【CCER】农业废弃物集中处理工程——沼渣沼液处理方式的选择与说明

一、问题的提出

在农业废弃物集中处理工程中，沼渣沼液的处理方式直接影响项目排放量的计算。由于方法学本身并未对各类粪污处理方式进行明确定义，使用者在实际操作中容易按“望文生义”的方式自行判断，导致处理方式选择不当，进而使项目排放量计算产生数倍乃至数十倍的偏差。

问题在于：不同处理方式对应的“甲烷转化因子”（MCF）差异悬殊——从接近0到0.8不等。选择不当，轻则低估排放、高估减排量，重则出现“项目排放大于基准线排放”的局面，导致项目不具备减排效益。

举例来说，若某项目仅处理家禽粪污，基准线为“固体贮存”（MCF ≈ 0.01–0.02），而项目选择的沼渣沼液处理方式若为“沼渣沼液储存”（MCF ≈ 0.8），则项目排放量可能达到基准线排放量的数十倍，项目将无法产生正减排量。

因此，正确理解并选择沼渣沼液的处理方式，是项目能否顺利推进的关键环节之一。

二、方法学中涉及的粪污处理方式

方法学附录D中列出了以下处理方式，并按“基准线情景”和“项目情景”分别给出了对应的甲烷转化因子（MCF）和N₂O排放因子：

注：项目情景特指项目产生的沼渣沼液的可能处理情景，上下文同。

三、各处理方式的定义与关键特征

以下定义均参考自《IPCC 2006 年国家温室气体清单指南》及《IPCC 2006 年国家温室气体清单指南 2019 修订版》。这些定义的核心价值在于：通过描述“粪便与氧气的接触程度”，揭示甲烷产生的逻辑——甲烷是厌氧（缺氧）分解的产物，氧气越充分，甲烷产生越少；相同厌氧条件下，储存时间越长，甲烷产生越多。

1. 开放式厌氧塘（Uncovered anaerobic lagoon；英文为IPCC 2006年 国家温室气体清单指南中的名称，下同）

定义：一种被设计用来稳定和储存废弃物的液体储存系统。塘中上层清液通常用来将粪便从相关圈养设施中清除至厌氧塘。粪便在厌氧塘中的储存时长依据气候区、挥发性固体装入比以及其它运行因素而变化（可达一年或更久）。厌氧塘中的水（即上层清液）可以循环利用冲洗粪肥或用于田地灌溉和施肥。

关键特征：

• 液体粪污，长期储存（可达一年或更久）

• 粪污与氧气极少接触（厌氧环境）

• MCF较高（0.4–0.8）

2. 固体储存（Solid storage）

定义：粪便以无围挡堆放或码垛的方式贮存，通常为期数月。粪便能够码垛，是因为含有足量的垫料，或水分通过蒸发散失而变少。

关键特征：

• 固体粪污，储存数月

• 粪污与氧气欠充分接触

• MCF中等偏低（0.01–0.04）

3. 液体储存（Liquid/Slurry）

定义：粪污以其排出时的原样贮存，或仅添加极少量水，贮存于畜舍外部的罐体或土质池塘中，贮存期通常不超过一年。

关键特征：

• 液体/浆状粪污，储存期通常不超过一年

• 粪污与氧气很少接触（厌氧环境）

• MCF较高（0.4–0.7）

4. 容器堆肥（Composting - in vessel）

定义：粪便通常在封闭式槽道（或容器）中进行堆肥，采用强制通风和连续搅拌。

关键特征：

• 固体粪污，强制通风+连续搅拌

• 粪污与氧气充分接触

• MCF极低（≈0.01–0.02）

5. 静态堆置（Static pile）

定义：粪便堆放在一起，强制通风但不搅拌。

关键特征：

• 固体粪污，强制通风但不搅拌

• 粪污与氧气充分接触

• MCF极低（≈0.01）

6. 集约化条垛式堆肥（Intensive windrow）

定义：堆放成条垛形，通过定期（至少每天）翻堆来实现搅拌和通风。

关键特征：

• 固体粪污，每天翻堆，通风频繁

• 粪污与氧气较充分接触

• MCF非常低（≈0.005）

7. 被动条垛式堆肥（Passive windrow）

定义：堆放成条垛形，通过不频繁的翻堆来实现搅拌和通风。

关键特征：

• 固体粪污，翻堆频率较低

• 粪污与氧气较充分接触（但不如集约化）

• MCF极低（≈0.005–0.01）

8. 好氧处理（Aerobic treatment）

定义：对以液态形式收集的粪污进行生物氧化，采用强制曝气或自然曝气。好氧塘、兼性塘和泥沼塘系统，主要通过光合作用供氧，限定为自然曝气。也因此，这些系统在无光照时段通常会变得缺氧。

关键特征：

• 液体粪污，强制曝气或自然曝气

• 粪污与氧气完全接触（强制曝气）/ 不完全接触（自然曝气，夜间可能缺氧）

• MCF：强制曝气≈0，自然曝气介于好氧与厌氧之间

重要区分：方法学附录D将好氧处理系统限制为“强制曝气系统”。强制曝气系统供氧充足，MCF接近0；自然曝气系统（如好氧塘、兼性塘）依赖光合作用供氧，夜间可能转为缺氧状态，MCF相对较高，方法学不支持。

9. 干燥育肥场（Dry lot）

定义：不含大量植被覆盖的地面铺砌或未铺砌的开敞圈养地区，其中累积的粪便可能会被定期清除。

关键特征：

• 固体粪便，露天环境，定期清理

• 粪污与氧气充分接触

• MCF较低（≈0.01–0.02）

10. 沼渣沼液储存

特别说明：IPCC指南中并无“沼渣沼液储存”这一独立定义。方法学中“沼渣沼液储存”的MCF取值与IPCC指南中“厌氧消化器”（Anaerobic digester）的参数一致，可视为同一系统类型。

定义：厌氧消化器通过微生物将复杂有机化合物还原为甲烷和二氧化碳，从而实现废物的稳定化处理。产生的沼气被收集后，通过火炬燃烧或用作燃料。

关键特征：

• 沼渣沼液，密闭储存，无氧气供给

• 粪污与氧气极少接触

• MCF取值与厌氧消化器一致（通常为0.8左右）

四、各类处理方式的MCF取值与供氧关系汇总

为便于使用，以下按供氧程度从低到高排列：

五、选择建议

在选择沼渣沼液处理方式时，应遵循以下原则：

1. 如实反映实际工艺：选择与实际运行情况最接近的处理方式，而非选择MCF最低的方式以求减排量最大化。如有多种处理工艺并存，方法学规定“按照保守性原则取最高值”。

2. 注意供氧差异：好氧处理系统需区分强制曝气与自然曝气，两者在MCF和N₂O排放因子上均有明显差异。自然曝气系统（如好氧塘、兼性塘）本方法学不支持。

3. 关注沼渣沼液储存的高MCF风险：采用“沼渣沼液储存”方式时，其MCF ≈ 0.8，远高于多数基准线处理方式。若项目仅处理家禽粪污（基准线MCF ≈ 0.01–0.02），则项目排放可能远超基准线排放，导致项目减排量为负值。应优先考虑对沼渣沼液进行好氧处理或堆肥，以降低项目排放。

4. 建议实施“被动条垛式堆肥”处理沼渣沼液：该方式简单易行成本低，还能带来两方面的好处：一来该方式的MCF和氮物质排放因子都较低，使得项目排放量少，可获得相对多的减排量；二来还可得到便于储存和运输的有机肥，自用或者出售有机肥获得收益。