一、概述
废弃物处理温室气体排放主要包括两大部分,一是固体废弃物处理导 致的温室气体排放,二是废水处理导致的温室气体排放。
固体废弃物处理导致的温室气体排放,包括城市固体废弃物(主要是 指城市生活垃圾)填埋处理产生的CH4排放和废弃物(包括城市固体废弃 物、危险废弃物、污泥)焚烧处理产生的CO2排放。其中废弃物焚烧处理 产生的CO2排放只需核算化石碳(如塑料、橡胶等)焚化和露天燃烧导致 的排放。废弃物的能源利用(即废弃物直接作为燃料发电,或转化为燃料 使用)产生的温室气体排放,应当在能源部门中估算并报告。固体废弃物 处置场所的非化石废弃物和废水处理污泥的焚烧也可以排放CO2,这部分 排放是生物成因,应作为信息项报告。
废水处理导致的温室气体排放,包括生活污水处理 CH4排放、工业废 水处理CH4排放及废水处理N2O 排放。
废弃物处理也会产生N2O 排放,但 N2O 排放机理和过程比较复杂,主 要取决于处理的类型和处理期间的条件。本指南只报告废水处理的N2O 排 放。
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二、固体废弃物处理
(一)填埋处理
CH4排放 1. 清单编制方法
本指南提供的方法为质量平衡法,估算公式为5-1 所示,该方法假设 所有潜在的CH4均在处理当年就全部排放完。这种假设虽然在估算时相对 简单方便,但会高估CH4的排放。
MSW MSW L R ( 1 )
E
CH4
T
F
0 OX
(5-1)式中:
ECH4:CH4排放量,吨/年;
MSWT:总的城市固体废弃物产生量,吨/年;
MSWF:城市固体废弃物填埋处理率,%;
L0:各管理类型垃圾填埋场的CH4产生潜力,吨CH4/吨废弃物;
R:CH4回收量,吨/年;
OX:氧化因子。
其中:
L0=MCF DOC DOCFF 16 / 12 (5-2)
式中:
MCF:各管理类型垃圾填埋场的 CH4修正因子;
DOC:可降解有机碳,千克碳/千克废弃物;
DOCF:可分解的DOC 比例;
F:垃圾填埋气体中的 CH4比例;
16/12:CH4/C 分子量比率。
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3. 排放因子及其确定方法
估算固体废弃物填埋处理温室气体排放时需要的排放因子包括:
(1)CH4修正因子(MCF)
CH4修正因子主要反映不同区域垃圾处理方式和管理程度。垃圾处理 可分为管理的和非管理的两类,其中非管理的又依据垃圾填埋深度分为深 处理(>5 米)和浅处理(<5 米),不同的管理状况,MCF 的值不同。
管理的固体废弃物处置场一般要有废弃物的控制装置,是指废弃物填 埋到特定的处置区域,有一定程度的火灾控制或渗漏液控制等装置,且至 少要包括下列部分内容:覆盖材料,机械压缩和废弃物分层处理。根据垃 圾填埋场的管理程度比例(A、B、C),基于表 5.2 的废弃物处理类型 MCF 的推荐值,利用公式:
MCF=AMCFA+BMCFB+CMCFC (5-3)
估算得出综合的MCF 值。如果没有分类的数据,选择分类 D 的 MCF 值。
表5. 2 固体废弃物填埋场分类和 CH4修正因子
填埋场的类型 CH4修正因子(MCF)的推荐值
管理的: A 1.0
非管理的 – 深的 ( >5 m 废弃物):B 0.8 非管理的 – 浅的 (<5 m 废弃物):C 0.4
未分类的:D 0.4
(2)可降解有机碳(DOC)
可降解有机碳是指废弃物中容易受到生物化学分解的有机碳,单位为 每千克废弃物(湿重)中含多少千克碳。DOC 的估算是以废弃物中的成分
为基础,通过各类成分的可降解有机碳的比例平均权重计算得出。计算可 降解有机碳的公式为:
i DOC i Wi
DOC (5-4)
式中:
DOC:废弃物中可降解有机碳;
DOCi:废弃物类型i 中可降解有机碳的比例;
Wi:第i 类废弃物的比例,可以通过对市县(区)垃圾填埋场的垃圾 成分调研或相应研究报告的收集获得。
表5. 3 固体废弃物成分 DOC 含量比例的推荐值
固体废弃物成分 DOC 含量占湿废弃物的比例(%)
推荐值 范围
纸张/纸板 40 36-45
纺织品 24 20-40
食品垃圾 15 8-20
木材 43 39-46
庭园和公园废弃物 20 18-22
尿布 24 18-32
橡胶和皮革 (39) (39)
塑料 -
-金属 -
-玻璃 -
-其他惰性废弃物 -
-(3)可分解的 DOC 的比例(DOCF) DOC 的比例(DOC
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解或是分解得很慢。本指南推荐采用0.5(0.5~0.6 包括木质素碳)作为可 分解的DOC 比例,如果数据可获得也可以采用类似地区的可分解的 DOC 比例。
(4)CH4在垃圾填埋气体中的比例(F)
垃圾填埋场产生的填埋气体主要是CH4和CO2等气体。CH4在垃圾填 埋气体中的比例(体积比)一般取值范围在0.4~0.6 之间,平均取值推荐 为0.5,取决于多个因子,包括废弃物成分(如碳水化合物和纤维素)。如 果有地市特有的垃圾填埋场的相应监测数据,建议使用地市特有值。
(5)CH4回收量(R)
CH4回收量是指在固体废弃物处置场中产生的,并收集和燃烧或用于 发电装置部分的CH4量。建议各市县(区)要根据各自的实际回收利用情 况,记录CH4的回收量,特别是如果有CH4用于发电或其他利用,要详细 记录,并在总的排放中减掉这部分。
(6)氧化因子(OX)
氧化因子(OX)是指固体废弃物处置场排放的 CH4在土壤或其他覆盖 废弃物的材料中发生氧化的那部分CH4量的比例。对于比较合格的管理型 垃圾填埋场的氧化因子取值为0.1,如果使用其他氧化因子则需要给出明确 的文件记录和相应的参考文献。
表5.4 列出了城市固体废弃物处理 CH4排放清单估算所需排放因子及 相关参数的推荐值,鼓励使用市县(区)特有值。
表5. 4 城市固体废弃物填埋处理排放因子/相关参数及来源
排放因子/相关参数 简写 单位 推荐值 数据来源
CH4修正因子 MCF 公式5-3 城管执法部门 可降解有机碳 DOC 千克碳/千克
废弃物 公式5-4 清单编制部门 可分解的DOC 比例 DOCF 0.5 IPCC 指南 CH4在垃圾填埋气中的比例 F 0.5 IPCC 指南
CH4回收量 R 吨 0 IPCC 指南
氧化因子 OX 0.1 IPCC 指南
4.估算步骤
步骤一:获取活动水平数据。从《环境状况公报》中收集或通过住建 局、城管执法局、生态环境局等相关部门获得城市固体废弃物的产生量和 填埋处理比例或者直接获得填埋量,城市生活垃圾的成分比例需从城管执 法局获得。
步骤二:确定排放因子及相关参数。首先根据统计调查垃圾填埋场管 理水平,计算各管理类型的CH4修正因子;其次利用垃圾成分和公式5-2 计算可降解有机碳;最后根据各地实际情况测量或者采用推荐值确定CH4
在填埋气中的比例、CH4回收量和氧化因子。
步骤三:根据活动水平数据和排放因子,利用公式5-1 估算得出各管 理类型的城市生活垃圾填埋处理CH4排放量,求和得出城市生活垃圾填埋 处理CH4排放总量。
(二)焚烧处理
CO2排放
废弃物处理领域的重要源包括固体和液体废弃物在可控的焚化设施中 焚烧产生的CO2排放。焚烧的废弃物类型包括城市固体废弃物、危险废弃
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物。无能源回收的废弃物焚烧产生的排放报告在废弃物部门,而有能源回 收的废弃物燃烧产生的排放报告在能源部门,二者都要区分化石和生物成 因的CO2排放。
只有废弃物中的矿物碳(如塑料、某些纺织物、橡胶、液体溶剂和废 油)在焚化期间氧化过程产生的CO2排放,被视为净排放,应当纳入清单 总量中。废弃物中所含的生物质材料(如纸张、食品和木材废弃物)燃烧 产生的CO2排放,是生物成因的排放,不应当纳入清单总量中,应当作为 信息项记录。
1. 清单编制方法
本指南推荐的估算废弃物焚化和露天燃烧产生的CO2排放量的估算公 式为:
) 12 / 44 (
E
CO2
iIW
i CCW
i FCF
i EF
i
(5-5) 式中:ECO2:废弃物焚烧处理的CO2排放量,吨/年;
i:分别表示城市固体废弃物、危险废弃物、污泥;
IWi:第i 种类型废弃物的焚烧量,吨/年;
CCWi :第i 种类型废弃物中的碳含量比例,%;
FCFi:第i 种类型废弃物中矿物碳在碳总量中比例,%;
EFi:第i 种类型废弃物焚烧炉的焚烧效率,%;
44/12:碳转换成 CO2的转换系数。
2. 活动水平数据及其来源
废弃物焚烧处理CO2排放估算需要的活动水平数据包括各类型(城市
固体废弃物、危险废弃物、污水污泥)废弃物焚烧量。城市固体废弃物焚 烧量可通过市县(区)城管执法局、住建局或焚烧处理厂获取,危险废弃 物焚烧量可从市县(区)生态环境局或危废处置单位获取,污水污泥焚烧 量可通过市县(区)城管执法局或生态环境局(固废监督管理中心)获取。
3. 排放因子及其确定方法
废弃物焚烧处理的关键排放因子包括废弃物中的碳含量比例,矿物碳 在碳总量中比例和焚烧炉的焚烧效率。焚烧的废弃物中的生物碳和矿物碳 可以从废弃物成分分析资料中得到。
矿物碳在碳总量中的比例会因废弃物种类不同而有很大的差别。城市 固体废弃物和医疗废弃物中的碳主要来源于生物碳和矿物碳;污水污泥中 的矿物碳,通常可以省略(只有微量的清洁剂和其它化学物质)。危险废 弃物中的碳通常来自矿物材料。
废弃物焚烧产生的CO2排放清单估算所需排放因子,如果当地无相关 实测数据,建议采用表5.5 的推荐值。
表5. 5 废弃物焚烧处理排放因子及来源
排放因子 简写 范围 推荐值 数据来源
废弃物碳含量 CCWi
城市生活垃圾 (湿)33-35% 20% 调查和专家判断 危险废弃物 (湿)95%-1 1 专家判断
污泥 (干物质)
10-40% 30% IPCC 指南 矿物碳在碳总量
中的百分比 FCFi
城市生活垃圾 30-50% 39% 全国平均值 危险废弃物 90-100% 90% 专家判断
污泥 0% 0% 注:生物成因
城市生活垃圾 95-99% 95%
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4. 估算步骤
步骤一:获取活动水平数据。城市生活垃圾焚烧量从城管执法局、住 建局等相关部门或者焚烧处理厂中获取,危险废弃物焚烧量从生态环境局 或危废处置单位获取,污水污泥的焚烧量从城管执法局或生态环境局(固 废监督管理中心)获取。
步骤二:确定排放因子。首先从焚烧处理厂或者资料调查及专家判断 确定废弃物碳含量;其次从城市生活垃圾成分比例计算矿物碳在碳总量中 的比例;最后根据焚烧处理厂实际情况确定焚烧效率。
步骤三:利用活动水平数据和排放因子,根据公式5-5 估算得出城市
步骤三:利用活动水平数据和排放因子,根据公式5-5 估算得出城市