德国填埋场相关标准及废弃物处理动向final.docx

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德国填埋场相关标准及废弃物处理动向final

德国填埋场相关标准及废弃物处理动向

LegalFrameworkonMSWLandfillandStrategiesForWasteManagementinGermany

原出处：

日本季刊废弃物学会志Vol19，No.1

原作者：

关户知雄，土手裕

宫崎大学工学部土木环境工学科

翻译&审订：

龙吉生，梁怡侃，张志坤，鄧小福

上海日技环境技术咨询有限公司

概要：

本文通过观察近年来德国填埋处理的策略及问题及废弃物处理现况，分析德国环境局的报告及现场交流/参加专题研讨会等方式，收集并对信息进行了整理归纳。

从2005年开始，德国禁止将废弃物直接填埋处理，必须对废弃物作前处理；同时规定了填埋处理的标准，要求生活垃圾填埋于类型I或类型II填埋场。

本文还将介绍德国当前废弃物处理的主流—焚烧处理及机械生物垃圾处理技术（MBT）及其处理的残渣性质，处理的现状，MBT残渣性质跟日本粉碎筛选设备产生的不可燃残渣类似。

关键字：

填埋标准，德国，MBT残渣，EU填埋

Abstract:

Thelegalframeworkonwastemanagement,aswellasstrategiesbeingemployerinGermanyaresummarizedbasedonareportbytheGermanFederalMinistryfortheEnvironment,NatureConservationandNuclearSafety（BMU）,interviewswithwastemanagementagencies,andseminarmaterialsonwastemanagementinEurope.Landfillingofuntreatedmunicipalsolidwastehas,inprinciple,beenbannedsince2005.WasteforlandfillsmustfulfillthespecifiedclassificationcriteriaandmustbelanfilledintoeitherLandfillClassIorII.ThispaperdescribesthecurrentsituationofMSWincinerationandMBTdisposalinGermany,aswellasthecharacteristicsofincinerationashandMBTresidue.ThecharacteristicsofMBTresiduearesimilartothatofincombustibleresiduefromJapaneseresourcerecoveryfacilities.

Keywords:

landfillcriteria,Germany,MBTresidue,EUlandfilldirective

1．序言

截止1990年，德国废弃物处理跟大部分EU国家一样，主要采用直接填埋的方式，并带来了填埋场沼气排放及渗滤液污染周边水域等问题。

为使填埋场的环境长期安全稳定，缩短管理期限，于1993年颁布了《对进行了前期处理的废弃物进行填埋处理的技术标准》（TechnischeAnleitungSiedlungsabfall,TASi），并在12年后的2005年6月开始实施。

由于在此期间行政及废弃物处理业主已采取了相应改进措施以满足该标准，因此实施后未出现大的问题。

德国环境局在近年来发表的关于废弃物处理状况报告1）中，整理和归纳了实施该标准的过程及问题点，具有较大的参考意义。

古市教授2）曾发表过关于欧洲废弃物处理中能源回收利用的动向报告，本报告则是通过德国环境局的报告及现场交流/参加专题研讨会等方式，收集并归纳德国及欧洲在填埋处理方面的策略及问题点。

本文还将介绍德国当前废弃物处理的主流——焚烧处理及机械生物垃圾处理技术（MBT）及其处理的残渣性质及处理的现状。

2．EU填埋指标

1999年4月EU填埋指南（CouncilDirective1999/31EC）实施生效，作为今后欧洲各国填埋处理方式的总体纲要，规定了一个总体框架，以该指南为基础，各国自行制定适合本国国情的法令。

该指南中，包括了各国需要进行的废弃物处理的政策变更：

其一，规定了封场后的填埋场管理期间事宜。

指南第10条规定，须保证至少30年的填埋场封场后管理费用，这相当于间接规定了封场后的管理期限。

换言之，要求填埋结束后30年期间，保证填埋场达到不会辐射影响周边环境的标准。

为达到该标准，则实际上不能填埋微生物分解性高的有机物垃圾，因为Heyer的研究3）表明，以有机物为主体的填埋场经过数百年后还会释放出污染物质。

其二，划分了填埋物的性质。

同时指出应减少废弃物填埋处理量及消减其有害性。

对于可微生物分解的废弃物的填埋处理量，目标设定为：

至少在2006年降低到1995年水准的75%，2009年降低到50%，2016年降低到35%；为达成该目标，推荐对废弃物进行前处理后再填埋。

EU各国的废弃物处理方式因各国国情而异，也有不少国家未进行填埋处理的前处理。

图1是EU各国（截止1995年的加盟国）城市生活垃圾（MSW）各处理方式的比例图4）。

大多数国家50%以上的废弃物采用填埋处理，这些废弃物含有大量有机物如食品垃圾等，要保证30年后达到稳定的标准，则必须要改变当前废弃物处理方式。

2005年6月在意大利普拉力市举行的“可持续填埋技术的国际专题研讨会”上，出席代表对EU各国填埋处理的现况及问题点以及如何应对EU填埋指南，进行了讨论及意见交换，会上一致肯定了进行垃圾前期焚烧处理的优势，但目前仍以填埋为主的一些国家，则提出了焚烧设施前期引入成本高，居民对焚烧处理认同度低等不同意见。

会上并指出了非法丢弃及未恰当处理等事件数量上升等问题。

因此，如何在EU填埋指南总体框架下，在国情差异较大的EU各国中顺利开展合乎标准的废弃物处理及填埋处理，成为了今后关注的重点。

3．一般废弃物填埋处理中的德国法律

EU各国在废弃物处理及其资源化以及填埋处理等方面，德国较早完善了法律体系（见表1）。

德国在1993年（EU填埋指南发布之前）颁布废弃物处理的技术指南（TASi），规定在今后12年期间（截止2005年6月）须对需填埋处理的废弃物作前期处理，并在1996年颁布的《关于资源化及废弃物管理的法律（Krw-/AbfGAct）》中规定，自颁布日起20年后将废弃物直接填埋处理的比例降低到0的目标。

表1德国的填埋场相关法律

生效年

法令名称

主要内容

1990

SeventeenthFederalImmission

ControlOrdinance（17thBImSchV）

焚烧设施污染物质排出标准

1993

TechnicalInstructionsonWastefromHumanSettlements（TASi）

关于填埋场的设计/运行/可处理的填埋物类别的指南

1994

GermanClosedSubstanceCycleandWasteManagementAct（KrW-/AbfG）

●1996年开始实施

●规定生产者进行废弃物处理的责任

●产生的废弃物进行资源化或能量回收

●无法资源化利用残渣采取环境无害化填埋处理

●20年内取消废弃物填埋处理方式

2001

OrdinanceonEnvironmentallyCompatibleStorageofWastefromHumanSettlementsandBiologicalWasteTreatmentFacilities

由以下三项法令构成

1）OrdinanceonEnvironmentallyCompatibleStorageofWastefromHumanSettlements（AbfAbIV）

●填埋处理标准

2）ThirtiethFederalImmissionControlOrdinance（30.BImSchV）

●关于MBT设施中大气污染物质的法令

3）AmendedSeventeenthFederalImmissionControlOrdinance（Abwasserverord）

●关于MBT设施中排水处理的法令

2002

OrdinanceonLandfillSitesandLong-TermStorageFacilities（DepV）

●德国根据EU填埋指南制定的具体实施法令

●填埋场类别定义（1~IV）

●不符合法令的填埋场，2009年前必须关闭

TASi中所规定的填埋标准，只有经过了焚烧处理的残渣才能达到该严格的数值标准。

90年代后期，政府主导并推动了废弃物机械/生物处理（MechanicalBiological（Pre-）Treatment（MBT））新技术开发项目的进展，并得出了MBT是代替焚烧设施的新型处理方式的结论。

1999年的德国环境局报告书5）中这样叙述：

“从经济角度来看，焚烧处理成本虽然优于MBT，但从技术层面来说，在诸如处理标准等限制条件下，部分废弃物用MBT方式处理更为恰当”。

2001年德国颁布《生活垃圾及从生物处理设施排出的废弃物处理的环保安全保养的法规》，将TASi内容以法律形式予以确认。

在该法规中，基于环境局的研讨，将MBT确认为废弃物处理方式之一。

该法规又由三个细则法规（AbfAbIV,30.BImSchV,Abwasserverordnung）构成,其中尤为重要的是《生活垃圾处理的环保安全保养的法规》（AbfAbIV）。

在AbfAbIVzhng规定了TASi的一般废弃物残渣的2种填埋标准（类别I及类别II），以及MBT设施产生的残渣填埋处理标准（表2）。

另外如表3所示，《关于废弃物生物处理设施的法规（30.BImSchV）》中还确定了MBT设施排出的大气污染物排放标准，因此MBT设施需要全程控制所产生的烟气，包括在暂存处及残渣装载场预留足够内封闭空间。

在Abwasserverordnung中，确定了MBT设施的废水排放标准（表4）。

表2一般废弃物的填埋处理标准

ClassI

ClassII

MBT

有机物含量

强热减量

有机物含量（TOC）

干燥重量18%以下

亲油性有机物

0.40%

0.80%

干燥重量0.8%以下

浸出试验1）

5.5-13.0

电器传导率

10,000μS/cm

50,000μS/cm

DOC

50mg/L

80mg/L

300mg/L

苯酚

0.2mg/L

50mg/L

砷

0.2mg/L

0.5mg/L

铅

0.2mg/L

1mg/L

镉

0.05mg/L

0.1mg/L

六价铬

0.05mg/L

0.1mg/L

铜

1mg/L

5mg/L

镍

0.2mg/L

1mg/L

汞

0.005mg/L

0.02mg/L

锌

2mg/L

5mg/L

氟化物

5mg/L

15mg/L

25mg/L

氨氮

4mg/L

200mg/L

氰化物

0.1mg/L

0.5mg/L

有机卤化物

0.3mg/L

1.5mg/L

钡

5mg/L

10mg/L

铬（Total）

0.3mg/L

1mg/L

钼

0.3mg/L

1mg/L

锑

0.03mg/L

0.07mg/L

硒

0.03mg/L

0.05mg/L

氯化物

1,500mg/L

硫酸根

2,000mg/L

蒸馏残留物

微生物分解性

耗氧量（AT4）2）

5mg/g

产沼量（GB21）3）

20L/kg

发热量

6,000kJ/kg

1）蒸馏水固液比1:

10,24小时振荡

2）4天内消耗氧气量。

概要如5.2.1所示。

3）21天内产生的沼气量。

实验温度保持在36℃。

将50g试料加入500mL容器中，加入消化污泥50mL作为植种液，然后加水至300mL，测量21天内产生的沼气量。

表3废弃物生物处理设施产生的大气污染物排放标准

污染物质

排出标准

总粉尘量

10mg/m31）

30mg/m32）

有机碳

20mg/m31）

40mg/m32）

N2O

100g/吨处理垃圾3）

有机碳

55g/吨处理垃圾3）

臭氧物质

500GE/m3

二恶英/呋喃类

0.1ng/m3

1）日平均值2）30分平均值3）月平均值

表4废弃物生物处理设施产生的废水排放标准

污染物质

排放标准值

COD

200mg/L

BOD5

20mg/L

总氮

70mg/L

总磷

3mg/L

总碳

10mg/L

Gf1）

有机卤化物

0.5mg/L

汞

0.05mg/L

镉

0.1mg/L

铬

0.5mg/L

六价铬

0.1mg/L

镍

1mg/L

铅

0.5mg/L

铜

0.5mg/L

锌

2mg/L

砷

0.1mg/L

氰化物

0.2mg/L

硫化物

1mg/L

1）试料水对鱼有毒性的最小稀释倍率

2002年颁布的《关于填埋场及长期保养的法规》（DepV）规定了填埋场及填埋物标准，具体包括以下5个级别：

级别0：

非活性废弃物填埋场。

DepV附录3中规定了该类填埋场可处理的废弃物性质；跟日本的稳定性填埋场标准大致相同。

级别I：

在AbfAbIV的第2条及第8条中规定了其填埋物性质：

一般废弃物填埋场。

可填埋有机物含量低的废弃物。

在AbfAbIV附录中规定了其标准。

级别II：

在AbfAbIV的第2条及第9条中规定的一般废弃物填埋场。

相比级别I，该填埋场可处理的废弃物有机物含量稍高。

用来填埋MBT残渣。

级别III：

有害废弃物的填埋场。

DepV附录3中确定了其填埋的废弃物性质标准；相当于日本隔绝式填埋场。

级别IV：

地下填埋场。

DepV附录3中确定了其填埋处理的废弃物性质标准。

可处理一般废弃物残渣的是级别I及级别II填埋场，该类填埋场构造与日本管理型处理场相似。

表2中给出了级别I及级别II填埋场可处理填埋物的标准。

级别I及级别II标准实际上相当于焚烧残渣的填埋标准。

而在级别II类除了填埋一般废弃物残渣之外，还可进行MBT残渣的填埋处理（AbfAbIV第4条），包括了两种可填埋物标准，因此在操作时比较难以判断。

经与多位大学学者进行沟通后一致认为，各填埋处理标准的有些数值是基于政治上的判断或具有可操作性的数据而确定的。

4．德国的废弃物处理现状

德国对废弃物处理及填埋处理的基本思路，可以通过发布的各项法律整理得出；同时通过修订每年的目标值，来进行处理设施的建设；并且按照1993年发布的TASi条例中关于12年后禁止废弃物直接填埋处理的规定，行政及相关行业重点开展相应的废弃物处理设施等的建设工作。

图2是德国历年来一般废弃物的产量及明细6）。

从图中可知，从1993年开始，进行填埋处理的比例逐年递减。

填埋处理场的数量在1993年为562个，到了2000年减少到333个，一些未达标准的填埋场被封闭。

在2004年，共有72座焚烧设施和66座MBT设施进行一般废弃物的处理1），年处理能力上分别达到了16.3百万吨和5.5百万吨，合计21.8百万吨。

如果加上2007年规划建设的处理设施，则预期年处理量可达28.6百万吨。

旧的填埋场长期产生的沼气和渗滤液对环境造成了污染，对此，正在开展通气处理等填埋场早期安定化技术的研究7）。

表5列出了2005年城市垃圾产量及处理/资源化的比例6）；表6列出了日产量及填埋处理量等相关数值。

人均产生城市生活垃圾1.55kg/（人・日），比日本的1.13kg/（人・日）8）（2005年数值，包括集团回收量）稍高；而德国的城市垃圾资源化利用率高达61.9%，比日本的19.0%8）（2005年）高出很多。

资源化利用率高的原因在于德国大规模回收有机物垃圾（食物垃圾）及庭院垃圾。

日本也在考虑集中回收玻璃/旧纸/塑料（德国作为资源化废弃物全部回收），不过相对来说德国的人均消耗量更大：

饮料及食品容器大部分是用塑料制成，特别是饮料瓶大都使用可回收瓶，以及大多包装及缓冲材料使用纸制品，这些应该是回收率高的原因。

德国大多数城市在公园等场所设置了废纸和塑料投弃的大型容器。

笔者经过实际体验得出，虽然将沉重的玻璃和大量废纸从家里运到投弃场稍为麻烦，但相比日本压缩后装入垃圾袋的做法，该方法具有直接投弃的便利性。

不过比较而言，资源化利用率的差距，不仅是由于垃圾回收方式及产品材质的差别，还可追溯到文化及生活习惯的影响而产生如此大的差异。

我们也可以通过比较各项成本及资源消耗量，借鉴并应用到日本国内废弃物处理及资源化方案中去。

表5德国的一般废弃物产量及处理方法（2005年）6）

合计

（千吨）

处理量（千吨）

再利用量（千吨）

资源化率（%）

（=（再利用量÷合计）×100）

填埋

处理

焚烧

处理

其他处理

再利用量合计

内

热利用

内

物质回收

残渣垃圾（包括工业垃圾）

13,912

2,544

9,438

755

1,174

8.4

大件垃圾

2,167

344

801

979

948

45.2

有机物垃圾

3,776

3,770

100

庭园垃圾

3,924

3,888

3,863

99.1

资源垃圾合计

17,313

142

536

16,623

371

16,252

96.0

玻璃

3,572

3,569

100

旧纸，厚纸，纸箱

7,895

7,828

7,796

99.2

包装塑料

4,601

490

4,020

117

3,903

87.4

电器

100

其他（复合产品，

金属，布等物品）

1,196

1,157

222

935

96.7

其他城市垃圾（直接运入的垃圾，道路清扫垃圾等）

5,126

925

1,952

165

2,084

2,083

40.7

有害废弃物

337

277

276

0.0

城市垃圾（一般废弃物）合计

46,555

3,980

12,791

987

28,797

430

28,367

61.9

表6德国及日本的废弃物产量6,8）

德国（2005）

日本（2005）

年产量

千吨

每人每日

kg/人·日

年产量

千吨

每人每日

kg/人·日

城市垃圾产量

资源化量

填埋处理量

46,555

28,797

3,980

1.55

0.96

0.13

55,720

1,020

7,340

1.20

0.22

0.16

5．德国的MBT处理

5.1处理概要

MBT的主要作用：

1）产生便于填埋处理的生物惰性残渣；2）得到堆肥；3）得到RDF；4）微生物发酵沼气回收。

通常为满足以上一项或多项目标而选择此工艺9）。

通常采用机械将塑料和金属筛出后对残渣进行好气性生物处理。

如上述3所述，MBT设施产生的排气要达到30.BImSchV标准。

为达到如此严格的标准，通常采取的方式是在设施内强制通气及搅拌，进行为期2~8周的好氧处理。

另外，近年也开发出采用微生物厌氧处理进行甲烷回收的技术并进入实用阶段10）。

MBT中可处理的废弃物，通常包括垃圾残渣（ResidualWaste）或灰色废弃物（Greybinwaste，灰色瓶（容器）的统称）。

表5中是除了有害废弃物之外，包括了大件垃圾/有机物垃圾/资源垃圾/其他类城市垃圾的分类表。

德国多数地方政府实行了有机物垃圾（生活垃圾/庭院垃圾，也统称为Biowaste）的回收。

古市教授2）曾对此进行了研究并发表了介绍近年来德国有机物垃圾微生物发酵沼气事业快速发展情况的文章。

不过，即使在实行分类处理有机物垃圾的地方政府，也无法完全避免不在残渣中掺杂有机物。

因此，为减少填埋场的有机物含量，有必要进行MBT等生物处理过程。

由于MBT处理本身不会产生如焚烧时的二恶英类大气污染物，因此在对焚烧持反对意见的地方政府中进行了推广使用。

不过，由于该垃圾处理方式会产生高达约35%的残渣11），相比焚烧处理来说，具有垃圾减容效果差的缺点。

另外在进行MBT处理前，筛选出其中的塑料等高热值废弃物，通过焚烧方式进行能量回收利用。

不过有时由于丢弃的减少或部分工业塑料垃圾被回收再利用等原因，需要收集一段时间后才进行焚烧等处理1）。

综上，推测今后MBT处理比例将会减少，焚烧处理比例将会增加。

5.2MBT残渣

MBT残渣的标准中包括了微生物分解性物质含量的规定，这是日本废弃物填埋标准中未曾涉及的。

作为有机物的含量指标----强热减量的判断，如果包括例如塑料等微生物难分解的有机物，填埋地沼气产量及渗滤液中有机物污染等的评估将超标。

因此在AbfAbIV标准中规定，通过浸出实验检测可溶性有机碳（DOC），耗氧量（4天有氧条件下单位干燥垃圾的氧气耗费量，AT4），产沼量（21天内单位干燥重量的沼气产量，GB21），由此来综合进行填埋物中有机物含量的评估。

对于日本还不太熟悉的MBT残渣，笔者在此介绍一下对其进行的性能调查。

5.2.1实验方法

实验在德国汉堡市汉堡市大学进行。

试验所用10kg残渣，产生于如图3所示工艺的MBT设施，并在zotarufalingbosuteru州填埋场进行填埋处理。

该MBT设施可处理包括产业废弃物的一般废弃物65,000吨/年。

运入的生活及工业垃圾在破碎后用筛分类，粒径80mm以上的金属及塑料垃圾，用于出售或焚烧来进行能源回收；40mm以下的残渣通过厌氧处理进行沼气回收

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