積約5.3×103m2，裝修垃圾原料存儲區(qū)占地約1.0×103m2。在原料車間和主要設(shè)備上方設(shè)置微米級噴霧除塵系統(tǒng)各1套，保證車間內(nèi)粉塵濃度滿足要求。

主要設(shè)備介紹：上料鏈板機1 臺，最大輸送能力Qmax=120 t/h，主要用來輸送外型截面尺寸小于600 mm×600 mm 的物料進入齒輥式破碎機；齒輥式破碎機1 臺，入料粒度0～600 mm，出料粒度0～150 mm；滾筒篩2 臺，直徑2.0 m，篩網(wǎng)長度8 m，傾角角度8°，滾筒轉(zhuǎn)數(shù)0～18 r/min；吊帶磁選機1 臺，帶寬1.2 m，磁場強度不低于1 200 Gs；錘式破碎機1 臺，處理能力Q=50 t/h；雙層馳張篩1 臺，篩分效率80%，上層篩孔10 mm，下層篩孔5 mm。

本項目產(chǎn)生的輕飄物、塑料等垃圾，通過設(shè)置于車間一層的打包機打包后，由運輸車短駁至項目北側(cè)的光大垃圾電廠進行協(xié)同焚燒發(fā)電，也彰顯了靜脈產(chǎn)業(yè)園協(xié)同處置的思路和理念。

2.3.3 資源化車間

資源化車間的主要功能是利用預(yù)處理線的部分再生細骨料（主要是0～5 mm 和5～10 mm 再生骨料）摻和水泥、細砂、添加劑等制作各種規(guī)格的植草磚、透水磚、市政磚等建筑材料（圖3）。車間平面尺寸(長×寬)為49.0 m×26.6 m，最高處層高9.1 m，建筑占地面積約1.33×103m2，主要包括原料區(qū)、制磚區(qū)、養(yǎng)護區(qū)3 個部分，考慮成品磚的產(chǎn)量等因素，設(shè)計采用自然養(yǎng)護的方式。制磚系統(tǒng)是一條自動化生產(chǎn)線，通過中央控制系統(tǒng)能實現(xiàn)制磚全過程的控制。

圖3 項目生產(chǎn)的31.5～100.0 mm 骨料、0～5 mm 骨料以及成品磚Figure 3 31.5～100.0 mm aggregates,0～5 mm aggregates and standard brick produced by the project

主要設(shè)備介紹：資源化車間內(nèi)主要設(shè)置制磚配料系統(tǒng)、攪拌系統(tǒng)、成型機、上板機、疊板機等設(shè)施設(shè)備，設(shè)計產(chǎn)能約1.0×107塊標(biāo)準(zhǔn)磚/a。成型機1 臺、N=30.0 kW；疊板機1 臺、N=4.0 kW；上板機1 臺、N=5.5 kW；攪拌機1 臺，N=22.0 kW；水泥罐1 套，100 t；面層攪拌機1 臺，N=5.5 kW。

3 測試指標(biāo)與分析方法

本項目在竣工投產(chǎn)后實現(xiàn)正式運行，污染來源主要是裝載車卸料、挖掘機送料、破碎機和滾筒篩等設(shè)備進行處置的時候產(chǎn)生的粉塵顆粒物和機械設(shè)備振動過程中產(chǎn)生的噪聲污染。

粉塵的監(jiān)測除了PM2.5以外，須符合GB 3095—2012 環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)二級要求，主要檢測SO2、NO2、PM10、O3、CO、TSP 等指標(biāo)。環(huán)境空氣質(zhì)量檢測采用全在線監(jiān)測的方式進行，監(jiān)測按照HJ 818—2018 環(huán)境空氣氣態(tài)污染物（SO2、NO2、O3、CO）連續(xù)自動監(jiān)測系統(tǒng)運行和質(zhì)控技術(shù)規(guī)范和HJ 817—2018 環(huán)境空氣顆粒物（PM10和PM2.5）連續(xù)自動監(jiān)測系統(tǒng)運行和質(zhì)控技術(shù)規(guī)范執(zhí)行。在項目運營期間，廠界噪聲排放標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)符合GB 12348—2008 工業(yè)企業(yè)廠界環(huán)境噪聲排放標(biāo)準(zhǔn)中噪聲排放限制2 類標(biāo)準(zhǔn)，即晝間低于60 dB（A），夜間低于50 dB（A）。噪聲檢測采用環(huán)境噪聲檢測測量儀器精度為2 型及2 型以上的積分平均聲級計。

4 運行效果分析

項目從2021 年4 月竣工投產(chǎn)至今，已經(jīng)穩(wěn)定運行了10 個月，來料裝修垃圾的成分比設(shè)計的要復(fù)雜，輕物質(zhì)產(chǎn)生量（質(zhì)量分數(shù)17%～19%）要高于設(shè)計參數(shù)值（質(zhì)量分數(shù)15%）。產(chǎn)生的各種粒徑骨料的參數(shù)性能均能達到設(shè)計要求，0～5 mm 骨料的含雜率＜0.5%，優(yōu)于設(shè)計值，市場銷售較為順暢。資源化車間市政磚產(chǎn)品也實現(xiàn)了正常生產(chǎn)，但是因為市場需求量較小，產(chǎn)能一直較低。項目在運行過程中產(chǎn)生的噪聲，主要是車輛裝載及破碎、篩分設(shè)備產(chǎn)生，通過采用低噪聲的生產(chǎn)設(shè)備，部分產(chǎn)噪環(huán)節(jié)增加隔聲罩，可將生產(chǎn)過程的噪聲控制在國家排放標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。

5 成本經(jīng)濟分析

工程處理裝修垃圾規(guī)模為3.0×105t/a，測算總投資1.59 億元。其中，第一部分工程直接費用1.03 億元。根據(jù)項目確定的工藝路線，投產(chǎn)運行期間的直接經(jīng)營成本主要由電費、原材料費、工資福利費、維修費和處置費等組成，按照項目第3 年達到3.0×105t/a 的處理規(guī)模，年經(jīng)營總成本3 013.3 萬元，單位經(jīng)營成本為100.44 元/t，其中主要能耗指標(biāo)如下：動力能耗24.78 kWh/t，水耗109.7 kg/t，燃油86.4 kg/t。在項目達產(chǎn)的情況下，收費單價為143 元/t（扣除金屬回收7.54 元/t、再生骨料6.3 元/t，再生磚5.0 元/t 的收入，均以原料計），能夠?qū)崿F(xiàn)財務(wù)內(nèi)部收益率為7.86%，該單價在江浙滬地區(qū)（一般收費為110～165 元/t，上海地區(qū)略貴）屬于正常水平，項目能夠?qū)崿F(xiàn)微利經(jīng)營且具備償債能力。

6 存在問題與展望

項目從2021 年4 月竣工投產(chǎn)至今，基本達到各項設(shè)計指標(biāo)要求。同時也發(fā)現(xiàn)一些問題，值得類似項目設(shè)計、實施時借鑒：①骨料車間的有效容積在場地條件允許的情況下可以適當(dāng)放大，避免某種骨料因市場原因積壓帶來“被迫”倒運的尷尬；②原料車間的水霧噴淋系統(tǒng)噴頭噴出流量和噴嘴布置密度需要增強，原料車輛在卸料時粉塵量較大；③分選出的輕物質(zhì)裝載盡可能在車間內(nèi)部實現(xiàn)，避免因天氣原因?qū)е螺p飄物四處“逃逸”。

裝修垃圾的收集與處理處置已經(jīng)越來越受到各地的重視，各大中小型裝修垃圾資源化處置項目也應(yīng)運而生，只要有地方政府的支持，解決好資源化產(chǎn)品出路問題，裝修垃圾資源化處置項目定可以有更好的發(fā)展。

7 結(jié)論

1）項目設(shè)計規(guī)模3.0×105t/a，采用“二級破碎+三級篩分+三級分選”的裝修垃圾處置工藝路線，生產(chǎn)的0～5 mm、5～10 mm、10.0～31.5 mm、100～150 mm 4 種骨料和多種規(guī)格非燒結(jié)磚可實現(xiàn)再生產(chǎn)品的多樣化，滿足不同的市場需求。

2）項目的實施解決了宜興市裝修垃圾運輸和處理處置不規(guī)范的現(xiàn)實難題。建筑占地面積約5.3×103m2，設(shè)置了1.0×103m2的原料存儲區(qū)，很好地解決了物料緩存問題。經(jīng)過近1 a 的實際運行，0～5 mm 骨料含雜率＜0.5%，品質(zhì)佳，市場銷量好，處理垃圾測算單位經(jīng)營成本為100.44 元/t。