固体废弃物的生物处理-CHAPTER1

第4章：固体废弃物的生物处理第4章固体废弃物的生物处理2006年IPCC国家温室气体清单指南4.1第5卷：废弃物作者RiittaPipatti（芬兰）JoaoWagnerSilvaAlves（巴西）、QingxianGao（中国）、CarlosLópezCabrera（古巴）、KatarinaMareckova（斯洛伐克）、HansOonk（荷兰）、ElizabethScheehle（美国）、ChhemendraSharma（印度）、AlisonSmith（英国）、PerSvardal（挪威）和MasatoYamada（日本）4.22006年IPCC国家温室气体清单指南第4章：固体废弃物的生物处理目录4固体废弃物的生物处理4.1方法学问题.........................................................................................................................................4.34.1.1方法的选择.................................................................................................................................4.44.1.2活动数据的选择.........................................................................................................................4.54.1.3排放因子的选择.........................................................................................................................4.64.2完整性.................................................................................................................................................4.64.3建立一致的时间序列.........................................................................................................................4.64.4不确定性评估.....................................................................................................................................4.74.5QA/QC................................................................................................................................................4.74.6报告与归档.........................................................................................................................................4.7参考文献.............................................................................................................................................................4.7公式公式4.1源自生物处理的CH4排放............................................................................................................4.5公式4.2源自生物处理的N2O排放............................................................................................................4.5表表4.1源自废弃物生物处理的CH4和N2O排放的缺省排放因子...............................................4.62006年IPCC国家温室气体清单指南4.3第5卷：废弃物固体废弃物的生物处理4.1方法学问题有机废弃物（如，食品垃圾、花园（庭院）和公园废弃物以及废水淤渣）的堆肥处理和厌氧分解在发达国家和发展中国家皆很常见。生物处理的优点包括：减少废弃材料的体积、稳定废弃物、灭除废弃材料中的病原体以及生产作为能源的沼气。根据其性质，生物处理的最终产物可以回收用作肥料和土地改良，或处置到SWDS。厌氧处理通常关系到甲烷（CH4）回收和作为能源的燃烧，因此源自此过程的温室气体排放应当报告在能源部门中。第6章“废水处理和排放”论述了废水处理设施中的厌氧废水淤渣处理，其排放应当报告在废水类别中。然而，如果废水处理产生的废水淤渣转入一个厌氧设施，与固体城市废弃物或其他废弃物一起分解，则任何相关的CH4和氧化亚氮（N2O）排放均应报告在“固体废弃物的生物处理”这一类别中。若这些气体作为能源使用，则相关联的排放应当报告在能源部门中。堆肥处理是一个有氧过程，废弃材料中大部分可降解有机碳（DOC）转化为二氧化碳（CO2）。CH4产生于堆肥处理的厌氧部分，但其氧化很大程度上发生在堆肥处理的有氧部分。释放到大气的CH4估值由低于1%至材料中初始碳含量的几个百分点（Beck-Friis，2001；Detzel等，2003；Arnold，2005）。堆肥处理还会产生N2O排放。估算的排放量范围从低于0.5%至材料中初始碳含量的5%不等（Petersen等，1998；Hellebrand，1998；Vesterinen，1996；Beck-Friis，2001；Detzel等，2003）。效果不佳的堆肥处理可能产生更多的CH4和N2O（如，Vesterinen，1996）。有机废弃物的厌氧分解加速了无氧气时有机材料的自然分解，方法是维持温度、含水量和pH值接近于其最优值。产生的CH4可用于产生热能和/或电能，为此，此过程的排放通常报告在能源部门中。CO2排放是生物成因的，应当只报告为能源部门的一个信息项。此类设施由于过程干扰期间的无意泄漏或其他未预料到的事件引起的CH4排放量，通常在CH4生成量的0-10%之间。若缺少更多的信息，就使用5%作为CH4排放的缺省值。如果沼气厂的技术标准能确保无意的CH4排放均被喷焰燃烧，则CH4排放就可能近似为0。假设此过程的排放可忽略不计，然而有关这些排放的数据非常缺乏。废弃物的机械-生物（MB）处理在欧洲日益盛行。MB处理中，废弃物材料经过一系列机械和生物的处理，旨在减少废弃物量并使其稳固，以减少最终处置产生的排放。处理因应用而异。通常情况下，机械处理把废弃物材料分为要作进一步处理的各个比例（堆肥处理、厌氧分解、燃烧、回收再利用）。这些可能包括材料的分离、粉碎和碾碎。生物处理包括堆肥处理和厌氧分解。堆肥处理发生在垃圾堆积或堆肥处理设施中，同时优化过程的环境，过滤已产生的气体。减少要在垃圾场处置有机材料量的可能性很大，为40-60%（Kaartinen，2004）。由于材料中减少的量、有机含量和生物活性，废弃物经MB处理产生的CH4，要比未处理废弃物处置到SWDS中产生的CH4低至95%。实际减少量较小，取决于讨论的MB处理的类型和持续时间（参见如，Binner，2002）。MB处理不同阶段期间的CH4和N2O排放，取决于具体操作和生物处理的持续时间。总之，废弃物生物处理影响了将沉积于SWDS中废弃物的数量和构成。评价生物处理对源自SWDS的排放的作用，推荐方法是废弃物流分析（参见框3.1示例）。估算源自固体废弃物生物处理的CH4和N2O排放，包括如下步骤：步骤1：收集有关生物处理的固体废弃物数量和类型的数据。如果可能的话，有关堆肥处理和厌氧处理的数据应当分别予以收集。第2章表2.1提供了有关堆肥处理的区域缺省数据，而一些国家的特定国家数据可参考本卷附录2A.1。如果没有数据可以获取，则固体废弃物的厌氧分解可假设为0。仅当特定国家数据不可获取时，才可使用缺省数据（另见第4.1.2节）。步骤2：采用公式4.1和4.2，估算源自固体废弃物生物处理的CH4和N2O排放。使用缺省或特定国家排放因子，要按照第4.1.1、4.1.2和4.1.3节提供的指南。步骤3：如果源自厌氧分解的CH4排放被回收，就要从生成的CH4量中减去回收量，以估算年度CH4净排放量。应当核查以下二者之间的一致性：废水淤渣堆肥处理或厌氧处理产生的CH4和N2O排放，废水处理和排放类别中报告的源自废水淤渣处理的排放。另外，如果源自厌氧分解的排放报告在了固体废弃物生物处理中，则清单编制者应当检查这些排放也未被纳入能源部门中。4.42006年IPCC国家温室气体清单指南第4章：固体废弃物的生物处理有关活动数据收集的相关信息、估算排放所使用的排放因子和方法选择，应当根据第4.6节的指南予以成文归档。4.1.1方法的选择生物处理的CH4和N2O排放，可采用公式4.1和4.2给出的缺省方法来估算，如下所示：公式4.1源自生物处理的CH4排放()REFMCHiii4−••=−∑310排放量其中：CH4排放量=清单年份的CH4排放总量，单位为GgCH4Mi=生物处理类型i处理的有机废弃物质量，单位为GgEF=处理i的排放因子，单位为gCH4/kg处理的废弃物i=堆肥处理或厌氧分解R=清单年份回收的CH4总量，单位为GgCH4如果报告了源自厌氧分解的CH4排放，则回收的气体量应当从生成的CH4量中减去。回收的气体可在喷焰燃烧设备或能源设备中燃烧。公式4.1中，回收的CH4量用R表示。如果回收的气体作为能源来使用，那么因气体燃烧导致的温室气体排放应当报告在能源部门中。但是回收的气体燃烧产生的排放量不大，因为CO2排放是生物成因，CH4和N2O排放非常少，因此，优良作法是废弃物部门不需要其估算值。然而，若想要估算这些排放，源自喷焰燃烧的排放就应当报告在废弃物部门中。源自喷焰燃烧的排放的讨论以及更详细信息，参见第2卷“能源”第4.2章。源自喷焰燃烧的排放不采用方法1估算。公式4.2源自生物处理的N2O排放()310−••=∑iii2EFMON排放量其中：N2O排放量=清单年份的N2O排放总量，单位为GgN2OMi=生物处理类型i处理的有机废弃物质量，单位为GgEF=处理i的排放因子，单位为gN2O/kg处理的废弃物i=堆肥处理或厌氧分解此类别的三种方法概述如下。方法1：方法1使用IPCC缺省排放因子。方法2：方法2使用基于代表性测量的特定国家排放因子。方法3：方法3基于特定设施或特定场所的测量（即时或定期的）。2006年IPCC国家温室气体清单指南4.5第5卷：废弃物4.1.2活动数据的选择有关生物处理的活动数据可能基于国家统计资料。有关生物处理的数据可收集自负责废弃物管理的城市或地区当局，或收集自废弃物管理公司。第2章“废弃物产生、构成和管理数据”表2.1提供了有关生物处理的地区缺省值。某些国家的特定国家缺省值可参见本卷附