一、建筑垃圾概况
1、基本状况
像图中这样的建筑垃圾,遍布我们周边,我在郑州高新区附近工作,坐在223公交上,沿路的秦庄、大里到现在还是这样景象;其实在全国,像秦庄这样的情况有很多,可想而知,产生的建筑垃圾有多少。我国是世界上每年新建建筑面积最大的国家,20亿平方米新建面积/年的增长幅度,相当于消耗了全世界40%的水泥和钢材,我国房屋自主拥有权限只有70年,而大多数房子住不到70年就拆迁的大有所在,我国建筑垃圾的数量已占到城市垃圾总量的30%~40%。据对砖混结构、全现浇结构和框架结构等建筑的施工材料损耗的粗略统计,在每万平米建筑的施工过程中,仅建筑垃圾就会产生500~600吨;而每万平方米拆除的旧建筑,将产生7000~12000吨,据不完全统计,全国城乡建设中每年拆除老旧建筑,会产生城市建筑垃圾高达2亿吨。每年的建筑垃圾数量已在城市建筑垃圾总量中占比例高达40%,成为废物管理中难题。
2、建筑垃圾的组成:
※建筑垃圾里富含废钢筋、废铁丝、废电线和各种废钢铁金属
※建筑垃圾内富含木头、木材
※碎砖、砂、混凝土块
二、建筑垃圾处理的时代意义:建筑垃圾资源化处理,不但环境效益显著,还有较大的经济利益,建筑垃圾自身是废弃物,但废中取材,大多可以当做再生资源重用。按照50亿吨建筑垃圾估算量,建筑垃圾转化的生产建材创造的价值可以达到一万亿元。
三、建筑垃圾处理方法 :回填利用、暂存堆放、填埋处置和建筑垃圾生产设备再利用是常见的四种建筑垃圾处理方法。
1、垃圾回填利用主要用于场地平整、道路路基、洼地填充等。用于场地平整、道路路基的建筑垃圾应根据使用要求破碎后回填利用,用于洼地填充的建筑垃圾可不经破碎直接回填利用。
2、建筑垃圾暂存堆场主要利用城镇近郊低洼地或山谷等处,条件成熟后可将建筑垃圾进行资源化利用或转运至填埋场处置。建筑垃圾暂存堆场应选址在交通方便、距离建筑垃圾产生源较近,近期不会规划使用、库容量满足暂存堆放要求的地区。
3、建筑垃圾填埋场可以市、县为单位集中设置。建筑垃圾填埋场宜选择在自然低洼地势的山谷(坳)、采石场废坑等交通方便、运距合理、土地利用价值低、地下水贫乏的地区;填埋库容应保证服务区域内损毁的建筑垃圾和灾后重建的建筑垃圾填埋量。
4、建筑垃圾生产设备处理:建筑垃圾中也有可再生资源,主要包括渣土、废砖瓦、废混凝土、废木材、废钢筋、废金属构件等。灾区建筑垃圾利用应优先考虑就近回填利用以及简单、实用的再生利用方式;对可再利用的、损毁的有保护价值的古建筑和传统民居等的结构构件、维护构件,特别是装饰构件,应按原工艺、原功能施用于重建的建(构)筑物原位置上。
四、建筑垃圾生产设备处理工艺:进料与粗破→分选系统→高压洗涤系统→二次,三次破碎系统→废水回收系统→粉尘净化系统→自动控制系统
五、建筑垃圾前端处理设备
1、移动破碎站:适合处理堆放集中、场地有限的建筑垃圾;移动破碎筛分联合体,多级破碎,它具备占地面积小,设备灵活、方便,机动性强、节省费用等优势,能对物料进行现场破碎而不必将物料运离现场再破碎,并可随原料开采面的推进而移动,从而大量降低了物料的运输费用;配置灵活,可根据现场设计改型。
2、移动式建筑垃圾粉碎机
4、建筑垃圾除铁器
六、建筑垃圾后端处理设备:本项目利用建筑垃圾生产建筑用砖、路面砖等,项目建设既能帮助缓解建筑垃圾处置的压力、保护环境,又能够满足建材市场需求,具有良好的经济效益。综合考虑企业的地理位置以及运输成本等因素,该项目产品主要市场定位于某本地市场;根据市场需求情况及生产成本,初步确定项目产品品种、产能规模以及产品定价如表1所示。
表1 产品品种及产能规模情况表
序号 |
产品品种 |
单位 |
年产量 |
价格 |
1 |
普通烧结砖 |
万块 |
30000 |
0.5元/块 |
2 |
路面砖 |
万平方米 |
150 |
20元/平方米 |
本项目新建封闭式生产综合楼1栋,建筑面积140000平方米,同时完成道路、绿化、管网等室外配套工程;新上建筑垃圾烧结砖生产线3条,混凝土路面砖生产线3条,购置主要生产及辅助设备34台(套);项目建成后年处理建筑垃圾105万立方米,处理炉渣、粉煤灰等工业废渣30万立方米,实现年产建筑用砖30000万块(折标准砖)、路面砖150万平方米的生产能力。
6.1总平面布置:本项目占地面积约106亩,按照环保及项目需要,项目在厂区内建设全封闭式生产综合楼1座,建筑垃圾堆放场、破碎加工场、制砖场、成品场均安放在封闭车间一层,办公室、维修间、餐厅、宿舍等均安置在生产综合楼二层;沿生产综合楼建环形道路,满足厂区交通组织需要;同时,规划在厂区内种植松木、冬青等植物,沿厂区边界形成绿化带。
6.2原材料供应情况:本项目产品主要是烧结普通砖、路面砖等,所用主要原材料包括建筑垃圾、炉渣、粉煤灰等,所需原材料来源及供应情况如下:
——建筑垃圾:主要用作烧结砖、路面砖原材料。2010年,某市区建筑垃圾产生量约1000万吨,占城市垃圾总量的40%左右,建筑垃圾实现综合利用的约100万吨;随着某市城市建设加快和房地产行业的快速发展,房屋建筑地基开挖垃圾、工程渣土、建筑物主体施工垃圾、房屋拆迁垃圾、建筑装潢垃圾等仍将大量增加,预计到2012年某市建筑垃圾量将达到1200万立方米。项目所需建筑垃圾主要由开发区、胶南市及项目周边其他区市供应,由建筑施工单位采用汽车运输方式送到厂内,建筑垃圾来源基本有保障。
——粉煤灰:主要用作烧结砖原材料。粉煤灰的化学成分与粘土相似,成分以二氧化硅及三氧化二铝为主,粉煤灰在砖坯中起到骨架作用,有利于坯体内水分的排出,缩短干燥周期,还能有效地减少由干燥收缩致使坯体出现裂纹的可能性。项目所需粉煤灰主要由开发区及胶南市热电厂供应,由项目单位采用汽车运输方式运至厂内,粉煤灰数量和质量基本可满足项目生产需要。
——炉渣:主要用作烧结砖原材料。炉渣成分主要以二氧化硅为主,是烧结砖的主要原材料。本项目所需炉渣主要由开发区及胶南市热电厂供应,由项目单位采用汽车运输方式运至厂内,炉渣数量与质量能满足生产需要。
——水泥:用作路面砖原材料,由某本地水泥厂供应,能满足项目需要。
6.3 工艺技术及设备选型
6.3.1项目技术来源:本项目工艺技术由某公司借鉴国内外建筑垃圾制砖成熟技术工艺自主研发,采用煤炉隧道窑生产设备和生产工艺,生产的产品具有强度高、保温隔热等特点,工艺技术比较成熟。
6.3.2 项目生产工艺
a.建筑用砖生产工艺:按照生产工艺不同,砖分为烧结砖和非烧结砖,经焙烧制成的砖为烧结砖,包括粘土砖(N)、页岩砖(Y)、煤矸石砖(M)、粉煤灰砖(F)等;本项目主要是利用建筑垃圾、工程渣土、炉渣、粉煤灰等配比生产烧结砖,项目生产工艺如图1所示。
图1 项目生产工艺流程图
1]、原材料储备及预处理:建筑垃圾、工程渣土、粉煤灰、炉渣等都经汽车运入厂内,储备于各自堆场,不得混堆,以待备用。
2]、破碎、分选:建筑垃圾呈块状,具有一定硬度,必须经过机械处理。本项目中,通过箱式给料机将建筑垃圾送入粉碎机进行鄂破、细破两道粉碎工序,通过圆筛(网眼≤5mm)筛分合格颗粒进入后续工序,不合格颗粒通过输送带返回到破碎工序再次粉碎,直至粒径合格。
3]、搅拌、配比:粒径合格的建筑垃圾混合破碎好的炉渣、脱水后的粉煤灰加水进行搅拌,搅拌均匀的原材料经输送带送入供料箱中备用。
4]、成型工序:配料计量后由皮带机送至轮辗搅拌机,根据工艺要求轮辗搅拌至少5分钟,搅拌好的原料由输送设备送至砖机料仓;砖机开启,搅拌均匀的配料进入液压制砖机进行挤塑成型,形成具有一定几何形状的泥条;切条机将挤泥机挤出的连续泥条切割成一定长度的坯条;切坯机将坯条切割成厚度相同、符合一定规格的坯体,形成成型砖坯。
5]、干燥:湿砖坯分坯、码坯后送入干燥室进行烘干,干燥热源为蒸汽,蒸汽由隧道窑高温烟气经余热锅炉获得,充分利用隧道窑余热,经烘干的湿砖坯完全脱水,达到可以焙烧的状态。
6]、焙烧:干燥后的砖坯放入隧道窑进行高温焙烧(焙烧温度950-1000℃),本项目通过掺加炉渣、粉煤灰等实现了砖的全封闭内燃烧制方式。为应对阴雨天气及其他需要维持窑温情况,隧道窑需要外投少量水煤浆,外投水煤浆主要起引燃作用。
7]、冷却:烧结好的建筑用砖进行自然冷却,经检验合格即为成品。
b.路面砖生产工艺:本项目主要是利用建筑垃圾、水泥等配比生产路面砖,项目路面砖的生产工艺如图2所示。
图2 项目生产工艺流程图
1]、原材料储备及预处理:建筑垃圾经汽车运入厂内,储备于垃圾堆放场备用。
2]、破碎、分选:建筑垃圾呈块状,具有一定硬度,必须经过机械处理。本项目将建筑垃圾送入粉碎机进行鄂破、细破两道粉碎工序,通过滚筛分选合格颗粒进入后续工序,不合格颗粒通过输送带返回到破碎工序再次粉碎,直至粒径合格。
3]、搅拌、配比:粒径合格的建筑垃圾混合水泥加水进行搅拌,搅拌均匀的原材料经输送带送入供料箱中备用。
4]、成型工序:配料计量后由皮带机送至轮辗搅拌机,根据工艺要求轮辗搅拌至少5分钟,搅拌好的原料由输送设备送至料仓;主机开启,搅拌均匀的配料进入主机进行挤塑形成具有一定几何形状的泥条;切坯、分坯后,通过模具冲压形成路面砖坯体。
5]、干燥、成品:湿路面砖坯体存放在货场,进行自然干燥,干燥后的路面砖检验合格即为成品。
6.3.3项目物料平衡分析
a.建筑用砖原材料配比及消耗定额:本项目烧结普通砖主要原材料为建筑垃圾(含工程渣土)、炉渣、粉煤灰等,根据烧结制砖成型技术要求,各原材料的体积配比为;建筑垃圾:炉渣:粉煤灰=0.70:0.25:0.05
本项目年产烧结砖30000万块(折标准砖),充分考虑建筑垃圾分拣率、原材料含水率和产品合格率等因素,根据项目生产工艺及原材料配比方案,项目达产年消耗建筑垃圾、粉煤灰、炉渣情况如表2所示。
表2 建筑用砖原材料消耗表
序号 |
原材料 |
单位 |
年用量 |
体积比 |
1 |
建筑垃圾 |
万m3 |
73.1 |
70% |
2 |
炉渣 |
万m3 |
26.1 |
25% |
3 |
粉煤灰 |
万m3 |
5.2 |
5% |
|
合 计 |
|
104.4 |
|
b.路面砖原材料配比及消耗定额:本项目路面砖主要原材料为建筑垃圾、水泥等,根据路面砖生产工艺要求,各原材料的体积配比为:建筑垃圾:水泥=0.9:0.1;本项目年产路面砖150万平方米,充分考虑建筑垃圾分拣率、原材料含水率和产品合格率等因素,根据项目生产工艺及原材料配比方案,项目达产年消耗建筑垃圾、水泥等原材料情况如表3所示。
表3 路面砖原材料消耗表
序号 |
原材料 |
单位 |
年用量 |
体积比 |
1 |
建筑垃圾 |
万m3 |
32.1 |
90% |
2 |
水泥 |
万m3 |
3.6 |
10% |
|
合 计 |
|
35.7 |
|
6.3.4 产品质量执行标准
*建筑用砖:《烧结普通砖》GB5101-2003
《烧结多孔砖》GB13544-2000
《烧结空心砖和空心砌块》GB13545-2003
*路面砖:《混凝土路面砖》JC/T446-2000
6.3.5项目设备购置
根据项目工艺方案和设计的生产规模,本项目购置主要生产及输送设备34台(套),设备选型均参照国家公布的节能型设备选用,具体设备清单见表4。
表4 项目所需设备一览表
序号 |
设备名称 |
单位 |
数量 |
单机功率(kW) |
备注 |
1 |
破碎机 |
套 |
6 |
30 |
|
2 |
液压制砖机 |
套 |
3 |
100 |
|
3 |
输送机 |
套 |
6 |
24 |
|
4 |
挖掘机 |
辆 |
2 |
|
|
5 |
装载机 |
辆 |
2 |
|
|
6 |
自卸车 |
辆 |
6 |
|
|
7 |
隧道窑 |
座 |
3 |
|
|
8 |
余热锅炉 |
套 |
3 |
45 |
利用隧道窑余热 |
9 |
气体收集净化设备 |
套 |
3 |
10 |
|
|
合计 |
|
34 |
|
|
|