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1中德生物垃圾的基本情况
1.1德国生物垃圾的产量及处理量
目前，德国是世界上城市生活垃圾处理的先进国家之一，根据其多年的实际经验，要避免垃圾填埋场成为二次污染源，就要杜绝或尽可能少地向填埋场中填埋可降解的有机物质。1992年德国政府颁布了垃圾处理技术标准（TA-Siedlungasabfall），规定自2005年6月1日起，禁止填埋未经焚烧或机械、生物预处理的生活垃圾。在德国新的废物排放标准中，已明确提出填埋的垃圾必须是经过处理，垃圾的燃烧值在6000kJ/kg以下。这样一方面要求将垃圾中的高燃烧值的物质充分分离出来作为能源利用，另一方面必须将垃圾中的生物可降解物质加以充分的降解。对于城市居民的生物垃圾的处理主要是采取源头分离、堆肥处理方式，这一项工作在德国已经开展了20多年。[1]
德国目前每年的城市垃圾产量大约为35000kt。垃圾处理的方式有：机械-生物处理（MBT，Mechanical-biological Waste Treatment）、堆肥、焚烧、热处理和填埋等。在每年产生的垃圾中，有14000kt的城市垃圾由焚烧处理，1800kt由机械生物处理、4500kt生物垃圾堆肥处理等[2]。德国在1985年，年处理生物垃圾约为100kt，但是随后就开始了大力发展，至1993年已达到年处理能力为1100kt生物垃圾，到1995年，德国的生物垃圾处理量是1993年的2倍。且至1999年德国共有550家，堆肥设施年处理垃圾约6500kt，50家厌氧发酵设施年处理垃圾约1000kt，27家机械生物处理设施年处理垃圾约1600kt，可见，堆肥处理已得到广泛应用。德国现年产生物垃圾约8000kt，已有堆肥企业近627家，其中537家专门处理生物垃圾，占直接堆肥的企业86%，间接的堆肥企业（大型厌氧发酵厂）104家，占14%。在堆肥企业中有产品质量认证的有近500家企业。据统计，每年有这些企业生产的堆肥，主要应用在农业37%、园林绿化29%、家庭庭院13%和其他相关的领域。剩余的生物垃圾将利用机械生物处理技术处理，实施填埋。现在，人们越来越清楚地意识到，直接填埋生活垃圾，已经不适合可持续发展对环境保护和资源利用的要求。[3]
1.2中国生物垃圾的产量及处理量[4]
我国现在约有670多座城市，随着城市建设和经济的发展，城市居民在日常的生活活动中产生了大量的垃圾，这些城市生活固体垃圾已成为威胁我国城市的发展和降低居民生活质量的重要的环境问题。根据国家环保局的近几年的统计结果表明，我国城市居民人均年产垃圾约440kg，城市居民生活垃圾的产生总量每年将有近10%的速度的增长。这些垃圾在我国目前都是利用简易的手段，而未实施任何处理，直接实施填埋。垃圾中含有近60%的生物可降解的有机物质，这些物质被填埋后会因降解产生填埋气和有机渗滤液，将严重地污染大气和地表积地下水源。同时大量的垃圾填埋场的建立，占用了我国宝贵的土地资源。城市垃圾的污染问题不仅影响了我国城市居民的生活质量和水平，同时还影响我国的农产品的世界贸易。我国目前的城市生活垃圾处理方式为：卫生填埋场占34.9%；简易垃圾填埋场占47.7%；堆肥厂占6.4%；焚烧厂占6.1%[5]。城市生活垃圾的无害化综合处理，实现垃圾管理的可持续战略已显得越来越重要了。
1.3德国生物垃圾的主要堆肥方式[4]
国外用于堆肥的垃圾主要是分类后的有机垃圾、庭院园林垃圾等可堆腐物，只有部分国家采用混合垃圾堆肥，比如西班牙。国外用于城市生活垃圾的堆肥系统有许多种。按生物发酵的方式分为厌氧堆肥和好氧堆肥；按垃圾所处的状态可分为静态堆肥和动态堆肥；按发酵设备形式可分为封闭式堆肥和敞开式堆肥；按垃圾物料流动形式可分为间歇式堆肥和连续式堆肥。从总体上看，国外的堆肥技术和堆肥方法都比较先进，且在运行中取得的效果也比较好。虽然国外发达国家实行了严格的垃圾分类，杜绝了危险废物的混入，且部分政府的配套法规禁止使用化学肥料，鼓励了利用生物肥料的积极性。但实际上国外利用堆肥处理城市垃圾所占比例并不大，且大多数垃圾堆肥处理场主要是利用分类收集的厨房废物、庭院废物、污水污泥和粪便作为堆肥原料，用混合垃圾堆肥的实例并不多。
1.4中国生物垃圾的主要堆肥方式[4]
我国城市生活垃圾堆肥状况是在传统的草与人粪混合堆起来沤肥的基础上，通过研究与创造，发展了许多先进的好氧堆肥技术和设备。我国的城市生活垃圾的堆肥处理始于20世纪50年代，至今已经历了三个发展阶段：第一阶段是50～60年代，主要是学习和借鉴国外的堆肥技术，是堆肥的起始阶段；第二阶段是在70～80年代，属于发展阶段，在此期间城市生活垃圾的堆肥的系统发酵理论的形成、参数的验证、发酵仓构造、分选机的研制等方面均取得了丰硕成果；第三阶段是90年代，这一阶段为推广应用阶段，堆肥处理进一步发展，至2000年全国堆肥厂已由1991年的26座，发展到50座，堆肥处理量约占垃圾总量的5%。目前国内应用较多的堆肥方式主要有：自然通风静态堆肥、强制通风静态堆肥、筒式发酵仓堆肥等。
2中德堆肥相关标准比较
2.1德国堆肥的相关标准[7]
现行的德国垃圾法第三管理条例即生活垃圾技术条例对堆肥场提出了一系列的技术要求，并规定堆肥产品的质量和应用要符合德国州际垃圾工作委员会第十备忘录的标准。备忘录中的技术标准大部分与产品的用途有关，堆肥产品根据用途分为两类，第一类用于食用植物培育（粮食、蔬菜、水果等），第二类用于其它用途（森林、建筑、绿化等）。第十备忘录中对堆肥产品的质量所规定的技术标准如下：
2.1.1物理参数
体积质量、粒度组成、含水量和杂物含量是最重要的物理参数，它们之间有着密切的关系。体积质量由粒度组成、矿物成分与有机成分的比例而定。随着发酵时间的加长，矿物成分与有机成分的比值提高，细粒部分也相对增长，故体积质量加大虽然从植物生长的观点看来无须对堆肥产品的体积质量做出限制，备忘录中仍规定堆肥厂必须注明其产品的体积质量，以避免杂物含量过高。按照备忘录的规定，堆肥产品的粒度也必须注明，并加以区分如表1所示。
表1堆肥产品粒度标准
过高的含水量导致堆肥产品的高体积质量而增加运输费用，同时增加施撒难度，且会导致堆放过程的厌氧发酵，从而产生不良气味。过干的堆肥产品则易形成粉尘。理想的产品应不干、不湿、微潮。备忘录规定含水量如表2所示。
表2堆肥产品含水量标准
杂物主要包括塑料、玻璃、金属以及由多种物质组成的物料。杂物在产品的干物质中所占的质量分数也有一定规定，如表3所示。
表3杂物在干物质中的质量分数
2.1.2化学参数
化学参数包括有害物质含量、营养物质含量、盐的含量和pH值。有害物质分为无机和有机两类。无机有害物质主要是重金属，备忘录用三个指标对其加以限制，即堆肥产品的重金属含量、每年施撒堆肥产品造成的重金属累计量和堆肥产品的连续撒施允许量，见表4～表6。
表4堆肥产品重金属含量最大推荐值（有机成分按30%计）mg/kg
有机有害物质主要是多氯二苯和二恶英。大量的分析数据表明，生物垃圾堆肥产品中多酚二苯的含量一般为0.01～lmg/kgTS，二恶英含量一般在2～40mg。备忘录规定堆肥场每年至少要进行一次有机有害物质含量分析并呈报有关管理部门。假如有机有害物质的含量超出正常范围，则必须采取相应措施避免扩散。植物生长所需的营养物质包括基本营养物质和微量营养物质。基本营养物质有氮、磷、钾、镁和钙。微量营养物质有铁、锰、锌、铜、硼和铝。其中要区分各种植物营养物质的总含量、溶解量和有肥效的含量。备忘录规定营养物质的含量要注明。堆肥产品含有可溶于水的盐，主要是碱金属和碱土金属的氯化物和硫酸盐。营养物质含量高的堆肥产品一般盐的含量也较高。由于不同种类的植物对盐的反应也不同，所以盐的含量的高低是相对的，与堆肥产品的应用有关。直接用作种植绿色植物和花草的土壤，其盐的含量应低于5g/L。用作肥料或改良土壤用的堆肥产品的盐的含量则可不加限制。堆肥产品的pH值一般为7.2～7.8。
2.1.3生物参数
堆肥产品推广应用的最重要的前提之一是满足卫生要求，即堆肥过程要保证对垃圾中有可能存在的病原微生物及寄生虫（卵）进行无害化处理。这一点只有严格按照生物垃圾堆肥领域的最新技术成果建设堆肥场，并认真控制发酵过程的完成才能实现。有关卫生和致病微生物的检查分析备忘录也作了详细规定。生物垃圾中可生物降解的有机物转化的程度由发酵级别来表达。备忘录将发酵级别以堆肥产品自热过程中所能达到的最高温度为依据分成五级，如表7所示。
2.2中国堆肥的相关标准[8]
CJJ/T52-93给出了城市生活垃圾好氧静态堆肥处理要求。该规程适用于城市生活垃圾好氧静态堆肥处理。城市生活垃圾好氧静态堆肥处理除应符合该规程外，尚应符合国家现行有关标准的规定。表8中1-2、表9中1-5及表10中1-2项应全部合格者方能施用于农田；在表8第3项、及表9第6-10项中，如有一项不合格，其它五项合格者，可适当放宽。但不合格项目的数值，不得低于我国垃圾的平均数值。即有机质不少于8%，总氮不少于0.4%，总磷不少于0.2%，总钾不少于0.8%，pH值最高不超过9，最低不低于6，水分含量最高不超过40%。
2.2.1物理参数
利用城市生活垃圾生产堆肥的物理要求，如表8所示。
2.2.2化学参数
国家标准《城镇垃圾农用控制标准》规定堆肥中的化学参数主要是项目和标准值见表9所示，其主要是对重金属含量和氮、磷、钾等作了规定。
表7据自热所达最高温度的发酵级别
2.2.3生物参数
表10列出了堆肥的生物参数的控制标准。主要是对堆肥的卫生要求，堆肥产品中的病原生物含量要少，甚至为零。要达到这个目的就必须在发酵过程中，将堆体温度保持在55℃上，且持续时间不得少于5d，发酵温度不宜大于75℃。
表9堆肥产品重金属标准
3中德堆肥标准比较
德国专门对垃圾的处理进行了单独立法，并在垃圾法的第三管理条例即生活垃圾技术条例中对堆肥厂提出了一系列的技术要求，其中第十备忘录对堆肥产品的质量规定了相关的技术标准。中国的CJJ/T52-93也给出了城市生活垃圾好氧静态堆肥处理要求。城市生活垃圾好氧静态堆肥处理除应符合该规程外，其具体标准还参照了国家现行的其他的有关标准规定，如重金属含量指标应符合现行国家标准《城镇垃圾农用控制标准》的规定，发酵结束后应达到无害化要求，必须符合现行国家标准《粪便无害化卫生标准》的规定等。但没有从法律角度做出规定。
3.1物理参数的比较
对堆肥的体积质量、粒度组成、含水量和杂物含量等最重要的物理参数做出了明确的规定。德国规定堆肥厂必须注明对非产品的体积质量，以避免杂物含量过高。按照备忘录的规定，堆肥产品的粒度也必须注明，分为细粒、中粒和粗粒，分别针对三种不同的用途，含水量也分为松散产品和袋装产品两种类型，杂物亦分为两类产品要求。中国也对堆肥中杂物、粒度与水分标准做出了相关规定，但没有对体积质量做出规定。粒度仅一种要求相当于德国的细粒标准，含水量比德国的低，杂物含量要求仅小于3%即可，低于德国的两类标准。
3.2化学参数的比较
德国的化学参数包括有害物质含量、营养物质含量、盐的含量和pH值。有害物质分为无机和有机两类。无机有害物质主要是重金属，备忘录用三个指标对其加以限制，即堆肥产品的重金属含量、每年撤施堆肥产品造成的重金属累计量和堆肥产品的连续撒施允许量。pH值在7.2～7.8之间。中国堆肥产品的化学参数仅列出了重金属、pH和碳氮比11项指标，但对氮、磷、钾含量做出了单独规定，必须高于标准限值，其中重金属含量指标应符合现行国家标准《城镇垃圾农用控制标准》的规定，与德国相似，而pH值在6.5～8.5之间，较之德国范围相对较宽。
3.3生物学参数的比较
堆肥产品推广应用的最重要的前提之一是满足卫生要求，即堆肥过程要保证对垃圾中有可能存在的病毒进行无害化处理。这一点只有严格按照生物垃圾堆肥领域的最新技术成果建设堆肥厂，并认真控制发酵过程的完成才能实现。德国对有关卫生和病毒的检查分析，也作了详细规定。生物垃圾中可生物降解的有机物转化的程度由发酵级别来表达。第十备忘录将发酵级别以堆肥产品自热过程中所能达到的最高温度为依据分成五级如表7所示。在中国堆肥的生物学指标按蛔虫卵死亡率、大肠杆菌值和堆层温度也给出了一定限值，中国堆肥腐熟度虽无统一公认的指标，但规定的四个方面可以作为腐熟度的综合指标。（1）含水率的限值是考虑有利于堆肥制品的贮存；（2）C/N比值大的堆肥制品施入土壤后会因氮“饥饿”造成土壤氮损失；（3）发酵终止时的堆肥必须达到《粪便无害化卫生标准》GB7959的规定；（4）好氧速率趋于稳定，是有机物稳定化的表现。堆肥制品：（1）堆肥制品必须符合现行国家标准《城镇垃圾农用控制标准》的规定；（2）堆肥制品可按用途分别制成初级堆肥、腐熟堆肥和专用堆肥等不同品级；（3）堆肥制品出厂前，应存放在有一定规模的、具有良好通风条件和防止淋雨的设备内。发酵终止时，堆肥应符合下列要求：含水率宜为25%～35%；碳氮比（C/N）不大于20∶1；达到无害化卫生要求，必须符合现行国家标准《粪便无害化卫生标准》的规定；好氧速率趋于稳定。以上为堆肥发酵终止指标，它是检验堆肥是否腐熟的重要依据。[9]
4结束语
德国对将堆肥产品标准上升至法律高度给与了科学化的管理依据，相对于中国的标准更加细致完善和科学，针对不同用途分为多级标准。而中国对堆肥的标准尚处于提倡和逐步完善发展阶段，但有些标准制定相对于德国更加严格，有利于中国堆肥生产及其进行广泛应用，只是腐熟度标准比较复杂，不利于有效执行。相信在中国有关固体废弃物处理法规的完善过程中，堆肥的相关标准亦会更加完善化和科学化。
参考文献：
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