曾 燦 俞永浩 包薇紅
(寧波市環(huán)境保護(hù)科學(xué)研究設(shè)計(jì)院政策研究所,浙江 寧波 315012)
隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和城市化進(jìn)程的加快,人類社會(huì)活動(dòng)產(chǎn)生的廢水和固體廢棄物增長(zhǎng)迅速,與此同時(shí)廢棄物(包括廢水和固體廢棄物)在處理和排放過程中產(chǎn)生的CO2、CH4和N2O等溫室氣體也受到更多的關(guān)注。固體廢棄物處理是溫室氣體排放重要的人為來源之一,墨西哥在1998—2012年因廢棄物處理產(chǎn)生的溫室氣體增長(zhǎng)了180%(質(zhì)量分?jǐn)?shù),下同)[1],西安市廢棄物處理溫室氣體排放在1995—2011年快速上升,年均增加率達(dá)到8.77%,占溫室氣體總排放量的7.52%~16.38%[2]1987。此外,隨著城市化進(jìn)程的加快,城鎮(zhèn)用水量不斷增加,隨之而來的大量廢水處理和排放過程中產(chǎn)生的CH4等溫室氣體也不斷增加。從全國(guó)范圍來看,華東沿海地區(qū)廢棄物處理產(chǎn)生的溫室氣體高于全國(guó)其他地區(qū),固體廢棄物處理產(chǎn)生的CH4占全國(guó)總量的31.1%,CO2占55.1%[3],且這一區(qū)域廢水處理產(chǎn)生的CH4也居全國(guó)首位[4]。
溫室氣體排放清單編制目前廣泛采用的方法有以下幾種:一是政府間氣候變化專門委員會(huì)(IPCC)分別于1996年和2006年出版的“國(guó)家溫室氣體清單指南”[5-6];二是加拿大地方環(huán)境行動(dòng)國(guó)際委員會(huì)(ICLEI)提供的方法,加入城市氣候保護(hù)(CCP)行動(dòng)的部分城市采用ICLEI方法對(duì)城市溫室氣體排放量進(jìn)行核算[7],如紐約[8]、多倫多[9]等;三是KENNEDY等[10]提出了將全生命周期引入IPCC核算的方法,并對(duì)國(guó)際城市以及北京市、上海市和天津市3個(gè)中國(guó)大型城市[11-12]做了詳細(xì)的案例研究。溫室氣體排放清單編制主要有國(guó)家、城市、園區(qū)、企業(yè)等幾個(gè)尺度,近年來城市尺度的溫室氣體排放清單研究已經(jīng)成為溫室氣體研究的熱點(diǎn),除以上城市案例外,國(guó)內(nèi)學(xué)者也紛紛結(jié)合IPCC和ICLEI方法在南京市[13]、上海市[14]、深圳市[15]、西安市[2]1982、重慶市[16]等開展城市溫室氣體排放清單研究。對(duì)城市尺度溫室氣體排放的研究,前期多集中在能源領(lǐng)域[17-20]。近年來隨著對(duì)廢棄物領(lǐng)域的不斷重視,該領(lǐng)域溫室氣體的研究也不斷增多,但多集中在固體廢棄物處理的單一排放源,如MOHAREB等[21]對(duì)加拿大多倫多地區(qū)的固體廢棄物處理產(chǎn)生的溫室氣體排放運(yùn)用了4種方法進(jìn)行分析對(duì)比,PARDO等[22]不僅結(jié)合IPCC推薦的方法計(jì)算了有機(jī)固體廢棄物多種處理方法對(duì)溫室氣體排放的影響,而且研究證明了通過加入膨脹劑改變有機(jī)固體廢棄物堆肥結(jié)構(gòu)能明顯減少CH4和N2O的排放。但目前對(duì)城市尺度廢棄物處理全過程的溫室氣體排放清單研究相對(duì)較少。
寧波市作為華東地區(qū)重要的先進(jìn)制造業(yè)基地,2013年被列入第2批國(guó)家低碳試點(diǎn)城市,本研究在以往研究的基礎(chǔ)上,以寧波市為研究對(duì)象,參考《2006年IPCC國(guó)家溫室氣體清單指南》和《浙江省市縣溫室氣體清單編制指南》中的方法,建立了寧波市固體廢棄物處理和廢水處理的溫室氣體排放計(jì)算模型,全面核算城市尺度上廢棄物處理領(lǐng)域所產(chǎn)生的溫室氣體,并對(duì)溫室氣體排放源、排放強(qiáng)度和變化特征進(jìn)行分析,為寧波市創(chuàng)建低碳城市以及開展廢棄物領(lǐng)域的溫室氣體減排提供理論基礎(chǔ)。
寧波市位于東經(jīng)120°55′~122°16′,北緯28°51′~30°33′,地處長(zhǎng)江三角洲南翼。東臨舟山群島,北瀕杭州灣,西接紹興市,南臨三門灣。寧波市下轄6個(gè)區(qū),2個(gè)縣,3個(gè)縣級(jí)市,2013年全市戶籍人口580萬[23]。2013年寧波市垃圾處理量共計(jì)244萬t,比2005年增長(zhǎng)了1倍,2006年之前寧波市所有垃圾均采用填埋方式進(jìn)行處理,隨著城鄉(xiāng)垃圾產(chǎn)生量的不斷增加,垃圾填埋方式受土地限制日趨飽和,開始向焚燒方式轉(zhuǎn)變。至2013年,寧波市垃圾填埋處理能力達(dá)到3 331 t/d,其中慈溪西三垃圾填埋場(chǎng)和余姚桐張岙垃圾填埋場(chǎng)分別于2009年和2011年停用,2006年寧波市第1家垃圾焚燒廠開始運(yùn)行,到2013年全市垃圾焚燒廠已增加至4家,焚燒處理能力達(dá)到4 750 t/d。近年來,寧波市廢水處理能力不斷增強(qiáng),2005年共有廢水處理設(shè)施8座,廢水處理能力共計(jì)37.5萬t/d,其中生活污水處理廠6座,工業(yè)廢水處理廠2座;至2013年,廢水處理設(shè)施增至36座,處理能力已達(dá)170.36萬t/d,其中生活污水處理廠12座,工業(yè)廢水處理廠(站)24座。
2.1.1 固體廢棄物填埋產(chǎn)生CH4
采用質(zhì)量平衡法核算填埋處理產(chǎn)生的溫室氣體,只考慮垃圾填埋產(chǎn)生CH4。該方法假設(shè)填埋處理當(dāng)年就排放出所有潛在的CH4,會(huì)相對(duì)高估CH4的排放量,計(jì)算公式如下:
ECH4=(MSW×MCF×DOC×FDOC×FCH4×16/12-R)×(1-OX)
(1)
式中:ECH4為固體廢棄物填埋處理的CH4排放量,萬t/a;MSW為城市固體廢棄物填埋處理量,萬t/a;MCF為垃圾填埋場(chǎng)的CH4修正因子;DOC為可降解有機(jī)碳,以單位質(zhì)量固體廢棄物所含的有機(jī)碳質(zhì)量表示,kg/kg,通過固體廢棄物的成分和各類成分中可降解有機(jī)碳比例計(jì)算得到;FDOC為可分解的可降解有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù),%;FCH4指垃圾填埋氣體中的CH4體積分?jǐn)?shù),%;16/12為碳轉(zhuǎn)換成CH4的轉(zhuǎn)換系數(shù);R為固體廢棄物填埋處理的CH4回收量,萬t/a;OX為氧化因子。
2.1.2 固體廢棄物焚燒產(chǎn)生CO2
固體廢棄物焚燒(包括固體廢棄物焚化和露天燃燒),主要考慮CO2排放,計(jì)算公式如下:
ECO2=∑(IWi×CCWi×FCFi×EFi×44/12)
(2)
式中:ECO2為固體廢棄物焚燒處理的CO2排放量,萬t/a;IWi為固體廢棄物i的焚燒量,萬t/a;CCWi為固體廢棄物i中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù),%;FCFi為固體廢棄物i中礦物碳占碳總量的質(zhì)量分?jǐn)?shù),%;EFi為固體廢棄物i的燃燒效率,%;i為固體廢棄物種類,包括城市生活垃圾、危險(xiǎn)廢棄物和污泥等;44/12為碳轉(zhuǎn)換成CO2的轉(zhuǎn)換系數(shù)。
2.1.3 廢水處理
(1) 生活污水處理產(chǎn)生CH4
本研究采用的生活污水處理CH4排放的估算公式為:
ECH4,d=TOW×B0×MCFd-Rd
(3)
式中:ECH4,d為生活污水處理的CH4排放量,kg/a;TOW為生活污水中有機(jī)物總量,以BOD表示,kg/a;B0為CH4最大產(chǎn)生能力系數(shù);MCFd為生活污水處理的CH4修正因子;Rd為生活污水處理的CH4回收量,kg/a。
(2) 工業(yè)廢水處理產(chǎn)生CH4
本研究采用的工業(yè)廢水處理CH4排放的估算公式為:
ECH4,w=∑((TOWj-Sj)×B0×MCFw,j-Rj)
(4)
式中:ECH4,w為工業(yè)廢水處理的CH4排放量,kg/a;TOWj為工業(yè)行業(yè)j的工業(yè)廢水中可降解有機(jī)物的總量,以COD表示,kg/a;Sj為以污泥方式清除的有機(jī)物總量,以COD表示,kg/a;MCFw,j為工業(yè)行業(yè)j的CH4修正因子;Rj為工業(yè)行業(yè)j的CH4回收量,kg/a;j為工業(yè)行業(yè)類型。
(3) 廢水處理產(chǎn)生N2O
本研究采用的廢水(包括生活污水和工業(yè)廢水)處理產(chǎn)生N2O的估算公式為:
EN2O=(P×Pr×FNPR×FNON-CON×FIND-COM-NS)×EF×44/28
(5)
式中:EN2O為廢水處理的N2O排放量,kg/a;P為人口數(shù);Pr為每年的人均蛋白質(zhì)消耗量,kg/a;FNPR為蛋白質(zhì)中氮的質(zhì)量分?jǐn)?shù),%;FNON-CON為廢水中的非消耗蛋白質(zhì)因子,取1.4(參考文獻(xiàn)[6]);FIND-COM為工業(yè)和商業(yè)的蛋白質(zhì)排放因子;NS為隨污泥清除的氮,kg/a;EF為廢水的N2O排放因子;44/28為氮轉(zhuǎn)換成N2O的轉(zhuǎn)換系數(shù)。
2.2.1 活動(dòng)水平
固體廢棄物填埋處理CH4排放估算所需數(shù)據(jù)包括:城市固體廢棄物填埋量和城市固體廢棄物成分。其中,寧波市生活垃圾填埋量來自《浙江城市建設(shè)統(tǒng)計(jì)年鑒》,寧波市生活垃圾成分采用《寧波市城鎮(zhèn)生活廢棄物收集循環(huán)利用示范項(xiàng)目可行性研究報(bào)告》的采樣數(shù)據(jù),取轉(zhuǎn)運(yùn)站采樣點(diǎn)的數(shù)據(jù)作為寧波市生活垃圾成分平均值,CH4回收量通過對(duì)垃圾填埋場(chǎng)調(diào)研獲得。
固體廢棄物焚燒處理CO2排放估算所需數(shù)據(jù)包括:城市生活垃圾焚燒量和危險(xiǎn)廢棄物焚燒量。其中,寧波市生活垃圾焚燒量來自《浙江城市建設(shè)統(tǒng)計(jì)年鑒》,危險(xiǎn)廢棄物焚燒量來自寧波市環(huán)境統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。因污水污泥焚燒產(chǎn)生的溫室氣體是生物成因排放,不計(jì)入清單,故無需采集污泥焚燒量數(shù)據(jù)。
生活污水處理CH4排放估算所需數(shù)據(jù)為污水中有機(jī)物總量,包括排入海洋、河流或湖泊等環(huán)境中的BOD和在污水處理廠處理系統(tǒng)中去除的BOD兩部分。采用BOD/COD(質(zhì)量比,下同)的推薦值(0.43)將COD換算成BOD。COD去除量和排放量均來自寧波市環(huán)境統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。
工業(yè)廢水處理CH4排放估算所需數(shù)據(jù)為每個(gè)工業(yè)行業(yè)的可降解有機(jī)物總量,包括處理系統(tǒng)去除的COD和直接排入環(huán)境的COD。因環(huán)境統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)方式發(fā)生變化,2011年后(包括2011年)的各工業(yè)行業(yè)COD去除量和COD直接排放量來自寧波市環(huán)境統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),2011年前COD去除量和COD直接排放量需通過各工業(yè)行業(yè)排入環(huán)境的廢水量和各工業(yè)行業(yè)COD排放標(biāo)準(zhǔn)間接計(jì)算。
廢水處理N2O排放估算所需數(shù)據(jù)包括人口數(shù)、每年的人均蛋白質(zhì)消耗量、蛋白質(zhì)中氮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)、廢水中的非消耗蛋白質(zhì)因子、工業(yè)和商業(yè)的蛋白質(zhì)排放因子、隨污泥清除的氮。人口數(shù)采用寧波市統(tǒng)計(jì)部門提供的城鎮(zhèn)常住人口,每年的人均蛋白質(zhì)消耗量根據(jù)浙江省人均蛋白質(zhì)攝入量(82 g/d)[24]計(jì)算,其余數(shù)據(jù)均采用《浙江省市縣溫室氣體清單編制指南》中的推薦值。
2.2.2 排放因子
固體廢棄物填埋處理CH4排放估算的排放因子包括CH4修正因子、可降解有機(jī)碳、可分解的可降解有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)、填埋氣體中的CH4體積分?jǐn)?shù)、CH4回收量、氧化因子。CH4修正因子根據(jù)垃圾處理廠的管理類型確定;可降解有機(jī)碳根據(jù)寧波市生活垃圾成分計(jì)算,含可降解有機(jī)碳的垃圾成分為紙類、布類、廚余和果皮類;CH4回收量來自有CH4回收的垃圾填埋場(chǎng)對(duì)填埋氣中CH4回收用于發(fā)電和燃燒的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù);氧化因子對(duì)于比較合格的管理型垃圾填埋場(chǎng)的取值為0.1,對(duì)于未管理和未分類的垃圾填埋場(chǎng)應(yīng)取值為0[25]96;可分解的可降解有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)和填埋氣體中的CH4體積分?jǐn)?shù)采用《浙江省市縣溫室氣體清單編制指南》中的推薦值。
固體廢棄物焚燒處理CH4排放估算的排放因子除礦物碳占碳總量的質(zhì)量分?jǐn)?shù)根據(jù)寧波市生活垃圾成分計(jì)算外,其余均采用《浙江省市縣溫室氣體清單編制指南》中的推薦值。
生活污水和工業(yè)廢水處理CH4排放估算的排放因子中生活污水處理的CH4修正因子取全國(guó)平均值(0.165)[25]195,其余排放因子均采用《浙江省市縣溫室氣體清單編制指南》中的推薦值。
廢水處理N2O排放估算的排放因子均采用《浙江省市縣溫室氣體清單編制指南》中的推薦值。
根據(jù)2.1節(jié)所述方法進(jìn)行計(jì)算,并將結(jié)果折算為CO2當(dāng)量(不同溫室氣體折算CO2當(dāng)量系數(shù)為:1 t CH4相當(dāng)于21 t CO2帶來的增溫潛勢(shì),1 t N2O相當(dāng)于310 t CO2帶來的增溫潛勢(shì)),得到寧波市2005—2013年廢棄物處理溫室氣體排放量(見圖1)。由圖1可以看出,2005—2011年溫室氣體排放總量呈上升趨勢(shì),2013年比2005年增長(zhǎng)了約78%,而2011年后開始出現(xiàn)回落。其中,CO2和N2O排放量均緩慢上升,CH4排放量變化趨勢(shì)與溫室氣體排放總量變化情況基本一致。從構(gòu)成來看,寧波市廢棄物處理排放的溫室氣體中,CH4所占比例最大,約占80%(質(zhì)量分?jǐn)?shù),下同)左右,其次是CO2,最少的為N2O(見圖2)。2005—2013年各處理過程溫室氣體排放量和排放量比例變化情況見圖3和圖4,排放強(qiáng)度變化情況見圖5。從溫室氣體排放來源來看,固體廢棄物填埋所產(chǎn)生的溫室氣體比例最大,與此同時(shí),固體廢棄物焚燒產(chǎn)生的溫室氣體所占比例逐漸上升(見圖4)。2013年固體廢棄物填埋處理、固體廢棄物焚燒處理和工業(yè)廢水處理產(chǎn)生的溫室氣體排放比例分別為40.12%、26.00%、22.53%。
注:圖中的溫室氣體排放量折算為CO2當(dāng)量,圖3和圖5同。圖1 2005—2013年寧波市廢棄物處理溫室氣體排放量變化Fig.1 Greenhouse gases emission of municipal waste management in Ningbo City from 2005 to 2013
圖2 2005—2013年寧波市各類溫室氣體排放量比例變化Fig.2 Proportions of greenhouse gases emission in Ningbo City from 2005 to 2013
圖3 2005—2013年寧波市各處理過程溫室氣體排放量變化Fig.3 Greenhouse gases emission from various treatment options in Ningbo City from 2005 to 2013
圖4 2005—2013年寧波市各處理過程溫室氣體排放量比例變化Fig.4 Proportions of greenhouse gases emission from various treatment options in Ningbo City from 2005 to 2013
圖5 2005—2013年寧波市各處理過程溫室氣體排放強(qiáng)度變化Fig.5 Intensity of greenhouse gases emission from various treatment options in Ningbo City from 2005 to 2013
(1) 固體廢棄物填埋處理產(chǎn)生CH4過程
由圖3可以看出,固體廢棄物填埋處理溫室氣體排放在2005—2011年持續(xù)上升,到2012年顯著下降。2012年余姚市垃圾填埋場(chǎng)關(guān)閉,啟用垃圾焚燒發(fā)電廠,生活垃圾填埋量顯著減少;與此同時(shí),鄞州區(qū)生活垃圾衛(wèi)生填埋場(chǎng)回收填埋氣CH4發(fā)電項(xiàng)目于2012年正式投入運(yùn)營(yíng),楓林大岙生活垃圾填埋場(chǎng)的CH4回收量也在2012年顯著增加,當(dāng)年總CH4回收量顯著升高,因此固體廢棄物填埋處理CH4排放量從2012年起呈現(xiàn)明顯降低。從排放強(qiáng)度來看,2009年固體廢棄物填埋溫室氣體排放強(qiáng)度上升,且2009—2011年維持較高的排放強(qiáng)度(見圖5),主要原因是2009年生活垃圾填埋量比2008年有了顯著上升,且2009—2011年逐年增加,同時(shí),CH4回收量增加幅度不大;從2012年開始,寧波市部分生活垃圾由填埋變?yōu)榉贌?,使生活垃圾填埋量顯著下降,且CH4回收量顯著升高(見表1)。因此,減少垃圾產(chǎn)生量、提高CH4回收量是減少固體廢棄物填埋溫室氣體排放的有效途徑。
表1 2005—2013年寧波市生活垃圾處理量和CH4回收量
(2) 生活污水處理產(chǎn)生CH4過程
由圖3可以看出,生活污水處理溫室氣體排放量呈緩慢上升趨勢(shì),從2010年開始增幅加大,原因分析如下:COD產(chǎn)生量根據(jù)人口估算得到,2011年開始人口數(shù)統(tǒng)計(jì)口徑發(fā)生變化,人口基數(shù)增長(zhǎng)將近1倍,2012年人均COD產(chǎn)生系數(shù)發(fā)生變化,因此2011、2012年COD產(chǎn)生量與2010年相比發(fā)生較大變化;COD去除量是根據(jù)污水處理廠水量乘以COD進(jìn)出口濃度差計(jì)算,2011年與2010年相比污水處理能力由124.28萬t/d增加到148.48萬t/d,增長(zhǎng)了約19%,污水處理量由3.18億t增加到3.98億t,增長(zhǎng)了約25%;另外考慮到2011年之后部分污水處理廠實(shí)施了提標(biāo)改造工程,COD去除效率提高,因此2011年后COD去除量顯著升高。
(3) 工業(yè)廢水處理產(chǎn)生CH4過程
工業(yè)廢水處理過程溫室氣體排放大體上緩慢上升(見圖3);從排放強(qiáng)度來看,工業(yè)廢水處理過程的溫室氣體排放強(qiáng)度相比于其他幾個(gè)過程波動(dòng)程度最大(見圖5),主要原因是工業(yè)廢水處理過程涉及各行業(yè)COD去除量和排放量,活動(dòng)水平數(shù)據(jù)變量較多,各年度各工業(yè)行業(yè)的處理水平和排放水平都在不斷變化;另外,環(huán)境統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)指標(biāo)發(fā)生變化導(dǎo)致COD去除量和排放量計(jì)算方法發(fā)生改變,影響了數(shù)據(jù)連續(xù)性。雖然有較大波動(dòng),但工業(yè)廢水處理過程的溫室氣體排放強(qiáng)度整體呈上升趨勢(shì),主要原因之一是農(nóng)副食品加工業(yè)、紡織業(yè)、造紙及紙制品業(yè)、化學(xué)原料及化學(xué)制品制造業(yè)等重點(diǎn)工業(yè)行業(yè)的溫室氣體(以CH4為主)排放量較大(見圖6),2005—2013年這4個(gè)重點(diǎn)工業(yè)行業(yè)的溫室氣體排放量占所有工業(yè)行業(yè)排放量的65%~90%;此外,這4個(gè)重點(diǎn)工業(yè)行業(yè)的排放因子較高(農(nóng)副食品加工業(yè)、紡織業(yè)、造紙及紙制品業(yè)、化學(xué)原料及化學(xué)制品制造業(yè)的排放因子分別為0.175、0.075、0.125、0.125,而所有工業(yè)行業(yè)的排放因子為0.025~0.175)。造紙及紙制品業(yè)、化學(xué)原料及化學(xué)制品制造業(yè)的COD去除量上升較為明顯;另一方面,工業(yè)COD排放量呈下降趨勢(shì),這與近幾年寧波市工業(yè)行業(yè)整治提升力度不斷加大,排放標(biāo)準(zhǔn)不斷嚴(yán)格有關(guān)。
圖6 2005—2013年寧波市重點(diǎn)工業(yè)行業(yè)廢水CH4排放變化Fig.6 Wasterwater CH4 emissions from key industries in Ningbo City from 2005 to 2013
(4) 固體廢棄物焚燒處理產(chǎn)生CO2和廢水處理產(chǎn)生N2O過程
2005—2013年固體廢棄物焚燒處理產(chǎn)生CO2和廢水處理產(chǎn)生N2O過程的溫室氣體排放均呈上升趨勢(shì)(見圖3);從各處理過程排放強(qiáng)度變化情況來看,這兩個(gè)處理過程排放強(qiáng)度均未發(fā)生變化(見圖5):因此溫室氣體排放量上升只是受到活動(dòng)水平數(shù)據(jù)即廢棄物焚燒量和城鎮(zhèn)常住人口增長(zhǎng)的影響。
本研究主要存在兩方面的不確定性,方法的不確定性和數(shù)據(jù)的不確定性。方法的不確定性主要表現(xiàn)為:在計(jì)算固體廢棄物填埋處理產(chǎn)生的溫室氣體時(shí),計(jì)算方法采用質(zhì)量平衡法,假設(shè)所有潛在的CH4均在處理當(dāng)年就全部排放完,未將歷史填埋產(chǎn)生的貢獻(xiàn)納入計(jì)算范圍,結(jié)果會(huì)有一定的偏差。數(shù)據(jù)方面的不確定性主要有:固體廢棄物填埋時(shí)的可降解有機(jī)碳和固體廢棄物焚燒時(shí)礦物碳在碳總量中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)均涉及城市生活垃圾成分,而目前只收集到單次采樣的數(shù)據(jù);關(guān)于CH4在垃圾填埋氣中的體積分?jǐn)?shù),目前寧波市只有兩家開展了填埋氣回收的垃圾填埋場(chǎng)有監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),因此仍采用《浙江省市縣溫室氣體清單編制指南》中的推薦值;生活污水處理溫室氣體排放計(jì)算中,無法獲得每個(gè)污水處理廠的BOD/COD數(shù)據(jù),仍采用《浙江省市縣溫室氣體清單編制指南》中的推薦值;在計(jì)算廢水處理產(chǎn)生的N2O時(shí),人均蛋白質(zhì)消耗量數(shù)據(jù)目前無法獲取寧波市本地值,采用浙江省平均值。
為降低計(jì)算結(jié)果的不確定性,本研究在計(jì)算時(shí)盡量采用本地?cái)?shù)據(jù)和排放因子。調(diào)研固體廢棄物填埋量和焚燒量數(shù)據(jù)時(shí),通過比對(duì)不同部門提供的數(shù)據(jù),最終確定《浙江城市建設(shè)統(tǒng)計(jì)年鑒》中的數(shù)據(jù)較為符合本研究城鎮(zhèn)范圍的統(tǒng)計(jì)口徑。開展全市垃圾填埋場(chǎng)情況調(diào)查,對(duì)各家垃圾填埋場(chǎng)運(yùn)行時(shí)間、管理類型、無害化評(píng)定等級(jí)、填埋氣回收的現(xiàn)狀和歷史情況進(jìn)行了詳細(xì)的調(diào)研。城市生活垃圾成分?jǐn)?shù)據(jù)采用寧波市本地?cái)?shù)據(jù),從單次采樣抽檢結(jié)果中選取了垃圾組分相對(duì)混合均勻的轉(zhuǎn)運(yùn)站的樣本數(shù)據(jù),以減少小區(qū)、菜場(chǎng)等單一采樣點(diǎn)的垃圾成分特征較為明顯的問題。并未直接采用2011年后環(huán)境統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)中生活污水COD去除量,而是通過污水處理廠處理生活污水量間接計(jì)算,有效地避免了工業(yè)廢水進(jìn)入集中式污水處理廠COD去除量的重復(fù)計(jì)算。
2005—2013年寧波市溫室氣體排放總量總體呈上升趨勢(shì),2011年后有所下降,2013年比2005年增長(zhǎng)了約78%。從溫室氣體構(gòu)成來看,寧波市廢棄物處理溫室氣體排放中,CH4所占比例最大,約占80%左右,其次是CO2,最少的為N2O。從溫室氣體排放來源來看,占比例最大的是固體廢棄物填埋。固體廢棄物焚燒處理產(chǎn)生的溫室氣體所占比例逐年升高。 2013年固體廢棄物填埋處理、固體廢棄物焚燒處理和工業(yè)廢水處理產(chǎn)生的溫室氣體排放比例分別為40.12%、26.00%、22.53%。
2005年固體廢棄物填埋處理占有絕對(duì)優(yōu)勢(shì),溫室氣體排放量比例為62.95%,隨著慈溪市和余姚市的兩座垃圾填埋場(chǎng)分別于2009年和2011年關(guān)閉,垃圾焚燒廠投入使用,生活垃圾填埋量已由峰值年份2008年的141.92萬t減少至2013年的102.83萬t,減少了27.54%,生活垃圾焚燒量由2005年的30.1萬t增加至2013年的138萬t,增加了3.5倍,同時(shí)垃圾填埋場(chǎng)CH4回收量不斷增加,從最初的633 t增加至2013年的9 426 t,因此固體廢棄物填埋所產(chǎn)生的溫室氣體不斷下降,到2013年其排放量占比已降低至40.12%。
生活垃圾填埋處理的排放強(qiáng)度高于生活垃圾焚燒處理的排放強(qiáng)度,填埋處理1萬t生活垃圾產(chǎn)生0.7萬~0.9萬t溫室氣體(折算為CO2當(dāng)量),而焚燒處理1萬t生活垃圾只產(chǎn)生0.15萬t溫室氣體(折算為CO2當(dāng)量);另外,盡管垃圾填埋場(chǎng)CH4回收量逐年升高,但回收率仍不到20%。因此,從減少溫室氣體排放的角度來看,對(duì)生活垃圾進(jìn)行焚燒處理的方式比填埋處理更為有利。
在工業(yè)廢水處理排放方面,寧波市廢水產(chǎn)生量較大的工業(yè)行業(yè)——農(nóng)副食品加工業(yè)、紡織業(yè)、造紙及紙制品業(yè)、化學(xué)原料及化學(xué)制品制造業(yè)的溫室氣體排放因子較高,分別為0.175、0.075、0.125、0.125,控制這些重點(diǎn)工業(yè)行業(yè)發(fā)展規(guī)模能在一定程度上減少工業(yè)廢水處理的溫室氣體排放。
綜上所述,寧波市減少?gòu)U棄物處理過程溫室氣體排放的主要途徑如下:在前期試點(diǎn)工作的基礎(chǔ)上,全社會(huì)全面推進(jìn)垃圾分類回收,從源頭上減少垃圾產(chǎn)生量;減少垃圾填埋量,鼓勵(lì)采用焚燒發(fā)電的方式處理生活垃圾;加大垃圾處理廠垃圾填埋氣回收利用;適度控制農(nóng)副食品加工業(yè)、紡織業(yè)、造紙及紙制品業(yè)、化學(xué)原料及化學(xué)制品制造業(yè)等高排放行業(yè)的發(fā)展規(guī)模。參考文獻(xiàn):
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