3.1 固废资源化材料主要用途

3.1 固废资源化材料主要用途

固废资源化,主要是回收能量与作为固体材料的再生。即便是回收能量,也最终会有部分固体残留物需要处理,因此固废作为材料的资源化利用,是固废资源化最重要或最终的目标。

固废作为材料的使用,主要有以下用途:

(1)在不改变基本物理特性的情况下,被应用于土木工程。主要的方向为集料、填料、结合料的一部分或改性剂。由于这方面的需求量相当大,因此是固废资源化利用的主要关注点。不过,由于固废自身的特点,固废加工形成的这些材料,通常具有一些有别于其相对应天然集料的特性。

(2)将固废用于水泥的制造。这总体上有三条途径,一是水泥窑协同焚烧可燃废弃物,有机物提供热源,无机物提供水泥组成;二是固废作为水泥原料的一部分加入,如铝工业产生的红土,钻石开采产生的废弃物金伯利岩等;三是固废作为水泥熟料的掺合成分,制作二元复合水泥、三元复合水泥等,如粉煤灰、高炉矿渣、钢渣、铅锌渣等。此外,还有一些,如磷石膏、黄钾铁矾(锌工业产生的废弃物)等,可以作为水泥生产中的缓凝剂(这里指的是添加到水泥熟料中并一同研磨的缓凝剂,而水泥使用过程中添加的缓凝剂可归入第一类)。

(3)用作植物的生长基质或作为土壤的改良剂。早先广泛使用的生长基质是草炭,是不可再生资源,随着其可用度的降低,价格不断攀升。为此,人们研究使用城市固废、下水道污泥、绿化修剪物等堆肥后作为草炭的替代物,获得了非常好的效果。由城市固废生产的有机复合肥,作为土壤添加剂也进行了田间试验,显示出增大持水力,并提供相当数量的基本养分的功能。同时,随着屋顶绿化技术的推广,采用轻质高强度又能透水透气保湿的生长基质,成为一项迫切需求。目前除珍珠岩外,还使用了人造陶粒等来满足这项需求。实际上,类似建筑垃圾中的砖块,经适当处理后,也可完全实现这方面的功能。

(4)用作玻璃、陶瓷、砖块等烧结材料的原材料。烧结处理技术是以粉体为原料,在低于主要成分熔点温度条件下,对粉体进行的热处理。热处理反应过程中,原料颗粒重新排列堆积,形成较为致密且高强度的烧结产物。应用烧结处理技术,转换灰渣和无机污泥类废弃物,或使用具有一定稳定组成的废弃物替换陶瓷原材料,也是固废资源化一条经济上、环境上、技术上均有可行性的途径。其他还有一些用途,如建筑垃圾中分选出的有机物加工为垃圾衍生燃料,废旧报纸制作为道路中使用的木质素纤维等,其使用点相对更为集中,也更具针对性。

考虑到上海的实际情况(基本没有水泥厂和陶瓷厂,植物生长基质的技术和应用尚未普及),以及国际上固废资源化的最大去向,本章主要介绍固废在道路工程中的资源化利用。(https://www.daowen.com)

美国公路管理局将固废在道路工程中的应用分为五个主要的类别,包括沥青混凝土中的应用、水泥混凝土中的应用、流动性填方中的应用、稳定基层中的应用,以及无结合集料与填方中的应用。具体情况如表3-1所示。

表3-1 固废在道路铺装材料中的应用情况

图示

(续表)

图示

1所示数量代表特定应用中天然材料所用的数量。固废用量依赖于混合料设计。

由表3-1可知,五个应用类别中均包括集料,而且其用量都在80%以上。这表明,无论从质量要求的变化范围,还是应用固废的潜在市场空间,集料都是不二的选择。固废用作外加剂或结合料时,其增值效应显著。