Рециклиране на строителни отпадъци

Отпадъците от строителството и разрушаването във висока степен подлежат на рециклиране и повторна употреба. Основно условие за постигане на това е да не се смесват и замърсяват с други отпадъци. Така от проблем те могат да се превърнат в ресурс. Това е основен подход в устойчивото управление на отпадъците, наложен от активната политика на ЕС в това направление. Новите европейски изисквания се ратифицират и в националното ни законодателство, засягайки отпадъците като цяло и в частност рециклирането на строителните отпадъци. Нека видим какви са законово определените цели и начините те да бъдат постигнати по най-целесъобразен начин.

През последните години ресурсите и рециклирането са в основата на политиката по околна среда на ЕС. С течение на времето на отпадъците започна да се гледа като на ценна суровина, която след рециклиране може да замени природните ресурси. В пълна сила това се отнася и за строителните отпадъци. В новата Наредба за рециклиране на строителни отпадъци основна цел е постигане на 70% рециклиране на този тип отпадъци. Как може да стане това?

Общи принципи при рециклиране на строителни отпадъци
Отпадъците от строителство и разрушаване (ОСР) се третират при спазване на определена йерархия, която се изразява в следната последователност: предотвратяване образуването на ОСР; подготовка за повторна употреба; рециклиране на отпадъците, които не могат да бъдат повторно употребени; материално оползотворяване; оползотворяване за получаване на енергия на отпадъците, които не могат да бъдат рециклирани и материално оползотворени и обезвреждане на отпадъците, които не могат да бъдат повторно употребени, оползотворени или рециклирани.

За отделните видове отпадъци от строителство и разрушаване се прилагат специфични методи за рециклиране и оползотворяване. В по-голямата си част (около 80% по маса), те са неорганични и нетоксични и подлежат на повторна употреба или рециклиране. Степента на рециклируемост на строителните отпадъци зависи от множество фактори - дял на различните видове отпадъци, степен на предварително третиране (сортиране), замърсеност с вредни или опасни вещества, която зависи от процесите на генериране на отпадъците. Строителното проектиране и практика също оказват влияние. Например полагането на мазана битумна хидроизолация върху бетона ограничава областите на приложение на рециклираните материали, т.е. намалява степента на рециклируемост.

Типове инсталации за рециклиране на строителни отпадъци
Процесът на рециклиране на ОСР може да се извършва на специализирани площадки за рециклиране или директно на площадките за строителство и разрушаване. Оборудването може да е стационарно, полустационарно и мобилно. Предимствата на постоянните площадки със стационарно оборудване са техният капацитет и възможности за организиране на пълен технологичен процес, при който рециклираните материали са с високо качество. Освен това, могат да се поддържат складови наличности от различни типове рециклирани материали (бетон, керамика, асфалт, от различни фракции), с цел по-голяма гъвкавост на пазара на рециклираните материали и по-добри възможности за контрол на тяхното качество, по подобие на съоръженията за производство на кариерни инертни материали. Този тип съоръжения позволява по-ефективно прилагане на методи за намаляване или отстраняване на неблагоприятните въздействия върху околната среда от процесите на рециклиране. Недостатъците на този тип съоръжения са свързани със сравнително големите начални инвестиции и експлоатационни разходи, с необходимостта от сравнително по-голям терен и с изискването за постоянен значителен поток на отпадъци, за да бъдат рентабилни.

Предимствата на временните площадки и мобилните инсталации са свързани с ограничаване на транспорта на отпадъците (по-ниски разходи и по-малко потребление на ресурси) и евентуално с възможността рециклираните материали да бъдат използвани на мястото на генериране на отпадъците. Дори когато последното не е възможно, транспортирането на рециклираните материали до мястото на употребата им е икономически по-изгодно и технически по-лесно осъществимо. Недостатъците на този тип инсталации са свързани с ограничения им капацитет и с по-трудния контрол на въздействието върху околната среда.

Полустацонарните инсталации на постоянни площадки заемат междинно място по отношение на предимства и недостатъци между горните две групи. Препоръчително е, при стартиране на дейностите по рециклиране на строителни отпадъци в България, да се започне с използването на опростените технологии на рециклиране, съчетани със селективно разрушаване и предварително третиране на мястото на генериране на отпадъците, с оглед намаляване на началните инвестиции и създаване на първоначална практика по рециклиране на строителни отпадъци и използване на рециклираните материали.

Процеси и оборудване за рециклиране на строителни отпадъци
Сортирането е първият процес на подготовка на строителните отпадъци за рециклиране, при който те се разделят на отделни фракции. Предварителното раздробяване е следваща стъпка. То може да бъде извършено с хидравлична ножица или хидравличен чук, и има за цел редуциране размера на отпадъците, постъпващи в трошачката. То се прилага, когато размерът на отпадъците е по-голям от отвора на трошачката, или когато директното натрошаване не би било ефективно (например има опасност да се получи твърде голям процент на фина фракция или на зърна с плоска и игловидна форма).

Друг процес е натрошаването. То може да се извършва на няколко стъпки, с оглед оптимизиране на технологичните процеси и натовареност на оборудването, постигане на определена зърнометрия на рециклирания материал и форма на зърната му. Използват се няколко вида машини за натрошаване на строителни материали: компресиращи челюстни и конусни трошачки, както и роторни трошачки с ударно действие. Изборът на ударна или челюстна трошачка зависи от вида на рециклирания материал, който се произвежда - ударните трошачки осигуряват по-добра кубовидна форма на зърната, повече натрошени повърхности, т.е. подходящи са при производството на рециклирани добавъчни материали, но имат по-високи текущи разходи.

Отстраняване на металите е процес, който се прилага за стоманобетонните отпадъци и обикновено се извършва след предварителното раздробяване на отпадъците. Използват се магнити за отстраняване на армировъчната стомана. Има три основни типа магнити: постоянни, лентови и барабанни. Освен това, могат да бъдат използвани системи с вихров ток за отстраняване на цветните метали – например алуминий. Друга стъпка е пресяването. То може да се извършва преди, по време и след натрошаването. Когато се извършва преди натрошаването или преди окончателното натрошаване, то има за цел отстраняване на нежелани примеси, например на мазилките от отпадъците от керамика и бетон, на замърсяванията с почва и други. Пресяването по време на натрошаването се извършва с оглед разделянето на отпадъците на фракции, някои от които се подлагат на допълнително натрошаване. Пресяването след процеса на натрошаване се нарича фракциониране, тъй като след него рециклираният материал е разделен на групи според големината на зърната - така наречените фракции. Има много различни видове сита, но най-често се използват виброситата, изработени от метални мрежи или от перфорирани плочи. Те могат да бъдат монтирани към трошачките, или инсталирани отделно.

Друг важен момент е транспортирането. Вътрешнозаводско транспортиране се прилага при усложнена технология на рециклиране при инсталации с голям капацитет, където не е възможно използването на товарачи. Извършва се с конвейри, които обикновено са електрически задвижвани ленти, осигуряващи прехвърлянето на материала между различните технологични процеси. Други конвейри, използвани при производството на рециклирани добавъчни материали, са вибрационните, които обикновено се използват

и като сортировъчни средства при натоварването на материалите. Следващ процес е пречистването на фракционираните материали. Той има за цел допълнително отделяне на някои примеси като дърво, пластмаси и други, както и отстраняване на праховата фракция по зърната, наличието на която в някои случаи ограничава приложението на рециклираните материали, например при употребата им като добавъчни материали за асфалт и бетон. Пречистването може да бъде извършвано с въздушен поток (аерация), или с промиване (флотация).

Важен етап от рециклирането на строителни отпадъци са и процеси, свързани с опазване на околната среда. Използва се специализирано оборудване за контролиране на емисиите от прах, шум и вода. За прах се прилагат абсорбатори, сита и вентилатори, водни струи и автомобилни средства за почистване. За шум оборудването може да бъде под формата на щитове, сита и колани за капсулиране на шума, а също и компоненти в машините, като еластомерни скрининг повърхности или накладки, както и улеи и бункери. За вода се използват филтри, поставени на резервоари и помпи, които водят до намаляване на емисиите от твърди вещества.

Перспективи в рециклирането на строителни отпадъци
По прогноза на Министерството на околната среда и водите към 2020г. основен източник на отпадъци и строителство и разрушаване ще остане пътният сектор. Предвид широките възможности за рециклиране и оползотворяване на генерираните от него отпадъци, очакванията са оптимистични. Подобен е характерът на отпадъците от железопътния сектор. За разлика от тях, отпадъците, свързани с ремонт и саниране на сградите имат по-неблагоприятен профил, тъй като те са най-често смесени, генерират се за продължителен период от време, в относително малки количества и от различни притежатели, което поставя предизвикателства по отношение на тяхното рециклиране. Предвид основните процеси, при които ще се генерират ОСР, преобладаващият дял на отпадъците (около 75%) ще се състои от стоманобетон, керамика, асфалтобетон и скални материали. Да разгледаме особеностите в рециклирането им.

Рециклиране на скални материали
Основен източник на този вид отпадъци са пътното и железопътното строителство, както и процесите по строителство и рехабилитация на техническата инфраструктура - фракциониран несвързан материал за насипи, железопътен баласт, подосновни и основни пластове в пътното строене, дренажни пластове и обратен насип. Рециклирането на скалните материали се осъществява само с пресяване и евентуално, с допълнително натрошаване, т.е. по много проста технология, която позволява висок процент на рециклируемост и оползотворяване. Той е толкова по-висок, колкото образуваните отпадъци от скални материали са по-еднородни и по-чисти (незамърсени с почва, петролни продукти и други). Когато скалните материали са резултат от процесите на ремонт и разрушение на сградите, те също биха могли да се натрошават и да се използват като фракциониран материал. Много често обаче този вид отпадъци са в малки количества, разнородни по природа (например гранитни, мраморни и варовикови плочи), смесени с други видове отпадъци като разтвори, керамика и други. Така тяхното рециклиране посредством натрошаване и фракциониране става трудоемко, поради необходимостта от сортиране или неефективно, поради нееднородност на рециклираните материали и на практика те имат ограничено оползотворяване.

Рециклиране на бетон и стоманобетон
Този вид отпадъци са сред най-разпространените, тъй като бетонът е един от най-широко използваните строителни материали. Преобладаващите процеси, при които се генерират са реконструкцията и разрушаването на сгради и съоръжения. Бетонните отпадъци от разрушаване на сгради имат много висок потенциал за рециклиране. Те съдържат скални материали и циментов камък, които са инертни, а технологията на рециклиране е сравнително проста - раздробяване на големите късове, натрошаване, отделяне на армировката, пресяване и евентуално пречистване, при относително ниска енергоемкост. Крайният продукт от рециклирането на бетонните отпадъци са фракции от трошен материал, по подобие на трошен камък от естествени скални материали. Тези рециклирани фракции могат да бъдат използвани за същите цели като естествените материали - от материали за насип до добавъчни материали за бетон и асфалт (рециклирани добавъчни материали, РДМ). В зависимост от процесите на третиране на отпадъците, рециклираните материали много често отговарят на изискванията така, както и първичните материали, т.е. тяхната употреба в строителството не би следвало да бъде ограничавана.

Подобно на останалите материали, произведени от отпадъци, РДМ се използват главно в т.н. ниско строителство като общ пълнител; пълнител при дренажни работи, основа при изграждането на пътища, паркинги, гаражи и други. Практиката на напреднали страни като Дания и Холандия, където има недостиг на естествени скални материали показва, че РДМ могат да бъдат използвани за производство дори на високоякостни бетони, при условие, че отговарят на техническите изисквания по стандарт. За да бъде постигнато това, обикновено се налага базовата технологията на рециклиране (натрошаване, пресяване) да бъде съществено допълнена - например сортиране на бетонните отпадъци по произход, второ стъпало

на натрошаване (понякога в друг вид трошачка) за постигане на определена кубичност на зърната, фракциониране на класическите фракции за добавъчни материали и пречистване от леки примеси и прах по зърната на РДМ.

Рециклиране на строителна керамика
Технологията за рециклиране на строителна керамика от строителство и разрушение е свързана с натрошаването и фракционирането й, а рециклираните материали могат да бъдат използвани за различни строителни цели - за пълнежи и дренажни работи, за настилки, за паркови алеи и други., както и за производство на изделия за широка употреба. Възможно е керамиката да се рециклира и под формата на рециклирани добавъчни материали за производството на леки бетони. Строителната керамика е един от малкото строителни материали, които са годни за повторна употреба. Поради високата механична якост на керамиката и нейната дълготрайност, тухлите са годни за влагане в нова зидария. При керемидите дълготрайността понякога надвишава тази на дървената покривната конструкция.

Потенциалът за повторна употреба и за рециклиране на керамичните ОСР зависи в голяма степен от процесите на строителство и разрушаване. Качеството на рециклираните материали и респективно, тяхната употреба, зависи основно от методите на разрушаване. Разрушаването с взрив или с чук натрошава керамиката и я смесва с останалите строителни отпадъци. Но дори и при селективно разрушаване, керамичните отпадъци съдържат голямо количество строителни разтвори (зидарийни, мазилки и замазки). Част от тези разтвори се отделят в процеса на натрошаване, но друга остава полепнала по зърната от керамика и нарушава строителните свойства. На строителната площадка много често керамиката се смесват с други строителни отпадъци, с което намалява потенциала є за рециклиране.

Рециклиране на асфалтобетон
При рехабилитация, свързана само с частична или пълна подмяна на горните пластове на настилката, в зависимост от наличната технология, е възможно рециклирането на старото покритие да се извършва на място по горещ начин (горещо рециклиране) или по студен способ. При горещото рециклиране се използва специализирана техника, с помощта на която се извършва нагряване на старото покритие на дълбочина 34cm, разрохкване, напречно разпределение на старата смес и полагане на нова гореща асфалтова смес. Възстановяването на покритието на място чрез студено рециклиране се извършва с помощта на специализирани рециклиращи машини, с които във водна среда се разкъртва и смила повреденото асфалтово покритие. Към получената смес се добавя стабилизиращо вещество, което най-често е битумна емулсия, комбинация от битумна емулсия и цимент, разпенен битум или комбинация от разпенен битум и цимент. Фрезованият асфалтобетонов материал може да служи и за стабилизация на банкетите посредством обработването му с полимерни материали.