太湖流域某装修垃圾资源化利用工程设计

程 文，耿 震，蒋岚岚

（无锡市政设计研究院有限公司，江苏 无锡 214072）

1 工程背景概述

江苏省“263”行动计划中明确提出要加强建筑垃圾处理与资源化利用，加快建设建筑垃圾资源化利用厂，实行装修垃圾源头分类，杜绝生活垃圾和有害垃圾混入装修垃圾，实现装修垃圾和拆迁废料资源化利用。位于太湖沿线的宜兴市建筑垃圾产生量较大且存在增长的趋势，装修垃圾的处理主要是采取简单的堆存和填埋，处理处置不规范；收运由当地的企业和单位自由组织，存在环境和安全隐患；同时，临时堆放点已是趋于饱和的状态。宜兴市可统计的通过运输的装修垃圾约为1.2×105t/a，通过服务范围内新房交易量、人口数量的测算，还应有1.8×105t/a 的未统计垃圾量，故装修垃圾预测量为3.0×105t/a。因此，急需建设一座规范化、现代化的装修垃圾处理处置中心，从而真正实现装修垃圾的减量化、资源化。

进入“十四五”时期，我国建筑垃圾产生量预计会突破3.0×109t/a［1］，如何将固体废物转化为资源，使其应用于生产服务中，提高其循环利用效率，成为主流学术界正在探索的方向［2］。近年来，我国对于装修垃圾的处理思路已经从简易填埋、堆放，逐步向适度资源化处理方向发展［3］。本项目以建筑垃圾中的装修垃圾为主要原料，减容减量和资源化相结合，不仅有利于保护环境、消除建筑装修垃圾处置难的困扰，而且能够实现固体废物的综合利用，达到资源节约、循环再利用的目的。

国外很多发达国家对于装修垃圾的处置都高度重视并制定了符合各自国情的措施。在我国，以“两破+三筛+多级风选”为主线的拆除垃圾处理已趋近于成熟，实际运用已无过多障碍［1］。资源化产品大多通过新型建筑材料和市政道路辅料的形式来体现。

2 工艺流程与设计参数

项目选址位于宜兴中心城区西侧约15.6 km 处，属于宜兴静脉产业园范围，宜兴光大垃圾焚烧厂（二期）工程南侧，总用地面积约5.79 hm2。分两期工程进行建设，其中一期工程占地面积约2.62 hm2。结合周边城市建筑垃圾处理设施的现状以及相关规划，一期工程设计规模确定为3.0×105t/a。

2.1 工艺流程

工程设计采取“二级破碎+三级筛分+三级分选”的装修垃圾处置工艺。二级破碎主要用来将物料破碎至合理粒径进行分选除杂；三级筛分中第一级主要通过滚筒筛来解决原料中含土量大的问题，第二、三级筛分主要根据分选除杂粒径及产品结构要求进行分级；三级分选主要包括一级人工分选（通过人工将物料中的大块杂物尽早去除）、二级振动风选（通过振动分选机将31.5～100.0 mm 骨料中的有机物去除，保证粒径骨料的品质）、三级复合及高精度分选（通过激振力、风力将这一粒径中的有机物去除。）

主要处理流程如下：经过预分拣的原料首先由铲车铲送至链板输送机，然后通过链板输送机将原料输送至一级破碎机，破碎至150 mm 的粒度，再由链板机运送至一级筛分设备A（滚筒筛），筛上物经过人工手选出轻物质类、填埋类、金属类杂物后可直接入块料仓，筛下物进入下一工序。振动风选和检查性手选后的31.5～100.0 mm 物料由皮带运至二级破碎机破碎至一定粒级，再经一级磁选（除铁器） 后转载至二级筛分（31.5 mm 分级筛），筛上＞31.5 mm 物料转运至二级分选，≤31.5 mm 物料与一级筛分≤31.5 mm 的物料一同进入三级筛分（5/10 mm 双层弛张筛）。筛上10.0～31.5 mm 物料经三级分选（精细化风选）除杂得到符合要求的骨料；5～10 mm 物料经过三级分选（精细化风选）除杂后得到符合要求的骨料，筛下0～5 mm 直接进入骨料仓成为合格骨料。工艺流程见图1。

图1 装修垃圾处理工艺流程Figure 1 Process flow of the decoration waste

若运行单位对再生骨料的含杂率和粒径的要求提高或骨料市场销售情况有变化，则可在现有工艺流程上进行调整。通过中间皮带输送机进行返料，调整为“三级破碎+三级筛分+三级分选除杂”，达到满足不同市场需求的骨料要求。同时，该流程也可以用来处理其他建筑垃圾。

2.2 物料特性及处理要求

装修垃圾由于其产生特性，除了混凝土外还常含有砖瓦、陶瓷、玻璃、木材、塑料、石膏、涂料等废物［1］。根据对宜兴市装修垃圾处置现状调研分析，装修垃圾中泥沙、砖石类惰性物含量为60%～75%，塑料、木材等可燃物含量为15%～25%，金属等其他物质约为5%，装修垃圾密度比一般建筑垃圾要低，约为0.7～1.0 t/m3。

本项目再生骨料粒径主要有4 种，分别为0～5 mm 细骨料、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%；所有再生骨料的含杂率（质量分数）＜1%。

2.3 设计参数

2.3.1 项目总体布置

工程主要建设内容包括：一体化综合车间、资源化车间、综合管理用房、门卫计量室、外排水池、雨水回用设施等。整个厂区布置动静分离，生产区和生活区通过绿化隔离带进行合理分隔，道路平面布置满足了工程车辆的进出和转运，并且充分考虑了与二期工程的衔接预留。总体平面布置及远期预留见图2。

图2 总体平面布置Figure 2 General layout of the plant

2.3.2 一体化综合车间

一体化综合车间主要功能是作为装修垃圾的原料储存以及破碎、筛分、分选设备的设置场所使用。车间平面尺寸（长×宽）为107.0 m×48.0 m，最高处层高23.5 m，建筑占地面积约5.3×103m2，装修垃圾原料存储区占地约1.0×103m2。在原料车间和主要设备上方设置微米级喷雾除尘系统各1套，保证车间内粉尘浓度满足要求。

主要设备介绍：上料链板机1 台，最大输送能力Qmax=120 t/h，主要用来输送外型截面尺寸小于600 mm×600 mm 的物料进入齿辊式破碎机；齿辊式破碎机1 台，入料粒度0～600 mm，出料粒度0～150 mm；滚筒筛2 台，直径2.0 m，筛网长度8 m，倾角角度8°，滚筒转数0～18 r/min；吊带磁选机1 台，带宽1.2 m，磁场强度不低于1 200 Gs；锤式破碎机1 台，处理能力Q=50 t/h；双层驰张筛1 台，筛分效率80%，上层筛孔10 mm，下层筛孔5 mm。

本项目产生的轻飘物、塑料等垃圾，通过设置于车间一层的打包机打包后，由运输车短驳至项目北侧的光大垃圾电厂进行协同焚烧发电，也彰显了静脉产业园协同处置的思路和理念。

2.3.3 资源化车间

资源化车间的主要功能是利用预处理线的部分再生细骨料（主要是0～5 mm 和5～10 mm 再生骨料）掺和水泥、细砂、添加剂等制作各种规格的植草砖、透水砖、市政砖等建筑材料（图3）。车间平面尺寸(长×宽)为49.0 m×26.6 m，最高处层高9.1 m，建筑占地面积约1.33×103m2，主要包括原料区、制砖区、养护区3 个部分，考虑成品砖的产量等因素，设计采用自然养护的方式。制砖系统是一条自动化生产线，通过中央控制系统能实现制砖全过程的控制。

图3 项目生产的31.5～100.0 mm 骨料、0～5 mm 骨料以及成品砖Figure 3 31.5～100.0 mm aggregates,0～5 mm aggregates and standard brick produced by the project

主要设备介绍：资源化车间内主要设置制砖配料系统、搅拌系统、成型机、上板机、叠板机等设施设备，设计产能约1.0×107块标准砖/a。成型机1 台、N=30.0 kW；叠板机1 台、N=4.0 kW；上板机1 台、N=5.5 kW；搅拌机1 台，N=22.0 kW；水泥罐1 套，100 t；面层搅拌机1 台，N=5.5 kW。

3 测试指标与分析方法

本项目在竣工投产后实现正式运行，污染来源主要是装载车卸料、挖掘机送料、破碎机和滚筒筛等设备进行处置的时候产生的粉尘颗粒物和机械设备振动过程中产生的噪声污染。

粉尘的监测除了PM2.5以外，须符合GB 3095—2012 环境空气质量标准二级要求，主要检测SO2、NO2、PM10、O3、CO、TSP 等指标。环境空气质量检测采用全在线监测的方式进行，监测按照HJ 818—2018 环境空气气态污染物（SO2、NO2、O3、CO）连续自动监测系统运行和质控技术规范和HJ 817—2018 环境空气颗粒物（PM10和PM2.5）连续自动监测系统运行和质控技术规范执行。在项目运营期间，厂界噪声排放标准应符合GB 12348—2008 工业企业厂界环境噪声排放标准中噪声排放限制2 类标准，即昼间低于60 dB（A），夜间低于50 dB（A）。噪声检测采用环境噪声检测测量仪器精度为2 型及2 型以上的积分平均声级计。

4 运行效果分析

项目从2021 年4 月竣工投产至今，已经稳定运行了10 个月，来料装修垃圾的成分比设计的要复杂，轻物质产生量（质量分数17%～19%）要高于设计参数值（质量分数15%）。产生的各种粒径骨料的参数性能均能达到设计要求，0～5 mm 骨料的含杂率＜0.5%，优于设计值，市场销售较为顺畅。资源化车间市政砖产品也实现了正常生产，但是因为市场需求量较小，产能一直较低。项目在运行过程中产生的噪声，主要是车辆装载及破碎、筛分设备产生，通过采用低噪声的生产设备，部分产噪环节增加隔声罩，可将生产过程的噪声控制在国家排放标准范围内。

5 成本经济分析

工程处理装修垃圾规模为3.0×105t/a，测算总投资1.59 亿元。其中，第一部分工程直接费用1.03 亿元。根据项目确定的工艺路线，投产运行期间的直接经营成本主要由电费、原材料费、工资福利费、维修费和处置费等组成，按照项目第3 年达到3.0×105t/a 的处理规模，年经营总成本3 013.3 万元，单位经营成本为100.44 元/t，其中主要能耗指标如下：动力能耗24.78 kWh/t，水耗109.7 kg/t，燃油86.4 kg/t。在项目达产的情况下，收费单价为143 元/t（扣除金属回收7.54 元/t、再生骨料6.3 元/t，再生砖5.0 元/t 的收入，均以原料计），能够实现财务内部收益率为7.86%，该单价在江浙沪地区（一般收费为110～165 元/t，上海地区略贵）属于正常水平，项目能够实现微利经营且具备偿债能力。

6 存在问题与展望

项目从2021 年4 月竣工投产至今，基本达到各项设计指标要求。同时也发现一些问题，值得类似项目设计、实施时借鉴：①骨料车间的有效容积在场地条件允许的情况下可以适当放大，避免某种骨料因市场原因积压带来“被迫”倒运的尴尬；②原料车间的水雾喷淋系统喷头喷出流量和喷嘴布置密度需要增强，原料车辆在卸料时粉尘量较大；③分选出的轻物质装载尽可能在车间内部实现，避免因天气原因导致轻飘物四处“逃逸”。

装修垃圾的收集与处理处置已经越来越受到各地的重视，各大中小型装修垃圾资源化处置项目也应运而生，只要有地方政府的支持，解决好资源化产品出路问题，装修垃圾资源化处置项目定可以有更好的发展。

7 结论

1）项目设计规模3.0×105t/a，采用“二级破碎+三级筛分+三级分选”的装修垃圾处置工艺路线，生产的0～5 mm、5～10 mm、10.0～31.5 mm、100～150 mm 4 种骨料和多种规格非烧结砖可实现再生产品的多样化，满足不同的市场需求。

2）项目的实施解决了宜兴市装修垃圾运输和处理处置不规范的现实难题。建筑占地面积约5.3×103m2，设置了1.0×103m2的原料存储区，很好地解决了物料缓存问题。经过近1 a 的实际运行，0～5 mm 骨料含杂率＜0.5%，品质佳，市场销量好，处理垃圾测算单位经营成本为100.44 元/t。