浅析装修垃圾预处理技术应用及其在我国的发展

郝粼波

（中国城市建设研究院有限公司，北京 100120）

1 引言

根据国家住建部信息，我国目前年产生建筑垃圾约2.0×109t，整个“十三五”期间均呈逐年增长的趋势，其产生量为城市垃圾总量的30%～40%。进入“十四五”时期，我国建筑垃圾产生量预计会突破3.0×109t。建筑垃圾资源化处理技术的发展已经得到国家决策平台高度的重视，国务院资源综合利用指导意见和国办发〔2013〕1 号文《绿色建筑行动方案》等众多文件都明确了建筑垃圾集中处理和分级利用的必要性［1］。

装修垃圾作为建筑垃圾的重要组成部分，产生于室内装潢过程，主要包含房屋装饰装修过程中产生的金属、混凝土、砖瓦、陶瓷、玻璃、木材、塑料、石膏、涂料等废物，其中，可用于骨料资源化利用的成分（如砖块、混凝土块等） 占40%～60%，可适度资源化的成分（如陶瓷、玻璃、木块、板材、塑料等） 占15%～35%，废五金等高价值可回收物成分占3%～9%，灰土类组分占10%～18%，其余为墙纸、织物、石棉等一般废物。房屋装修垃圾按组成分类示意见图1。

图1 装修垃圾分类示意

已有数据表明，装修过程中每平方米的建筑面积一般产生0.1～0.4 m3的垃圾，该值的浮动与装修的精致程度及要装修的房屋原状有关，旧房屋装修产生的垃圾量一般是新房屋的1.4～3.0 倍［2］。CJJ/T 134—2019 建筑垃圾处理技术标准表明，单位户数装修垃圾产生量基数为0.5～1.0 t/（户·a）。有研究表明，未经分离处理的简易堆放装修垃圾中，混凝土和水泥混合物可检测到重金属As、Cr、Hg、Zn［3］。装修垃圾的随意堆置或与生活垃圾共混填埋，不仅侵占大量土地资源，还会导致其中的重金属等污染组分随降雨及生活垃圾渗滤液的影响浸出并发生迁移，污染周围水体和土壤［4］。

鉴于装修垃圾自身成分复杂、可资源化组分含量高等特点，近年我国对于装修垃圾的处理思路已从简易堆放、填埋逐步向适度资源化处理方向发展［5］。装修垃圾自身资源化处理程度的提高，也必将大幅提升我国建筑垃圾整体资源化率指标。根据研究成果制定符合我国特点的装修垃圾处理工艺路线，并结合实际工程分析我国建筑装修垃圾处理技术存在的经验与不足，实现装修垃圾处理的无害化、减量化、资源化，必将整体提升社会、环境和经济效益［6］。结合已建项目运行经验及相关资料，提出符合我国装修垃圾特点的预处理工艺技术方案：预处理综合分选+骨料类再生建材制备+可燃物RDF 制备/外运焚烧+惰性物外运填埋处理，旨在进一步提高“厂内”资源化率指标，并力求以“适用性”为前提对国外技术设备进行国产化应用。

2 国内外装修垃圾处理及利用现状

国外很多发达国家早已认识到装修垃圾不规范管理的危害性，对于装修垃圾的收集、运输、处置都高度重视，并根据自身情况制定了符合国情的管理措施及处置方案［7］。

韩国政府早在21 世纪初就制定并颁布了《建设废弃物再生促进法》，明确了分类别建筑垃圾从产生到收集、运输、处置整个产业链中各参与方的责任，其建筑垃圾资源化利用率达到85%。美国根据可利用程度将建筑垃圾综合利用分为低级利用、中级利用和高级利用3 个级别，装修垃圾预处理后的含杂率相对较高的再生骨料，一般作为各种再生墙材产品的重要原料。德国的西门子公司研究开发的干馏处理工艺，可高效分离装修垃圾中的各类再生材料，以便回收再利用，处理过程中产生的余热可用于发电，预处理后的有毒、重金属等物质也可有效分离。

经过近10 年的研究与发展，我国拆除垃圾处理工艺技术已趋近于稳定成熟，以“两破+三筛+多级风选”为主线、以“干/湿式切换”为重点的主体工艺路线在实际生产中已无过多障碍［8］。针对装修垃圾成分较拆除垃圾更为复杂的特点，每一类物料应采用最适宜的处理方法，在实现垃圾处理无害化、减量化和资源化的基础上，使装修垃圾处理的环境效益和社会效益达到最佳。

我国的室内装修施工量很大，装修垃圾产生量在建筑垃圾总产生量中占据了相当重要比例。目前国内装修垃圾与拆除垃圾、工程垃圾混合程度较高，尚未完全分离，绝大部分未经任何处理，便被运到城郊农村，或简易露天堆放、或与其他垃圾混合填埋，低效再利用的同时，其自身有害成分也降低了环境效益［9］。目前，我国装修垃圾资源化处理仅在华东地区有少数几个建厂案例，其中存在以下问题：①对装修垃圾处理认识深度不够，仍在套用或将工艺技术路线设计趋向于拆除垃圾处理方向。②即便个别关键核心环节设备选用合理，但是对国外进口设备依赖程度过高，投资成本较大，且国产化生产进程缓慢。③厂内处置资源化率不高，尤其是对混入的大件垃圾以及其他大尺寸装修垃圾，并未做到就地资源化处置，间接导致建厂更多受限于边界条件及政策，运营成本居高不下，项目落地困难。

3 装修垃圾预处理技术工艺路线

3.1 工艺路线设计

结合我国已建项目运行问题及国外案例、设备资料，提出符合我国国情的装修垃圾预处理工艺技术方案。采用“预处理综合分选+骨料类再生建材制备+可燃物RDF 制备/外运焚烧+惰性物外运填埋”处理工艺，旨在回收装修垃圾中的混凝土、砖瓦等骨料类物质，此类成分占装修垃圾总量的40%～60%；经分选的可燃物可作为RDF制备原料，或者经压缩后由勾臂车外送焚烧；预处理分选系统筛下物主要为惰性渣土、灰分类物质，根据生产需要，部分可用于再生建材生产使用，剩余部分外送填埋处置；预处理系统分选的可回收物包括金属类（含有色金属、铝合金等）、木塑类以及其他可回收物；装修垃圾中混入的油漆桶、电池等危废和电子类废物，可通过人工预分拣和机械手高精度识别后去除，定期外送有资质处理单位处置。

3.2 工艺路线及流程描述

以5.0×105t/a 设计规模为例（100 t/h 处理能力，实行两班制），装修垃圾处理工艺流程见图2。

图2 装修垃圾预处理工艺流程示意

运抵处理厂的装修垃圾首先于处理车间的原料存储间卸料，车间采用封闭式设计，暂存区域面积建议不小于3 000 m2，满足7～10 d 连续生产储存量，高峰期运输到厂的装修垃圾可于室外应急堆场暂存。根据实际生产经验及调研分析，来料装修垃圾大致可分为3 类：①常规袋装垃圾。②常规尺寸无组织散状类垃圾。③散状大件垃圾。通过调度指挥及人机协同作业（以装载机械分区存放为主，人工检查转存为辅），可将上述3 类来料于原料存储间的不同料库区分类存放。其中大件垃圾中的混凝土、砖瓦类物料可与分选后的装修垃圾骨料组分共同存储以备再生建材制备生产使用；大件垃圾中的编织袋、织物、家具类等来料可送至RDF 生产系统，经破碎分选处理后制备RDF-5 产品或外送焚烧。装修垃圾来料分类实景见图3。

图3 装修垃圾来料分类实景

预先去除大件垃圾干扰后，常规袋装垃圾经装载机上料至重型板式给料机，经齿辊破袋机破袋后，进入重型除土筛，对渣土灰分进行初步去除，散状装修垃圾上料至另一条重型板式给料机上料线，会同破袋后的前述物料直接进入重型除土筛，20 mm 以下渣土部分可以得到初步筛除。渣土类物料可经带式输送机送至车间内渣土储仓，或送至渣土转运箱，经勾臂车定期外运。

经除土后的物料进入多阶梯棒条预筛分单元，粒径小于300 mm 的物料通过棒条的间隙落到给料筛分机下面的传送带上。挂在棒条上的织物、塑料等柔性和轻质物料以较慢的速度继续向前，运动到棒条的最前端从轻质物料出料口落到横向皮带并送至车间内大件轻质物储仓，大块重质物料以较快的速度被抛出并越过轻质物料出料口，通过溜槽进入大件重物料仓。

经过预筛分后的物料经磁选回收铁质金属后，进入一体化检查工房设施，人工辅助进一步去除大尺寸干扰物以及危废类物料，储存于工房下端的暂存料仓，定期外运处置，剩余物料进入双段滚筒筛分单元。双段滚筒筛前后两段筛网分别为20 mm 和80 mm，筛下物主要为渣土灰分类物料，经带式输送机送至渣土储仓；20～80 mm 物料和80～300 mm 物料分别经磁选进一步回收铁质金属后，进入多级风选单元。

风选单元可将轻质物质从气流中分离取出达到三相分离的效果，其中木块与塑料块混合物中多为小木块、开关面板、装修贴脚线等；薄膜状的超轻物料多为碎布、破碎塑料袋等。风选出的塑料等轻质物可进行打包处理，定期外卖。

经过风选后的物料经匀速给料设备进入智能机械手分拣单元，针对前序两路来料，可设置两条机械手分拣线，单条线配置3 组机械手。智能机械手分拣单元是软硬件完美结合的集成单元，传感器对各种物料流进行持续监控，智能化、可升级的学习控制软件对传感器数据进行实时分析，优质耐用的工业机器手臂快速、准确地对各种形状和大小的来料碎片进行选取。本单元可将装修垃圾中的可焚烧类物质、可填埋杂物以及各类金属等可回收物进行最终选别，经移动式比重风选机进一步去除轻质杂物后，进入成品料仓的物料为高品质骨料，可作为再生建材制备生产原料。

以5.0×105t/a 设计规模为例，采用上述工艺路线，核心生产区域面积约4 600 m2，可采用标准跨度门式钢架厂房设计，高度集约化的工艺配置可与土建厂房相融契合。

4 我国装修垃圾处理技术发展方向

根据国内外装修垃圾处理技术发展规律从简易堆存向分类精细化、设备自动化、资源利用高效化演变过程中，我国装修垃圾处理技术发展将会呈现出如下趋势：

1） “厂内”资源化率的指标要求不断提高。

在保障骨料类成分高回收率的前提下，高热值轻质物的就地资源化处理以及惰性粉粒物的突破性应用研究，将从实质上提高装修垃圾的“厂内”资源化率水平，加之考虑与进厂原料垃圾中的大件垃圾、分选破袋后的编织袋协同处理，随之带来的将是固体废物RDF 处理技术的共同精进发展［10］。

2） 以“适用性”为前提的进口设备国产化改造。

近些年国外核心设备引入的过程，本身也是我国优秀运营方和机械装备厂家观摩学习、发现问题和适用改进的过程。结合我国装修垃圾成分更为复杂的特点，以适用性为前提的核心设备国产化是我国装修垃圾处理技术精细化发展的必然方向。结合实际工程经验，急需精细化研究的重点环节主要包括袋装装修垃圾的高效破袋技术、预筛分环节的轻质缠绕物除杂技术、分级筛分单元的稳定化生产技术、主产品精细除杂技术以及智能机械手自动选别技术等。

5 结束语

装修垃圾作为建筑垃圾的重要组成部分，具有源源不断的输出需求。对于装修垃圾巨大的市场空缺，我国基础设施处理能力还有极大的提升空间。在实现装修垃圾无害化、减量化处理的基础上，最大幅度提高资源化处理程度是我国今后一段时间装修垃圾处理技术研究的重点。需要我们转换思维，跳出固有限制模式，引入“综合处理”思路，构建多领域、跨行业的循环经济体系，补全装修垃圾处理技术的出路短板。