世界經濟的全球化發展促使城市化水平持續上升,城市建設的快速推進和城市規模的日益擴大,給城市和社會帶來了新的污染源——建筑垃圾。城市建筑垃圾的處置已經取代城市生活垃圾的處置,成為城市管理的首要問題。
1建筑垃圾處置現狀
1.1建筑垃圾主要成分及廢料率
城市工程建筑垃圾的來源很多,比較常見的有拆遷垃圾、施工垃圾和裝潢垃圾。盡管來源不同,并因建筑用途、結構類型、裝修程度、施工工藝的不同垃圾成分會發生變化,但其主要組成成分基本相同,主要包括混凝土、磚和砌塊、砂漿、陶瓷和瓦片、金屬、木材、塑料、紙、玻璃等。在這幾種固體建筑垃圾中,混凝土、砌塊、砂漿瓷磚、鋼筋、木模板占廢棄物總重量的80%以上。根據學者李景茹的調查研究,建筑垃圾中的不同成分在不同建筑類型中的廢料率差異較大(見表1)。
表1不同類型建筑垃圾中不同成分的廢料率統計表(%)
1.2建筑垃圾排量及回收率
國內外研究表明,建筑垃圾來源于工程建筑的各個階段,不同階段產生的建筑垃圾成分也不相同。具體而言,在建筑物建造過程中,建筑物的設計方案、工人的技術操作素養、建筑材料以及施工過程的管理對建筑垃圾的產生量具有重要影響;在建筑物的裝修過程中,建筑垃圾主要來源于材料切割后的剩余;在拆毀過程中,建筑垃圾產生量的變化則主要由建筑物的結構或功能類型所決定。此外,不同建筑類型的建筑垃圾成分回收率也與工程類型有一定的關系,學者羅清海就采用調查的方式對不同建筑工程類型的垃圾產生量和回收率進行了研究(見表2)。
表2不同建筑工程類型的垃圾產生量和回收率統計表
從表2可以看出,拆遷工程中磚石和陶瓷所占比重達到40.5%,并且有38%的磚石被回收,主要用于砌筑圍場、工棚等臨時建筑;施工工程和裝潢工程中,混凝土、磚石的回收主要用于回填和場地平整以及鋪設路基。此外,三類建筑工程中,金屬、塑料等建筑垃圾的回收率普遍較高,主要是由工人收集后送廢品回收站。
1.3建筑垃圾引發的環境問題
據不完全統計,我國每年建成的房屋面積高達16~20億m2,房屋的新建施工和舊房拆除以及新房裝潢必然產生大量垃圾。此外,各種改建工程、市政基礎設施建設工程、公用設施建設工程也產生大量建筑垃圾。這些建筑垃圾的堆放必然會破壞生態環境,對環境產生危害,并且這種危害具有累積性和持續性,甚至可能產生系列次生危害。如:①侵占土地。巨大數量的建筑垃圾的堆放要侵占大量土地。據統計,我國每年因建筑垃圾堆放而被侵占的土地面積約為1608~2412hm2,這對我國社會的發展將產生重大影響;②污染水體。建筑垃圾無論是露天堆放還是挖坑填埋,都會因滲漏而對周邊的水環境產生影響,尤其是大量水溶性有害物及其次生污染物滲入地下水層或是流入江河、湖泊,導致地表和地下水污染;③污染大氣。建筑垃圾中可能存在一些揮發性污染物、放射性污染物以及在堆放條件下可能產生次生有害氣體,這些有害物質會污染大氣;④污染土壤。建筑垃圾中的有害物質在堆放或填埋過程中產生的次生有害物質會改變土壤的物理結構和化學性質,破壞土壤的初始結構,對土壤產生污染,從而妨礙植物生長,甚至可能通過生物鏈影響禽畜、人體健康。
2建筑垃圾處理工藝
2.1建筑垃圾回收再利用
(1)金屬垃圾。一直以來,建筑工程中的金屬垃圾因其相對容易的回收處理工藝和豐厚的市場回報,而處于較高的回收率水平,一般可以達到70%以上。回收后的金屬經過高爐熔化后,既可以直接用于產品生產,也可以經過其他工藝處理成為其他產品。
(2)塑料垃圾。科學研究表明塑料產品在自然界中自然降解能力極為低下,并對環境往往造成能以恢復的“硬傷”。工程建筑垃圾中,塑料的回收率僅次于金屬,達到40%以上。回收的塑料垃圾,因其穩定的化學性質和低廉的生產成本受到市場的廣泛認可。
(3)木材垃圾。現代拆遷工程建筑垃圾中木料垃圾的比重很小,施工工程中木料的使用量比較大,但產生的建筑垃圾比重較小,裝潢工程中木料垃圾的比重最大。目前,對木料垃圾的回收再利用主要集中在優質和塊形較好的木料上,塊形不規則木料的再利用還有待進一步研究。
4)建筑模板垃圾。在工程建筑項目中,往往要用到多種模板。由于模板為周轉材料,在利用的過程中并不會轉化為建筑實體,也就是說不會被消耗。因此,建筑施工單位可以將建筑模板收集起來重復利用。
2.2建筑垃圾用于基建
(1)人工造景,美化城市。建筑垃圾相對生活垃圾來說,具有穩定性較強、污染水平較低等優點。由于建筑垃圾的堆放會造成大量土地被占用,因此近些年來國內一些沿海城市正在積極探索利用建筑垃圾進行堆山造景,這樣既可以保護環境衛生、節約土地資源,又可以給城市建筑垃圾的處理、堆放提供一條廢棄資源再生利用的新途徑,同時還為可以為城市創造一個新的生活休閑點和旅游風景點,極大地改變城市的形象,實現美化城市的目的。
(2)填充路基。傳統路基填充主要采用外運砂石的方式進行,這增加了項目的建設成本。城市建筑垃圾粉碎后即可以直接用于路基填充,這樣既處置了建筑垃圾,又節約了項目建設成本,實現了建筑垃圾“變廢為寶”的雙重功效。
(3)水利工程建設。現代大型堤壩建設需要巨大的土石方量,巨大數量的土石挖掘不僅會破壞土壤表層,還會造成局部小氣候不穩定。因此,可以充分利用城市工程建筑垃圾進行水利工程堤壩建設,以提高建筑垃圾的利用效率。
2.3建筑垃圾填埋處理
目前,我國建筑垃圾的數量不斷膨脹,其總量已占到城市垃圾總量的30%~40%,也就是說每年產生的建筑垃圾達4000~5000萬t。一直以來,由于建筑垃圾污染的隱形性,建筑垃圾的處理未能引起社會的關注,絕大部分建筑垃圾未經任何處理,便被施工單位運往郊外或鄉村,采用露天堆放或填坑的方式進行處置。這種處置方式對環境造成的影響及其危害性也未能引起有關部門的重視。其實,國外研究表明露天堆放或填坑方式處理后建筑垃圾對填埋場周圍地表水和地下水造成了不同程度的污染。
首先,要正確選取垃圾填埋場,并做好有關地基承載力、水環境效應和滲濾液特性等方面的實驗工作;其次,要對建筑垃圾進行預處理,即要先將建筑垃圾進行分選與破碎處理,對其中的可利用組分如金屬、塑料、木料、模板等進行回收利用后,再運往建筑垃圾填埋場進行填埋處置;再次,按要求對建筑垃圾填埋場壓實封場;最后,加強填埋場后期監控與管理,做好填埋場周邊的空氣、土壤和水體的環境監測工作,以盡量控制或降低垃圾填埋場對周邊環境產生的污染。
3建筑垃圾處理原則
目前,我國區域間經濟發展水平與城市化水平極不均衡,盡管各地建筑垃圾排量及其成分差異較大,但都應充分認識到建筑垃圾對環境的影響具有長期性和累積性。因此,我們必須積極探討建筑垃圾處理工藝,提高建筑垃圾利用率,按照“減量化、資源化、無害化”原則加強建筑垃圾處理,提高建筑垃圾的處置效率以及由此產生的環境效益、經濟效益和社會效益。
3.1減量化
建筑垃圾的減量化處理是多方面的,它不僅要求盡量減少建筑垃圾的數量和體積,還要求盡可能地減少其種類、消除或降低其有害成分的濃度等。常用的減量化措施主要有:一是開展清潔生產,提高施工技術,減少垃圾來源;二是節約生產,提高工程施工管理水平;三是利用新技術改善建材,防止或減少次生污染;四是加強城市規劃實施力度、提高建筑設計水平,延長建筑使用壽命。
3.2資源化
建筑垃圾資源化是指通過提高建筑工程管理水平和使用新技術從建筑垃圾中回收有用的物質和能源,其利用方式主要有:一是直接利用,如可以將建筑垃圾作為工程填埋土方,可以將形態良好的砌塊、金屬、木材搭建臨時工棚等;二是再生利用,對建筑垃圾中有再利用價值的成分,如金屬、塑料、竹木、紙板、玻璃等實施回收再利用;三是能量轉換,對含有機質等可燃物的建筑垃圾,可以通過焚燒處理回收熱量。
3.3無害化
建筑垃圾的無害化是指通過相關處理流程消除建筑垃圾中的有害成分,主要包括兩方面的內容:一是篩選建筑垃圾中的有毒有害成分,如含汞熒光燈泡,含鉛鉻電池、鉛管以及油漆、殺蟲劑、清潔劑等其它有毒化學物質,并對其分別作無害化處置,以盡量降低建筑垃圾的危害性;二是建造專用的建筑垃圾填埋場,對建筑垃圾進行分選處理后實施填埋,以防止或減少垃圾長期堆放過程中產生次生物理、化學污染。
參考文獻
1李景茹,米旭明,丁志坤等.新建工程建筑廢棄物產出水平調查分析[J].建筑經濟,2010(1)
2羅清海,陳曉明,王衍金等.工程建筑垃圾處置的調查和分析[J].中國資源綜合利用,2009(6)
3丁雪芬.廢棄混凝土在建筑工程上的回收利用[J].混凝土,2003(2)
4白延濤.土木工程建筑可持續發展之路淺析[J].經濟管理,2009(6)
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