德國(guó)生活垃圾填埋場(chǎng)開(kāi)挖經(jīng)驗(yàn)借鑒

嚴(yán)陳玲

（1.北京市城市管理研究院，北京 100028；2.生活垃圾檢測(cè)分析與評(píng)價(jià)北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100028）

在德國(guó)，選擇開(kāi)挖生活垃圾填埋場(chǎng)（以下簡(jiǎn)稱填埋場(chǎng)）的理由在于，一方面不再需要考慮老舊填埋場(chǎng)造成的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)，另一方面不再產(chǎn)生任何后期維護(hù)費(fèi)用。德國(guó)要求填埋場(chǎng)封場(chǎng)后，后期維護(hù)期限為30年，且維護(hù)費(fèi)用又受到限制，所以對(duì)填埋場(chǎng)進(jìn)行開(kāi)挖視為一種可選方案，這是目前的一個(gè)決定性因素。環(huán)境影響則是需考慮的次要因素。

1 德國(guó)填埋場(chǎng)開(kāi)挖的審批流程

在德國(guó)，到目前為止，填埋場(chǎng)的開(kāi)挖尚未在任何法律法規(guī)里規(guī)定為特殊事實(shí)。對(duì)附帶處理填埋物的相關(guān)設(shè)施的填埋場(chǎng)進(jìn)行開(kāi)挖時(shí)，可以選擇兩種審批流程。

1.1 采取單一的審批流程

第一種選擇是根據(jù)《固體垃圾法》實(shí)施審批流程。該審批流程不僅包括對(duì)填埋場(chǎng)主體的開(kāi)挖和處理后的材料進(jìn)行回填，還包括為待拆除材料建造加工廠。

填埋場(chǎng)開(kāi)挖時(shí)有待實(shí)施的措施被允許評(píng)定為《循環(huán)經(jīng)濟(jì)與固體垃圾法》第31 條第2 款以及1993年4月22日頒布的《投資便利化法案》版本所說(shuō)的“重大變化”。填埋場(chǎng)或者其運(yùn)行的“重大變化”需要執(zhí)行計(jì)劃審批流程。在該程序里，根據(jù)環(huán)境協(xié)調(diào)性檢測(cè)規(guī)定必須進(jìn)行環(huán)境協(xié)調(diào)性檢測(cè)。

根據(jù)《循環(huán)經(jīng)濟(jì)與固體垃圾法》第31 條第3 款，主管機(jī)構(gòu)可確定采取一種簡(jiǎn)化的許可程序，而不是計(jì)劃審批流程。實(shí)施這種許可程序的前提是，這種改變對(duì)《環(huán)境協(xié)調(diào)性檢驗(yàn)法》第2 條第1 款第2 節(jié)提及的保護(hù)物（人、動(dòng)物、植物、土壤、水、空氣、環(huán)境、景觀）不造成明顯的消極影響，則不必要重新進(jìn)行環(huán)境協(xié)調(diào)性檢驗(yàn)。因?yàn)樘盥駡?chǎng)的開(kāi)挖對(duì)受保護(hù)的對(duì)象沒(méi)有明顯的消極影響，相反還會(huì)改善這些保護(hù)對(duì)象場(chǎng)景，一般情況下，《循環(huán)經(jīng)濟(jì)與固體垃圾法》法定的許可就足夠了，不需要進(jìn)行環(huán)境協(xié)調(diào)性檢驗(yàn)，這就明顯簡(jiǎn)化了程序。

在對(duì)特別需要進(jìn)行監(jiān)督的固體垃圾進(jìn)行開(kāi)挖時(shí)，因?yàn)檫@些垃圾會(huì)對(duì)環(huán)境造成明顯的污染，根據(jù)《循環(huán)經(jīng)濟(jì)與固體垃圾法》第31 條第3 款第3 節(jié)，程序簡(jiǎn)化就不再適用。一般情況下，此時(shí)需要實(shí)施計(jì)劃審批流程。

1.2 采取兩種審批流程

根據(jù)《固體垃圾法》，為拆除填埋場(chǎng)主體和再回填處理后的物料實(shí)施一種審批流程，而根據(jù)《循環(huán)經(jīng)濟(jì)與固體垃圾法》第31 條第1 款的規(guī)定，按照《環(huán)境保護(hù)法》為垃圾處理設(shè)施實(shí)施另外一種審批流程。這里的設(shè)施指的是《聯(lián)邦污染控制法》第3 條第1 款提及的設(shè)施。

按照《聯(lián)邦污染控制法》的規(guī)定進(jìn)行審批時(shí)，根據(jù)每個(gè)垃圾處理設(shè)施的處理能力來(lái)區(qū)分：處理能力大于10 t/h 時(shí)，根據(jù)《聯(lián)邦污染控制法》第10 條實(shí)施審批流程；處理能力為1～10 t/h 時(shí)，根據(jù)《聯(lián)邦污染控制法》第10 條實(shí)施簡(jiǎn)化的審批流程，該過(guò)程不要求公眾參與。屬于哪類審批流程，參考《聯(lián)邦污染控制法》第4 條法令附件中的8.4 條規(guī)定。需要審批的設(shè)施的運(yùn)行商義務(wù)以及對(duì)設(shè)施的相應(yīng)要求參考《聯(lián)邦污染控制法》第5 條規(guī)定[1]。

2 德國(guó)填埋場(chǎng)開(kāi)挖工藝

2.1 開(kāi)挖前的調(diào)查研究及氣味穩(wěn)定措施

開(kāi)挖填埋場(chǎng)前，必須進(jìn)行詳細(xì)的調(diào)查研究，并且要考慮現(xiàn)有的填埋場(chǎng)開(kāi)挖技術(shù)是否可行？開(kāi)挖過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生哪些環(huán)境污染？需應(yīng)對(duì)哪些情況變化？開(kāi)挖費(fèi)用大概為多少？做出相應(yīng)評(píng)價(jià)前，需要參考現(xiàn)有的填埋場(chǎng)開(kāi)挖經(jīng)驗(yàn)。

實(shí)踐證明，已實(shí)施的填埋場(chǎng)開(kāi)挖項(xiàng)目中，使用氣味穩(wěn)定系統(tǒng)很有效，即一種混合的通風(fēng)和吸氣系統(tǒng)。氣味穩(wěn)定后有以下直接影響：填埋場(chǎng)主體的環(huán)境從厭氧轉(zhuǎn)變?yōu)橛醒?；陳舊固體垃圾中，在厭氧環(huán)境中保存、但可有氧生物降解的有機(jī)成分進(jìn)行了大部分有氧降解；吸取了大部分的現(xiàn)有微量氣體；固體垃圾的含水量明顯降低。

這為開(kāi)挖填埋場(chǎng)帶來(lái)以下良好效果。

效果1：避免填埋氣從厭氧環(huán)境下的填埋場(chǎng)主體中泄露出來(lái)。

效果2：對(duì)不可回收再利用的固體垃圾進(jìn)行回填后，填埋氣中能檢測(cè)到的微量氣體要大幅減少。

效果3：不可回收再利用的固體垃圾在回填后，填埋氣大大減少，滲濾液中有機(jī)污染物明顯減少。根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)陳舊垃圾進(jìn)行兩周的氣味穩(wěn)定后，足以實(shí)現(xiàn)生物穩(wěn)定化。實(shí)際上，不再需要通過(guò)生物手段實(shí)現(xiàn)更進(jìn)一步的穩(wěn)定化。

效果4：更容易對(duì)較干燥的固體垃圾進(jìn)行分類。

1993年，德國(guó)開(kāi)始對(duì)斯圖加特市Ludwigsbug 縣Burghof 填埋場(chǎng)進(jìn)行開(kāi)挖，這是德國(guó)第一個(gè)實(shí)施開(kāi)挖技術(shù)的填埋場(chǎng)。除了獲得額外的填埋空間外，該工程的目的還在于驗(yàn)證填埋場(chǎng)開(kāi)挖在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上的可行性，并檢驗(yàn)工程對(duì)操作人員及周圍地區(qū)的影響（圖1）。Burghof 填埋場(chǎng)實(shí)施開(kāi)挖的案例表明，過(guò)濾層表面上除了過(guò)濾材料的內(nèi)在氣味外，沒(méi)有排放任何異味。此外，生物過(guò)濾器中，甲烷和微量氣體含量大大降低。在Burghof 填埋場(chǎng)的開(kāi)挖過(guò)程中，使用生物過(guò)濾器之后，檢測(cè)不出甲烷，微量氣體濃度平均下降了96%，達(dá)到了安全濃度[1]。

圖1 填埋場(chǎng)開(kāi)挖現(xiàn)場(chǎng)

2.2 開(kāi)挖時(shí)實(shí)施垃圾分選

經(jīng)過(guò)大約兩周的氣味穩(wěn)定后，在對(duì)工作人員和周圍居民采用適當(dāng)保護(hù)措施的前提，使用挖掘機(jī)對(duì)3 m厚的覆土層的固體垃圾進(jìn)行開(kāi)挖，并用自卸車運(yùn)送到加工廠，按照垃圾顆粒大小進(jìn)行分選，填埋場(chǎng)開(kāi)挖流程見(jiàn)圖2。固體垃圾通過(guò)孔徑為60 mm 的滾筒篩。大件垃圾在放置于滾筒篩之前被粉碎。在滾筒篩分之后，部分粒度在0～60 mm。用滾筒篩進(jìn)一步篩分，產(chǎn)生了粒度在0～20 mm 的細(xì)顆粒垃圾和粒度在20～60 mm 的垃圾。小于20 mm 的細(xì)顆粒垃圾回填到填埋場(chǎng)，用作覆蓋材料。粒度20～60 mm 的部分垃圾回填到填埋場(chǎng)，用作填埋場(chǎng)的排水層[2]。

圖2 填埋場(chǎng)開(kāi)挖流程圖

2.3 開(kāi)挖后實(shí)現(xiàn)了填埋空間的擴(kuò)容

總體而言，當(dāng)提取輕型成分時(shí)，預(yù)計(jì)會(huì)增加40%～50%的填埋空間。如果沒(méi)有提取輕型成分，由于對(duì)粗顆粒垃圾進(jìn)行了粉碎和回填時(shí)進(jìn)行了優(yōu)化式壓縮，體積增加通常為15%～25%，在某些情況下甚至超過(guò)40%。

3 德國(guó)填埋場(chǎng)開(kāi)挖垃圾的組分

一般情況下，從填埋場(chǎng)中挖出的陳舊固體垃圾60%～70%都是由小于40 mm 的細(xì)顆粒垃圾組成的。東德之前的填埋場(chǎng)中，由于飛灰成分高，所以小于40 mm的細(xì)顆粒垃圾比例通常更高。例如在德國(guó)Gro?enhain縣Ba?litz 填埋場(chǎng)中，細(xì)小顆粒垃圾占比達(dá)到93.4%。粗顆粒垃圾中，輕型和重型部分約各占一半。輕型部分主要是塑料薄膜、塑料復(fù)合材料、紡織品等，重型部分則是建筑垃圾、金屬、木材等。填埋場(chǎng)中很少出現(xiàn)有害物質(zhì)。在以往的填埋場(chǎng)開(kāi)挖中，有害物質(zhì)含量一般為0.05%～0.2%，主要為鉛蓄能器、電子固體垃圾和濾油器等。

在處理挖掘出的陳舊固體垃圾后，雖然費(fèi)用很高，但只能分選出少量的可回收再利用的物質(zhì)成分，主要是石頭和金屬。因此，在未來(lái)的開(kāi)挖措施中，分選出可回收再利用的物質(zhì)部分不再起主要作用，或者發(fā)揮次要作用（含較多建筑垃圾的填埋場(chǎng)除外）。僅限于分選出需要進(jìn)行焚燒處理的輕型成分。平均熱值約為18～20 MJ/kg 的輕型成分非常適合進(jìn)行焚燒。輕型成分的堆積密度較低，提取的固體垃圾總量相對(duì)較少，但分選之后也會(huì)使填埋容量明顯增加。要分選出輕型成分，必須首先分選出細(xì)顆粒垃圾并粉碎粗顆粒垃圾。在某些情況下，對(duì)輕型成分不進(jìn)行分選會(huì)更經(jīng)濟(jì)實(shí)惠。此時(shí)，進(jìn)行壓縮式回填前，只需粉碎粗顆粒垃圾。 細(xì)顆粒垃圾以及重型成分可以進(jìn)行高密度填埋。這兩種成分也可用作填埋場(chǎng)地基密封區(qū)內(nèi)的填埋建筑材料，例如將細(xì)顆粒垃圾填充在邊緣大壩或地表密封下的平衡層里，重型成分用作道路施工材料。

4 德國(guó)填埋場(chǎng)開(kāi)挖后的環(huán)境影響

如果采取適當(dāng)?shù)膭趧?dòng)安全技術(shù)措施，如氣味穩(wěn)定、降塵等，與其他處理固體垃圾的措施相比，填埋場(chǎng)的開(kāi)挖從總體上來(lái)講風(fēng)險(xiǎn)性較低。如果采取了適當(dāng)措施，可以避免對(duì)工作人員和周邊居民健康產(chǎn)生不良影響。

開(kāi)挖實(shí)踐工作表明，對(duì)填埋場(chǎng)更陳舊的垃圾進(jìn)行開(kāi)挖以來(lái)，在沒(méi)有預(yù)通風(fēng)的情況下也可進(jìn)行挖掘。對(duì)這些采取的措施進(jìn)行環(huán)境監(jiān)測(cè)時(shí)，沒(méi)發(fā)現(xiàn)異常。值得注意的是，再次回填的固體垃圾排放更高濃度的臭味。造成這種情況的原因在于，固體垃圾沒(méi)有被充分氧化而是被部分氧化，因此它立即恢復(fù)到酸化階段，而不是恢復(fù)到厭氧降解時(shí)穩(wěn)定產(chǎn)生甲烷的階段。通過(guò)使用適當(dāng)?shù)幕靥罴夹g(shù)可以輕松解決這個(gè)問(wèn)題。

例如，在2001年實(shí)施的Au?ernzell 填埋場(chǎng)的開(kāi)挖案例中，對(duì)其排放物進(jìn)行了詳細(xì)研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，排放物的數(shù)值只占比法律上許可的環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)值的很小一部分。表1、表2和表3說(shuō)明了Auβernzell 填埋場(chǎng)附近和毗鄰的評(píng)估區(qū)，塵土及重金屬沉降這些參數(shù)的測(cè)量點(diǎn)的情況。這些情況同樣適用于其他測(cè)量參數(shù)[2]。

表1 塵土沉降的月平均值占極限值百分比情況（2001年） %

表2 2001年3—5月重金屬沉降占極限值百分比情況%

表3 2001年6—8月重金屬沉降占極限值百分比情況%

在Burghof 填埋場(chǎng)中，固體垃圾的殘余氣體形成潛力僅為7.5 m3/t，即使填埋場(chǎng)高度為20 m，導(dǎo)致通過(guò)地表的殘余排放也只為1.5～2 L/m2·h。因此，不再需要有系統(tǒng)地進(jìn)行抽氣處理。開(kāi)挖后填埋的材料中，填埋氣體中的微量氣體濃度明顯低于開(kāi)挖前被開(kāi)挖部分產(chǎn)生的氣體濃度，見(jiàn)表4。

表4 開(kāi)挖前后填埋氣體中微量氣體濃度的比較mg/m3

待填埋的材料易于壓縮，因此具有很少的透水性，這樣就只產(chǎn)生少量且均勻的滲濾液。在有足夠表面傾斜度的未密封的綠化改造過(guò)的填埋區(qū)，降水部分僅8%～10%產(chǎn)生為滲濾液。對(duì)需要再次填埋的物料進(jìn)行填埋時(shí)產(chǎn)生的滲濾液比開(kāi)挖前產(chǎn)生的滲濾液的污染性要少得多，參見(jiàn)表5。

表5 開(kāi)挖前后滲濾液污染性的比較mg/L

5 德國(guó)填埋場(chǎng)開(kāi)挖費(fèi)用

根據(jù)相關(guān)填埋場(chǎng)開(kāi)挖經(jīng)驗(yàn)，填埋場(chǎng)的開(kāi)挖費(fèi)用至少約為13 歐元/m3，這些費(fèi)用包含以下要素。

開(kāi)挖之前實(shí)施氣味穩(wěn)定；

將填埋場(chǎng)內(nèi)的陳舊垃圾運(yùn)輸?shù)教幚韽S；

對(duì)陳舊垃圾進(jìn)行分選；

將填埋場(chǎng)內(nèi)不可回收的垃圾運(yùn)輸?shù)交靥顓^(qū)域進(jìn)行回填；

對(duì)工作人員和周邊居民采取保護(hù)措施。

此外，有些費(fèi)用和所處的位置采取的措施緊密相關(guān)，即是否對(duì)輕型成分進(jìn)行回收，對(duì)裸露的填埋底部進(jìn)行修復(fù)，因此不能一次性計(jì)算出總開(kāi)挖費(fèi)用。

固體垃圾的挖掘和回填費(fèi)用只需要4～5 歐元/m3。只有在需要援引外部處理工序時(shí)，才會(huì)增加開(kāi)挖費(fèi)用。目前最便宜的方案應(yīng)該是根據(jù)德國(guó)《垃圾填埋條例》實(shí)施填埋的措施。

將固體垃圾安置到現(xiàn)有的填埋場(chǎng)，有助于減少填埋場(chǎng)的排放物。如果必須使用新的填埋區(qū)，就需要相應(yīng)地考慮費(fèi)用。就純粹的建筑費(fèi)用而言，10～15 歐元/m3的費(fèi)用就足夠了。

填埋場(chǎng)的修復(fù)費(fèi)用必須低于15～20 歐元/m3，才能證明實(shí)施全范圍的開(kāi)挖是經(jīng)濟(jì)可行的。如果費(fèi)用太高，則不太可能實(shí)施，除非開(kāi)挖出來(lái)的材料能加以全部使用，而不是用作雜質(zhì)[3]。

6 德國(guó)填埋場(chǎng)開(kāi)挖的經(jīng)驗(yàn)借鑒

德國(guó)從20 世紀(jì)80年代后期起開(kāi)展了填埋場(chǎng)開(kāi)挖研究，通過(guò)實(shí)踐已取得較明顯的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益。德國(guó)填埋場(chǎng)開(kāi)挖可借鑒的經(jīng)驗(yàn)如下。

6.1 德國(guó)填埋場(chǎng)的后期維護(hù)期限為30年，在后期維護(hù)費(fèi)用高昂的情況下，實(shí)施填埋場(chǎng)開(kāi)挖是一個(gè)既經(jīng)濟(jì)實(shí)惠又不會(huì)造成環(huán)境危害的措施。

6.2 填埋場(chǎng)開(kāi)挖后，必須嚴(yán)格按照法律要求，最主要是符合再利用規(guī)定以及《循環(huán)經(jīng)濟(jì)與固體垃圾法》引入后提出的更嚴(yán)格要求。

6.3 為避免實(shí)施開(kāi)挖過(guò)程中出現(xiàn)諸多困難，應(yīng)在早期規(guī)劃階段與主管部門就必要的許可證進(jìn)行協(xié)商處理。有必要詳細(xì)規(guī)劃開(kāi)挖措施的進(jìn)程，例如挖掘前的全面分析及風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，挖掘后合理的物料處理和回填，為前期規(guī)劃開(kāi)挖預(yù)算提供方便。此外，所有相關(guān)的工作人員必須接受事故應(yīng)激反應(yīng)的培訓(xùn)，具備開(kāi)挖過(guò)程中緊急事故的處理能力[4]。

6.4 德國(guó)填埋場(chǎng)開(kāi)挖費(fèi)用控制在13～20 歐元/m3，超出這個(gè)范圍則視為不經(jīng)濟(jì)、不實(shí)用。對(duì)開(kāi)挖后的填埋物料盡可能做到回收再利用，填埋物料回填時(shí)盡可能地節(jié)省費(fèi)用[5]。

6.5 德國(guó)填埋場(chǎng)開(kāi)挖作業(yè)顯示出其特有的嚴(yán)謹(jǐn)性[6]。德國(guó)非常重視填埋場(chǎng)對(duì)周邊環(huán)境的影響，在采取適當(dāng)?shù)膭趧?dòng)安全技術(shù)措施的情況下，如氣味穩(wěn)定、降塵等，確保操作人員和周邊居民的安全性。

有必要對(duì)填埋垃圾穩(wěn)定后的填埋場(chǎng)進(jìn)行開(kāi)挖技術(shù)的研究，加強(qiáng)對(duì)填埋場(chǎng)的建設(shè)與管理，為將來(lái)開(kāi)挖填埋場(chǎng)創(chuàng)造良好條件。