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建筑垃圾处理装备模块化技术在郑州航空港区建筑垃圾资源化项目中的应用

发布日期:2020-08-21   浏览次数:

每年超5000万方建筑垃圾该怎么处理?100万吨建筑垃圾处理生产线技术分析来啦!

 

为加强我国砂石骨料行业同仁及上下游行业人员科学技术交流,推动砂石骨料行业科技进步和创新发展,中国砂石协会于2020年8月27-30日在河北省石家庄市举办“第七届全国砂石骨料行业科技大会”,并在行业广泛征集学术论文,编辑成《第七届全国砂石骨料行业科技大会论文集》。今天,中国砂石协会融媒体中心继续为大家推荐精彩论文——建筑垃圾处理装备模块化技术在郑州航空港区建筑垃圾资源化项目中的应用》。

 

建筑垃圾处理装备模块化技术在郑州航空港区建筑垃圾资源化项目中的应用

(周卫东   李维贤)

上海山美环保装备股份有限公司

 

摘要 : 2020年5月郑州航空港区年年处理100万吨建筑垃圾处理生产线正式试生产运营投产,生产出的再生骨料均符合标准规定,可用于制砖、再生骨料、水稳拌合料,渣土用于生产无机混合料,成品用于绿化工程。本项目主要包含渣土去除破碎模块、高效筛分模块、人工分拣模块、湿法轻物质去除模块,配置有特殊的干雾抑尘系统等。项目实践证明,将建筑废弃物通过各功能模块单元处理后,转化为可被再次利用的再生骨料是切实可行的,该项目的实施可消耗大量的郑州及周边的建筑垃圾,有利于摆脱资源缺乏的困境,维持当地的生态环境平衡和社会可持续发展。

0前言

据统计,郑州每年产生5000万方以上的建筑垃圾,如何处理如此巨量的建筑垃圾,使之变废为宝,成为我们必然要面对的课题,同时也成为城市管理中亟需解决的突出问题之一。有效对建筑废弃物进行处理和资源和利用值得我们深入探索研究。

根据河南省郑州市政府印发《郑州市建筑垃圾治理试点工作实施方案》,要求到2020年,中心城区建筑垃圾资源化利用率达到70%。按照《方案》,今年将开展建筑垃圾存量堆体风险排查和消纳治理工作,使中心城区建筑垃圾增量资源化利用率达到60%,存量消纳治理率达到30%。2019年组织实施建筑垃圾专项规划,选址建设资源化利用项目,完善建筑垃圾处置收费、再生产品推广应用等相关政策,中心城区建筑垃圾增量资源化利用率达到65%,存量消纳治理率达到100%。2020年建筑垃圾减量化排放、规范化运输、资源化利用体系基本完善,中心城区建筑垃圾资源化利用率达到70%。

在上述时代背景下,绿色生态发展的主旋律将保持不变,建筑垃圾再生骨料对基础建设的影响也在逐步加深,随着建筑垃圾再生骨料逐步应用于基础建设当中,再生骨料品质的提升迫在眉睫,并引起有关部门高度重视。以市场上对高效智能、绿色环保的模块化成套破碎筛分设备需求增加为动力,国内各骨料加工装备制造商和科研院所为拓展市场空间,纷纷开始进行产业延伸,开始大规模投资骨料加工装备的研究。尤其是近年来国家严格管控,骨料加工装备的绿色化、规范化、智能化趋势十分明显,在新常态下,机遇与挑战并存,模块化、规范化、集约化的高品质再生骨料加工装备及生产线必将广泛应用于今后骨料项目建设中。本文主要以具体项目为例,分析建筑垃圾处理装备模块化技术在郑州航空港区建筑垃圾资化项目中的应用。

郑州航空港区建筑垃圾资化项目,已于2020年上半年通过试运行并投产。再生原材料将用于制砖、再生骨料、再生混凝土、再生砂浆、再生预制构件、再生水稳料等建材产品。建筑垃圾综合处置线的所有装备均采用了模块化设计技术,为固定式建筑垃圾处理生产线的典型案例。通过对该项目的原料、工艺模块化设计进行设备选型和再生骨料产品方面的研究,深入探讨建筑垃圾处理装备模块化技术的优势和成熟应用。

图1郑州航空港区建筑垃圾资化项目现场

1港区建筑固废处理生产线原料

以目前建筑固废处理生产线处理最多的建筑物拆除固废为例,旧的居民建筑中,砖块、瓦砾约占80%以上,其余为碎玻璃、木料、石灰、黏土渣等;旧的工业、楼宇建筑物中,混凝土约占50%-60%,其余为砖块、砌块、塑料制品等。郑州航空港区建筑垃圾资源化项目的成分比例如表1所示。

含量最多的废弃混凝土、砖石砌块碎片经过破碎、筛分和分选等处理后,转化为可被再次利用的再生骨料。含量较少的经分选出的塑料、木材等轻物质,以及磁选出的金属,将被焚烧利用,或回收利用。建筑固废的再生利用有利于摆脱资源缺乏困境,维持生态环境的平衡和社会的可持续发展。有研究显示,通过颗

粒整形与强化,再生骨料的性能显著提升,高品质的再生粗骨料的性能可以与天然碎石相媲美,再生细骨料的性能也能有很大幅度的改善。已证实在普通混凝土配合比设计的基础上进行废混凝土骨料的预吸水,并通过掺加优质粉煤灰、减水剂或二者符合,可成功地配置同时满足工作性能和强度要求的再生混凝土。

表1郑州航空港区建筑垃圾资源化项目的成分表

2模块化建筑固废处理生产线的工艺流程设计和设备选型

鉴于建筑物拆除产生的固废成分特点,结合“减量化、无害化、资源化”的处理原则,建筑固废处理生产线的工艺流程设计和设备选型也应科学合理,发挥综合效益最大化

本项目采用建筑垃圾处理装备模块化技术工艺,把各处理单元划分为渣土去除破碎模块、筛分模块、湿法轻物质去除模块。建筑垃圾首先进入渣土去除破碎模块,破碎后的物料通过输送机送达高效筛分模块,通过筛分模块把破碎后的建筑垃圾分成4种物料,其中0-5mm、5-10mm作为成品通过成品输送机输送至成品料堆场;10-31.5mm物料通过建筑垃圾专用湿法轻物质处理模块,去除大量轻物质,得到洁净度较高的再生骨料,并通过输送机输送至成品料堆场;大于31.5mm物料通过皮带输送机送至人工分拣平台,进行大块轻物质分拣,之后进入返料输送机进入渣土去除破碎模块。除了在产尘点配置了高效主动脉冲收尘系统外,在进料口和各落料口均配置了干无雾纳膜抑尘系统,可有效防尘,绿色环保。

每条固定式建筑垃圾处理线都需要多个模块单元的协同工作,通过相互之间的配合来完成相应生产任务。单个功能模块的性能最大化不能代表整条生产线的效率最大化,每个功能模块都应满足相应产量,同时需要密切衔接和匹配,以保证整条生产线的性能和效益最大化。建筑垃圾处理装备模块化技术的实施,将促进设备匹配科学合理,施工周期大幅缩短,生产运营能耗大幅降低。

郑州航空港区建筑垃圾处理生产线工艺主要使用了ZSW6013+CHP5979渣土去除破碎模块、4YKD3060高效筛分模块、人工分拣模块、BHF10+ZK1645浮选+脱水模块,生产出洁净度较高的0-5mm,5-10mm,10-31.5mm三种高品质再生骨料,大于31.5mm的物料通过人工分拣后进入渣土去除破碎模块,形成经典的单段破碎闭路循环工艺。

建筑垃圾处理生产线各功能模块均采用模块化钢架结构,设备主机采用智能化模块化功能优化设计,彻底解决了传统建筑垃圾处理生产线土建施工成本高,施工周期长的问题,且较传统生产线维护更为方便简洁,每个功能模块均预留足够的检修维护空间和参观通道,体现了以人为本的设计理念。

在渣土去除破碎模块中,CHP5979作为建筑垃圾专用破碎机,相关研发人员专门针对郑州港区的建筑垃圾特点对其破碎腔进行了优化设计,满足建筑垃圾中含有的金属异物过铁性能,有效解决了在运行过程中缠绕、堵料问题,同时增加了检修机构,检修更为便捷。

4YKD3060高效筛分模块具备较高的运行效率和操作灵活性。作为功能模块单元可以作为单独4种或5种物料的筛分机械来使用,也可以和渣土去除破碎模块联合作业。4YKD3060高效筛分模块特点和优势:配置了高性能的筛箱;自动化筛分运动和变频调节,筛分效率最优;低噪音和低排放。该筛分模块属于高效圆振动筛,振幅可调,物料筛分路径长,多层筛分,各档规格筛分清晰,效率高。

BHF10+ZK1645湿法轻物质去除模块,采用水力浮选机去除轻物质和泥土,直线脱水筛进行再生骨料脱水作业,主要用来对破碎建筑垃圾后的10-31.5mm物料进行分离,以达到对建筑垃圾再生骨料洁净度的要求。湿法轻物质去除模块工作原理主要是利用水冲洗将建筑垃圾再生骨料中的轻物质、重物质、淤泥等杂质进行分离。湿法轻物质去除模块优势特点:分选效果好、精确度高、残留少;由于其采用立体结构,可有效减少场地使用面积;由于该模块使用水循环处理及利用系统,可实现污水零排放;另外该设备不存在除尘问题,骨料洁净度高,较好的促进了再生骨料高附加值利用。

3 建筑固废处理生产线上的专用给料工艺-两级给料

渣土对再生产品性能影响较大,应最大限度地防止将渣土带入再生产品中。当再生骨料用于生产再生混凝土和再生砂浆,再生骨料中的泥土含量应符合现2行国家标准GB/T25716《混凝土和砂浆用再生细骨料》和GB/T25177《混凝土用再生粗骨料》的有关规定。

值得一提的是,上海山美股份研发人员在传统的给料工艺,创新采用两级给料工艺,同时优化给料设备的蓖条结构,增加了建筑垃圾原料在给料过的路径过程时间,设置了阶梯式给料蓖条结构,可充分摊开原料,分离渣土,可使得渣土去除效率高达95%,大幅减小了后续工艺模块设备的工作负荷;另外该两级给料工艺设置了喷雾抑尘设备,可有效避免扬尘,绿色环保。

图2郑州航空港区建筑垃圾资源化项目-两级给料除土后的建筑垃圾原料

4 模块化水浮选装备助力再生骨料

郑州航空港区建筑垃圾资源资源化项目再生骨料0-5mm,5-10mm,10-31.5mm,均符合GB/T25177-2010《混凝土用再生粗骨料标准》规定。实际情况是,使用建筑垃圾再生骨料为原料的再生建材产品之一质量达到相关标准,在环保指标上要由于天然材料或机制骨料建材产品,在保温节能方面也有其独到之处。再生骨料用于制砖、生产水稳拌合料,渣土用于生产无机混合料,成品可用于绿化工程。

5 结束语

郑州航空港区的建筑垃圾资源化项目以建筑固体废弃物为处理原料,运用模块化的装备和工艺技术,涵盖了渣土去除破碎模块、高效筛分模块、人工分拣模块、湿法轻物质去除模块等4大模块化装备,可将固体废弃物变废为宝,成为生产再生建材产品用的再生骨料,实践证明,该项目可将废弃混凝土块、砖石砌块等经过个功能和模块处理后,转化为可被再次利用的高品质再生骨料。经分选出的含量较少的塑料、木材等有机料经过焚烧利用;磁选出的金属则被回收利用。该项目的实施有利于当地摆脱资源缺乏的困境,维持生态环境的平衡和社会的可持续发展。

建筑垃圾处理设备模块化技术的应用可使得各功能模块单元的匹配更为合理,大幅减少土建施工量,缩短设备安装周期,降低设备运营成本,组合灵活且适应性较强,逐步在建筑垃圾资源化项目和示范工程中推广使用,相较于传统的固定式生产线具备较强的机动性,更易于维护和环保,相较于传统移动式生产线具有较大的处理量,可满足建筑废弃物大规模处理量的需求。

参考文献

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(原文略有改动)

来源:中国砂石协会融媒体中心

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2020年08月21日