瀏覽次
1中德生物垃圾的基本情況
1.1德國生物垃圾的產量及處理量
目前，德國是世界上城市生活垃圾處理的先進國家之一，根據其多年的實際經驗，要避免垃圾填埋場成為二次污染源，就要杜絕或盡可能少地向填埋場中填埋可降解的有機物質。1992年德國政府頒布了垃圾處理技術標準（TA-Siedlungasabfall），規定自2005年6月1日起，禁止填埋未經焚燒或機械、生物預處理的生活垃圾。在德國新的廢物排放標準中，已明確提出填埋的垃圾必須是經過處理，垃圾的燃燒值在6000kJ/kg以下。這樣一方面要求將垃圾中的高燃燒值的物質充分分離出來作為能源利用，另一方面必須將垃圾中的生物可降解物質加以充分的降解。對于城市居民的生物垃圾的處理主要是采取源頭分離、堆肥處理方式，這一項工作在德國已經開展了20多年。[1]
德國目前每年的城市垃圾產量大約為35000kt。垃圾處理的方式有：機械-生物處理（MBT，Mechanical-biological Waste Treatment）、堆肥、焚燒、熱處理和填埋等。在每年產生的垃圾中，有14000kt的城市垃圾由焚燒處理，1800kt由機械生物處理、4500kt生物垃圾堆肥處理等[2]。德國在1985年，年處理生物垃圾約為100kt，但是隨后就開始了大力發展，至1993年已達到年處理能力為1100kt生物垃圾，到1995年，德國的生物垃圾處理量是1993年的2倍。且至1999年德國共有550家，堆肥設施年處理垃圾約6500kt，50家厭氧發酵設施年處理垃圾約1000kt，27家機械生物處理設施年處理垃圾約1600kt，可見，堆肥處理已得到廣泛應用。德國現年產生物垃圾約8000kt，已有堆肥企業近627家，其中537家專門處理生物垃圾，占直接堆肥的企業86%，間接的堆肥企業（大型厭氧發酵廠）104家，占14%。在堆肥企業中有產品質量認證的有近500家企業。據統計，每年有這些企業生產的堆肥，主要應用在農業37%、園林綠化29%、家庭庭院13%和其他相關的領域。剩余的生物垃圾將利用機械生物處理技術處理，實施填埋。現在，人們越來越清楚地意識到，直接填埋生活垃圾，已經不適合可持續發展對環境保護和資源利用的要求。[3]
1.2中國生物垃圾的產量及處理量[4]
我國現在約有670多座城市，隨著城市建設和經濟的發展，城市居民在日常的生活活動中產生了大量的垃圾，這些城市生活固體垃圾已成為威脅我國城市的發展和降低居民生活質量的重要的環境問題。根據國家環保局的近幾年的統計結果表明，我國城市居民人均年產垃圾約440kg，城市居民生活垃圾的產生總量每年將有近10%的速度的增長。這些垃圾在我國目前都是利用簡易的手段，而未實施任何處理，直接實施填埋。垃圾中含有近60%的生物可降解的有機物質，這些物質被填埋后會因降解產生填埋氣和有機滲濾液，將嚴重地污染大氣和地表積地下水源。同時大量的垃圾填埋場的建立，占用了我國寶貴的土地資源。城市垃圾的污染問題不僅影響了我國城市居民的生活質量和水平，同時還影響我國的農產品的世界貿易。我國目前的城市生活垃圾處理方式為：衛生填埋場占34.9%；簡易垃圾填埋場占47.7%；堆肥廠占6.4%；焚燒廠占6.1%[5]。城市生活垃圾的無害化綜合處理，實現垃圾管理的可持續戰略已顯得越來越重要了。
1.3德國生物垃圾的主要堆肥方式[4]
國外用于堆肥的垃圾主要是分類后的有機垃圾、庭院園林垃圾等可堆腐物，只有部分國家采用混合垃圾堆肥，比如西班牙。國外用于城市生活垃圾的堆肥系統有許多種。按生物發酵的方式分為厭氧堆肥和好氧堆肥；按垃圾所處的狀態可分為靜態堆肥和動態堆肥；按發酵設備形式可分為封閉式堆肥和敞開式堆肥；按垃圾物料流動形式可分為間歇式堆肥和連續式堆肥。從總體上看，國外的堆肥技術和堆肥方法都比較先進，且在運行中取得的效果也比較好。雖然國外發達國家實行了嚴格的垃圾分類，杜絕了危險廢物的混入，且部分政府的配套法規禁止使用化學肥料，鼓勵了利用生物肥料的積極性。但實際上國外利用堆肥處理城市垃圾所占比例并不大，且大多數垃圾堆肥處理場主要是利用分類收集的廚房廢物、庭院廢物、污水污泥和糞便作為堆肥原料，用混合垃圾堆肥的實例并不多。
1.4中國生物垃圾的主要堆肥方式[4]
我國城市生活垃圾堆肥狀況是在傳統的草與人糞混合堆起來漚肥的基礎上，通過研究與創造，發展了許多先進的好氧堆肥技術和設備。我國的城市生活垃圾的堆肥處理始于20世紀50年代，至今已經歷了三個發展階段：第一階段是50～60年代，主要是學習和借鑒國外的堆肥技術，是堆肥的起始階段；第二階段是在70～80年代，屬于發展階段，在此期間城市生活垃圾的堆肥的系統發酵理論的形成、參數的驗證、發酵倉構造、分選機的研制等方面均取得了豐碩成果；第三階段是90年代，這一階段為推廣應用階段，堆肥處理進一步發展，至2000年全國堆肥廠已由1991年的26座，發展到50座，堆肥處理量約占垃圾總量的5%。目前國內應用較多的堆肥方式主要有：自然通風靜態堆肥、強制通風靜態堆肥、筒式發酵倉堆肥等。
2中德堆肥相關標準比較
2.1德國堆肥的相關標準[7]
現行的德國垃圾法第三管理條例即生活垃圾技術條例對堆肥場提出了一系列的技術要求，并規定堆肥產品的質量和應用要符合德國州際垃圾工作委員會第十備忘錄的標準。備忘錄中的技術標準大部分與產品的用途有關，堆肥產品根據用途分為兩類，第一類用于食用植物培育（糧食、蔬菜、水果等），第二類用于其它用途（森林、建筑、綠化等）。第十備忘錄中對堆肥產品的質量所規定的技術標準如下：
2.1.1物理參數
體積質量、粒度組成、含水量和雜物含量是最重要的物理參數，它們之間有著密切的關系。體積質量由粒度組成、礦物成分與有機成分的比例而定。隨著發酵時間的加長，礦物成分與有機成分的比值提高，細粒部分也相對增長，故體積質量加大雖然從植物生長的觀點看來無須對堆肥產品的體積質量做出限制，備忘錄中仍規定堆肥廠必須注明其產品的體積質量，以避免雜物含量過高。按照備忘錄的規定，堆肥產品的粒度也必須注明，并加以區分如表1所示。
表1堆肥產品粒度標準
過高的含水量導致堆肥產品的高體積質量而增加運輸費用，同時增加施撒難度，且會導致堆放過程的厭氧發酵，從而產生不良氣味。過干的堆肥產品則易形成粉塵。理想的產品應不干、不濕、微潮。備忘錄規定含水量如表2所示。
表2堆肥產品含水量標準
雜物主要包括塑料、玻璃、金屬以及由多種物質組成的物料。雜物在產品的干物質中所占的質量分數也有一定規定，如表3所示。
表3雜物在干物質中的質量分數
2.1.2化學參數
化學參數包括有害物質含量、營養物質含量、鹽的含量和pH值。有害物質分為無機和有機兩類。無機有害物質主要是重金屬，備忘錄用三個指標對其加以限制，即堆肥產品的重金屬含量、每年施撒堆肥產品造成的重金屬累計量和堆肥產品的連續撒施允許量，見表4～表6。
表4堆肥產品重金屬含量最大推薦值（有機成分按30%計）mg/kg
有機有害物質主要是多氯二苯和二惡英。大量的分析數據表明，生物垃圾堆肥產品中多酚二苯的含量一般為0.01～lmg/kgTS，二惡英含量一般在2～40mg。備忘錄規定堆肥場每年至少要進行一次有機有害物質含量分析并呈報有關管理部門。假如有機有害物質的含量超出正常范圍，則必須采取相應措施避免擴散。植物生長所需的營養物質包括基本營養物質和微量營養物質。基本營養物質有氮、磷、鉀、鎂和鈣。微量營養物質有鐵、錳、鋅、銅、硼和鋁。其中要區分各種植物營養物質的總含量、溶解量和有肥效的含量。備忘錄規定營養物質的含量要注明。堆肥產品含有可溶于水的鹽，主要是堿金屬和堿土金屬的氯化物和硫酸鹽。營養物質含量高的堆肥產品一般鹽的含量也較高。由于不同種類的植物對鹽的反應也不同，所以鹽的含量的高低是相對的，與堆肥產品的應用有關。直接用作種植綠色植物和花草的土壤，其鹽的含量應低于5g/L。用作肥料或改良土壤用的堆肥產品的鹽的含量則可不加限制。堆肥產品的pH值一般為7.2～7.8。
2.1.3生物參數
堆肥產品推廣應用的最重要的前提之一是滿足衛生要求，即堆肥過程要保證對垃圾中有可能存在的病原微生物及寄生蟲（卵）進行無害化處理。這一點只有嚴格按照生物垃圾堆肥領域的最新技術成果建設堆肥場，并認真控制發酵過程的完成才能實現。有關衛生和致病微生物的檢查分析備忘錄也作了詳細規定。生物垃圾中可生物降解的有機物轉化的程度由發酵級別來表達。備忘錄將發酵級別以堆肥產品自熱過程中所能達到的最高溫度為依據分成五級，如表7所示。
2.2中國堆肥的相關標準[8]
CJJ/T52-93給出了城市生活垃圾好氧靜態堆肥處理要求。該規程適用于城市生活垃圾好氧靜態堆肥處理。城市生活垃圾好氧靜態堆肥處理除應符合該規程外，尚應符合國家現行有關標準的規定。表8中1-2、表9中1-5及表10中1-2項應全部合格者方能施用于農田；在表8第3項、及表9第6-10項中，如有一項不合格，其它五項合格者，可適當放寬。但不合格項目的數值，不得低于我國垃圾的平均數值。即有機質不少于8%，總氮不少于0.4%，總磷不少于0.2%，總鉀不少于0.8%，pH值最高不超過9，最低不低于6，水分含量最高不超過40%。
2.2.1物理參數
利用城市生活垃圾生產堆肥的物理要求，如表8所示。
2.2.2化學參數
國家標準《城鎮垃圾農用控制標準》規定堆肥中的化學參數主要是項目和標準值見表9所示，其主要是對重金屬含量和氮、磷、鉀等作了規定。
表7據自熱所達最高溫度的發酵級別
2.2.3生物參數
表10列出了堆肥的生物參數的控制標準。主要是對堆肥的衛生要求，堆肥產品中的病原生物含量要少，甚至為零。要達到這個目的就必須在發酵過程中，將堆體溫度保持在55℃上，且持續時間不得少于5d，發酵溫度不宜大于75℃。
表9堆肥產品重金屬標準
3中德堆肥標準比較
德國專門對垃圾的處理進行了單獨立法，并在垃圾法的第三管理條例即生活垃圾技術條例中對堆肥廠提出了一系列的技術要求，其中第十備忘錄對堆肥產品的質量規定了相關的技術標準。中國的CJJ/T52-93也給出了城市生活垃圾好氧靜態堆肥處理要求。城市生活垃圾好氧靜態堆肥處理除應符合該規程外，其具體標準還參照了國家現行的其他的有關標準規定，如重金屬含量指標應符合現行國家標準《城鎮垃圾農用控制標準》的規定，發酵結束后應達到無害化要求，必須符合現行國家標準《糞便無害化衛生標準》的規定等。但沒有從法律角度做出規定。
3.1物理參數的比較
對堆肥的體積質量、粒度組成、含水量和雜物含量等最重要的物理參數做出了明確的規定。德國規定堆肥廠必須注明對非產品的體積質量，以避免雜物含量過高。按照備忘錄的規定，堆肥產品的粒度也必須注明，分為細粒、中粒和粗粒，分別針對三種不同的用途，含水量也分為松散產品和袋裝產品兩種類型，雜物亦分為兩類產品要求。中國也對堆肥中雜物、粒度與水分標準做出了相關規定，但沒有對體積質量做出規定。粒度僅一種要求相當于德國的細粒標準，含水量比德國的低，雜物含量要求僅小于3%即可，低于德國的兩類標準。
3.2化學參數的比較
德國的化學參數包括有害物質含量、營養物質含量、鹽的含量和pH值。有害物質分為無機和有機兩類。無機有害物質主要是重金屬，備忘錄用三個指標對其加以限制，即堆肥產品的重金屬含量、每年撤施堆肥產品造成的重金屬累計量和堆肥產品的連續撒施允許量。pH值在7.2～7.8之間。中國堆肥產品的化學參數僅列出了重金屬、pH和碳氮比11項指標，但對氮、磷、鉀含量做出了單獨規定，必須高于標準限值，其中重金屬含量指標應符合現行國家標準《城鎮垃圾農用控制標準》的規定，與德國相似，而pH值在6.5～8.5之間，較之德國范圍相對較寬。
3.3生物學參數的比較
堆肥產品推廣應用的最重要的前提之一是滿足衛生要求，即堆肥過程要保證對垃圾中有可能存在的病毒進行無害化處理。這一點只有嚴格按照生物垃圾堆肥領域的最新技術成果建設堆肥廠，并認真控制發酵過程的完成才能實現。德國對有關衛生和病毒的檢查分析，也作了詳細規定。生物垃圾中可生物降解的有機物轉化的程度由發酵級別來表達。第十備忘錄將發酵級別以堆肥產品自熱過程中所能達到的最高溫度為依據分成五級如表7所示。在中國堆肥的生物學指標按蛔蟲卵死亡率、大腸桿菌值和堆層溫度也給出了一定限值，中國堆肥腐熟度雖無統一公認的指標，但規定的四個方面可以作為腐熟度的綜合指標。（1）含水率的限值是考慮有利于堆肥制品的貯存；（2）C/N比值大的堆肥制品施入土壤后會因氮“饑餓”造成土壤氮損失；（3）發酵終止時的堆肥必須達到《糞便無害化衛生標準》GB7959的規定；（4）好氧速率趨于穩定，是有機物穩定化的表現。堆肥制品：（1）堆肥制品必須符合現行國家標準《城鎮垃圾農用控制標準》的規定；（2）堆肥制品可按用途分別制成初級堆肥、腐熟堆肥和專用堆肥等不同品級；（3）堆肥制品出廠前，應存放在有一定規模的、具有良好通風條件和防止淋雨的設備內。發酵終止時，堆肥應符合下列要求：含水率宜為25%～35%；碳氮比（C/N）不大于20∶1；達到無害化衛生要求，必須符合現行國家標準《糞便無害化衛生標準》的規定；好氧速率趨于穩定。以上為堆肥發酵終止指標，它是檢驗堆肥是否腐熟的重要依據。[9]
4結束語
德國對將堆肥產品標準上升至法律高度給與了科學化的管理依據，相對于中國的標準更加細致完善和科學，針對不同用途分為多級標準。而中國對堆肥的標準尚處于提倡和逐步完善發展階段，但有些標準制定相對于德國更加嚴格，有利于中國堆肥生產及其進行廣泛應用，只是腐熟度標準比較復雜，不利于有效執行。相信在中國有關固體廢棄物處理法規的完善過程中，堆肥的相關標準亦會更加完善化和科學化。
參考文獻：
[1]克勞斯?維默爾.德國生活垃圾處理技術發展 [J].環境衛生工程，2004, 12 (4) : 2002 205 .
[2]Nelles M, Stover P,Wu Ke, et al . Integrated Biological Systems for Sustainable Waste Management[M]. Goettingen: Series of Publications Environment Energy, 2004: 12 30 .
[3]吳克，NellesM,蔡敬民，等.德國城市生活垃圾處理中 MBT技術現狀 [J].中國資源綜合利用，2005 (9) : 162 22 .
[4]國家環境保護總局污染控制司.城市固體廢物管理與處理處置技術 [M].北京:中國石化出版社，2001 .
[5]李國剛，曹杰剛，汪志國.我國城市生活垃圾處置的現狀與問題 [J].環境保護，2002 (4) : 352 38 .
[6]張竹青，譚德軍.城市垃圾堆肥技術及研究概況 [J].湖北農學院學報，2003, 23 (2) : 1462 149 .
[7]倪駿，孫可偉.城市垃圾堆肥技術評述 [J]. 中國資源與綜合利用，2004 (8) : 282 31 .
[8]袁榮煥，彭緒亞，吳振松，等.城市生活垃圾堆肥腐熟度綜合指標的確定 [J].重慶建筑大學學報，2003, 25 (4) : 542 59 .
[9]房敏，黃渙忠，黃銘洪.評估固體廢棄物堆肥腐熟和穩定的研究 [J].上海環境科學，1999, 18 (2) : 912 93
