文章导读
湿垃圾是指家庭日常生活中丢弃的果蔬及食物下脚料、剩菜剩饭、瓜果皮等易腐有机垃圾。湿垃圾经过合理处置以后可制成动物饲料、有机肥料和生物能源,是一种高价值的生物质资源。2020年中国城市生活垃圾清运量达2.35 亿吨,湿垃圾产量0.91亿吨,占生活垃圾的38.7%。生活垃圾无害化处理率为99.7%,其中,33.1% 为填埋处理,62.3%为焚烧处理,4.6%通过堆肥等其他方式处理,湿垃圾资源化利用率低。国家对于湿垃圾的“无害化、资源化”处置非常重视。然而,我国关于湿垃圾的收集、运输、再加工及污染排放控制等方面的法规标准还有待完善,需要向发达国家借鉴。
国外发达国家如美国、日本、及欧盟等对餐厨垃圾的资源化处理已经形成较为完整和成熟的法规体系和产业链条。美国主要以堆肥方式处理湿垃圾,以 CSI 堆肥、密封式堆肥为主要技术的餐厨垃圾处理方式成为主流,但当前在美国利用餐厨垃圾制沼气技术尚不普遍。湿垃圾在日本是作为可燃垃圾来进行焚烧处理。
欧盟在生物垃圾(即湿垃圾)治理上的亮点在于法律规制上较为全面,主要关注生物垃圾的分类单独收集,处置及污染排放问题。欧盟各成员国中对生物垃圾的管理及处置表现较突出的是德国,德国将欧盟生物垃圾法规纳入国家法律和政策框架,并颁布了更多关于生物废弃物的法案和条例,对生物垃圾主要采用堆肥处理和厌氧处理方式产沼气发电。综上,德国的生物垃圾法规标准及处理技术较为全面成熟,本文以德国为参照来与我国进行对比。
一、德国生物垃圾相关法规标准与资源化利用
(一)生物垃圾相关法规标准
德国主要依据《循环经济法》、《生物垃圾条例》(BioAbfV)和《生物垃圾处理厂条例》(30.BimSchv)对生物垃圾进行管理以及《肥料条例》(DüMV)。《循环经济法》要求对生物垃圾进行分类单独收集,1998年颁布的《生物垃圾条例》,并于2012年进行修订,在农业、林业及园艺方面应用广泛,其内容涵盖了已处理和未经处理的生物垃圾和混合物,生物垃圾的原料、质量和卫生要求,同时还包括了对生物垃圾和混合物的处理和调查指南。
2009年修订的《生物垃圾处理厂条例》提出了建设新的生物垃圾处理厂的技术要求、技术标准、运行方法、监测方法、设备要求等,并包含生活垃圾可以进行生物处理的相关要求,但不适用于生物垃圾堆肥厂。该法规的目的是通过合理的处理设施和操作,减少与大气污染物的排放量(如甲烷、灰尘、气味和细菌),同时该条例规定了关于肥料,土壤添加剂,生长介质和植物添加剂投放市场的要求,最新修订于2019年10月。相关标准有《减排 - 农业沼气厂 - 能源作物和粪肥发酵》(VDI 3475 blatt 4)主要关于农作物产沼气过程对大气污染排放控制要求、《减排 - 生物废物处理厂- 发酵和后处理》(VDI 3475 blatt 5)主要是关于生物废物处理厂发酵和后处理过程,《排放控制-生物废物处理设施-堆肥》(VDI 3475 Blatt 6)主要关于堆肥厂的污染排放控制要求等。
表1 德国生物垃圾相关法规及标准
1、生物垃圾分类收集
自2014年以来,由于花园和公园垃圾等可单独收集的生物垃圾的增加,生物垃圾量一直在上涨。德国《循环经济法》(2015年1月1日生效)第九条规定,生物垃圾要与私人和家庭垃圾分开收集,同时废物处理企业不断扩大对生物垃圾的单独收集程度(如调整生物处理工厂设施、设立绿色垃圾收集点),收集类型主要包括绿色垃圾(花园、绿化、灌木和树木修剪垃圾)、食品垃圾和厨房垃圾。德国有上百家垃圾处理企业,不同企业负责不同地区的垃圾收集处理。生物垃圾是按照企业和家庭分类收集的。居民一般在厨房里放一个小的生物垃圾桶,用餐后把剩饭菜倒在里边,等满了之后和花园垃圾一起扔进院子中棕色的生物垃圾桶(Biotonne),由垃圾处理运营商负责收集和处置。在个别未设有棕色垃圾桶的地区,生物垃圾被扔进剩余垃圾桶(Restmülltonne)。
2、生物垃圾处置技术
德国生物垃圾回收利用以堆肥和各种厌氧消化技术为主,其中厨余堆肥经过近三十年的发展,法规要求较为全面,技术较为成熟。《生物垃圾条例》(BioAbfV),该条例规定了生物垃圾的循环利用,对生物堆肥和发酵残留物进行了全面规范,条例第三条第二款规定了生物垃圾处理过程不能引起动植物病原体传播。条例第四条第三款对有机废物堆肥的性质和质量以及重金属排放标准也有了严格限制,其中包括污染物和卫生参数、可允许输入的生物垃圾类型、土壤中使用的堆肥/消化物的允许容量等,要求定期检查生物堆肥和发酵的残留物的污染排放水平,生物垃圾供应商必须定期将测试结果提交给主管部门。
《生物垃圾条例》(BioAbfV)条例第三条第六款规定了生物垃圾再利用需要巴氏杀菌消毒处理处理,堆肥产品因其营养丰富、有机质含量高等特性,在德国许多领域得到广泛应用。大多数堆肥产品(58.4%)用作农业有机肥料和土壤改良剂,特别是有机农业对堆肥的需求越来越大。《排放控制-生物废物处理设施-堆肥》(VDI 3475 Blatt 6)标准第八条第一款规定生物垃圾堆肥厂的排放值和要求。
此外生物垃圾处理除了堆肥还可用于厌氧产气,《生物垃圾处理厂条例》(30._BImSchV)规定厌氧处理应在密闭空间内进行,在密闭空间内产生小于大气压的吸力。当厌氧处理暂停或仅部分可行时,废气需要被检测并供给到排气净化装置。易腐垃圾的厌氧处理过程中产生的废气必须完全供应到废气净化装置。湿发酵装置或干发酵装置发酵过程中产生的沼气应送至气体净化厂转化为可用气体,但不得直接作为焚烧厂的能源。
3、再生产品要求
欧洲土壤有机质的减少以及土壤侵蚀引起的退化问题越来越普遍,利用优质堆肥中稳定的有机质来改善土壤性质,是解决这些问题的有效途径。在德国,生物垃圾加工制成的肥料需定期进行质量检测,检测内容包括肥料的来源、物理和生物特性、盐含量以及重金属含量,保证其品质满足《生物垃圾条例》(BioAbfV)和《肥料条例》(DüMV)的要求。检测通过后产品才可获得下图1所示的堆肥产品级沼渣等质量认证标签(RAL-GZ251),获得投放市场销售许可。
图1 德国生物垃圾再生产品质量认证标签(RAL-GZ251)
来源:
https://www.kompost.de/guetesicherung/guetesicherung-kompost
(二)生物垃圾资源化利用绩效
自1985年开始从家庭中单独收集生物垃圾以来,生物垃圾回收数量一直在稳步增加。根据联邦统计局数据,德国单独收集的有机废物总量逐年增加,由2004年841万吨增长到2017年的1032万吨,涨幅为22.7%,其中包括来自生物垃圾箱的废物490万吨和可降解废物的花园和公园废物542万吨,而人均产生量也逐年呈平稳上升趋势。
图2 德国生物垃圾收集情况(2004-2017)
来源:德国联邦统计局:
https://www.destatis.de/EN/Home/_node.html,2019
联邦堆肥质量协会(BGK)发布的《Activity report 2019》显示,目前德国53%的堆肥厂只处理园林垃圾,另外47%的堆肥厂将单独收集的家庭有机垃圾(通常含有生物蛋白)与园林垃圾混合用于堆肥。
图3 德国堆肥厂和沼气厂的处理量(2000-2018)(左)及堆肥厂数量及处置量(2006-2016)(右)
来源:德国联邦统计局:https://www.destatis.de/、Activity report 2019,Bundesgütegemeinschaft Kompost e.V. 2019
2018年德国采用堆肥处理的有机废物总量为746万吨。对于556个堆肥厂来说,每个工厂平均每年可以生产13.40吨堆肥产品;170家沼气厂处理534万吨有机废物,每家沼气厂的年均吞吐能力为31.40吨有机废弃物。另外,德国政府提倡家庭开展厨余堆肥,免交厨余收运费,所以目前德国也有一百多万家庭在自行堆肥。
二、中国湿垃圾相关法规标准
(一)湿垃圾分类收集
2017年3月,国务院办公厅发布《生活垃圾分类制度实施方案》(国办发(2017)26号),明确在46个重点城市的城区范围内,对公共机构和相关企业先行实施生活垃圾强制分类,对居住区进行引导分类。根据初步统计,约80%~90%的城市将湿垃圾(易腐垃圾/厨余垃圾/餐厨垃圾)纳入分类类别,我国的湿垃圾多以厨余垃圾为主。
来自住宅及商业地区的餐厨垃圾产生量由2013年的约66.8百万吨增至2018年的约82.6百万吨,2013年至2018年的复合年增长率为4.3%。中国产生的餐厨垃圾大部分仍未分类,并丢弃至堆填区、加工为动物饲料或再加工为食用油。在可见未来,餐厨垃圾的产生量预计仍会维持类似的上升势头,将于2023年达到约100.6百万吨,2018年至2023年的复合年增长率为4.0%。
(二)湿垃圾处置
2010 年 7 月,国务院办公厅下发了《关于加强地沟油整治和餐厨废弃物管理的意见》(国办发[2010]36号)提出了规范餐厨废弃物处理、加强餐厨废弃物收运管理、建立餐厨废弃物管理台账制度和严肃查处有关违法违规行为等措施来加强餐厨废弃物的管理。在 2018 年 1 月发布的《关于加快推进部分重点城市生活垃圾分类工作的通知》 中提出,由于餐厨垃圾在生活垃圾中所占比重较大,需要加强和提高餐厨垃圾处理的管理方式。
2012年发布的《餐厨垃圾处理技术规范》(CJJ 184-2012)规范第三条规定了餐厨垃圾应采用密闭、防腐专用容器盛装,采用密闭式专用收集车进行收集, 专用收集车的装载机构应与餐厨垃圾盛装容器相匹配且在任何路面条件下不得泄漏和遗洒。《餐厨垃圾处理技术规范》(CJJ 184-2012)以及2014年发布的《生活垃圾堆肥处理技术规范》(CJJ52-2014)规范第四条及第五条规定餐厨垃圾处理厂的厂址选择、规模,需符合餐厨垃圾处理厂的选址应符合当地城市总体规划,区域环境规划,城市环境卫生专业规划及相关规划的要求,但缺乏对餐厨沼渣回收与处理的相关规定。《生活垃圾堆肥处理工程项目建设标准》(建标141-2010)包括预处理、发酵、后处理等过程。在预处理工艺中,规定采用人工分选有利于去除瓶、罐、塑料袋、织物及大件垃圾等不可堆肥处理物。
我国关于餐厨垃圾厌氧产气的标准规范如《餐厨垃圾处理技术规范》(CJJ 184-2012)规范要求对厌氧产生的沼气应进行有效利用或处理,不得直接排入大气。餐厨垃圾的输送、处理各环节应做到密闭,并应设置臭气收集、处理设施,不能密闭的部位应设置局部排风除臭装置。车间内粉尘及有害气体浓度应符合国家现行有关标准规定,集中排放气体和厂界大气的恶臭气体浓度应符合现行国家标准《恶臭污染物排放标准》GB 14554的有关规定。餐厨垃圾处理过程中产生的污水应得到有效收集和妥善处理,不得污染环境。餐厨垃圾处理过程中产生的废渣应得到无害化处理。
三、中德对比与启示
在全国推广垃圾分类和积极实现双碳目标的宏观背景下,湿垃圾处理与资源化利用的法规标准和技术创新的主要性愈加凸显。与德国相比,目前我国湿垃圾的相关行业标准、法规建设等方面仍存在差距,湿垃圾管理和处理体系还不完善,湿垃圾的资源化利用有待提高。我国需要向综合利用、规模发展、多种模式、重视效益的方向转型升级。通过开发新型综合的处理技术来,建立完善的分类、运输、集中处理等方面的管理制度和激励政策,融合生态、创新、企业、居民为一体的湿垃圾处理产业链,大力推进湿垃圾的资源化处理。
来源 | 上海环境卫生工程设计院
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