嚴(yán)陳玲

（1.北京市城市管理研究院，北京 100028；2.生活垃圾檢測分析與評價北京市重點實驗室，北京 100028）

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

1 德國填埋場開挖的審批流程

在德國，到目前為止，填埋場的開挖尚未在任何法律法規(guī)里規(guī)定為特殊事實。對附帶處理填埋物的相關(guān)設(shè)施的填埋場進(jìn)行開挖時，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》實施審批流程。該審批流程不僅包括對填埋場主體的開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。

填埋場開挖時有待實施的措施被允許評定為《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》版本所說的“重大變化”。填埋場或者其運(yùn)行的“重大變化”需要執(zhí)行計劃審批流程。在該程序里，根據(jù)環(huán)境協(xié)調(diào)性檢測規(guī)定必須進(jìn)行環(huán)境協(xié)調(diào)性檢測。

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)可確定采取一種簡化的許可程序，而不是計劃審批流程。實施這種許可程序的前提是，這種改變對《環(huán)境協(xié)調(diào)性檢驗法》第2 條第1 款第2 節(jié)提及的保護(hù)物（人、動物、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。因為填埋場的開挖對受保護(hù)的對象沒有明顯的消極影響，相反還會改善這些保護(hù)對象場景，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，這就明顯簡化了程序。

在對特別需要進(jìn)行監(jiān)督的固體垃圾進(jìn)行開挖時，因為這些垃圾會對環(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)，程序簡化就不再適用。一般情況下，此時需要實施計劃審批流程。

1.2 采取兩種審批流程

根據(jù)《固體垃圾法》，為拆除填埋場主體和再回填處理后的物料實施一種審批流程，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，根據(jù)每個垃圾處理設(shè)施的處理能力來區(qū)分：處理能力大于10 t/h 時，根據(jù)《聯(lián)邦污染控制法》第10 條實施審批流程；處理能力為1～10 t/h 時，根據(jù)《聯(lián)邦污染控制法》第10 條實施簡化的審批流程，該過程不要求公眾參與。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 德國填埋場開挖工藝

2.1 開挖前的調(diào)查研究及氣味穩(wěn)定措施

開挖填埋場前，必須進(jìn)行詳細(xì)的調(diào)查研究，并且要考慮現(xiàn)有的填埋場開挖技術(shù)是否可行？開挖過程中會產(chǎn)生哪些環(huán)境污染？需應(yīng)對哪些情況變化？開挖費(fèi)用大概為多少？做出相應(yīng)評價前，需要參考現(xiàn)有的填埋場開挖經(jīng)驗。

實踐證明，已實施的填埋場開挖項目中，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。

這為開挖填埋場帶來以下良好效果。

效果1：避免填埋氣從厭氧環(huán)境下的填埋場主體中泄露出來。

效果2：對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，對陳舊垃圾進(jìn)行兩周的氣味穩(wěn)定后，足以實現(xiàn)生物穩(wěn)定化。實際上，不再需要通過生物手段實現(xiàn)更進(jìn)一步的穩(wěn)定化。

效果4：更容易對較干燥的固體垃圾進(jìn)行分類。

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

圖1 填埋場開挖現(xiàn)場

2.2 開挖時實施垃圾分選

經(jīng)過大約兩周的氣味穩(wěn)定后，在對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3 m厚的覆土層的固體垃圾進(jìn)行開挖，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，填埋場開挖流程見圖2。固體垃圾通過孔徑為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，用作覆蓋材料。粒度20～60 mm 的部分垃圾回填到填埋場，用作填埋場的排水層[2]。

圖2 填埋場開挖流程圖

2.3 開挖后實現(xiàn)了填埋空間的擴(kuò)容

總體而言，當(dāng)提取輕型成分時，預(yù)計會增加40%～50%的填埋空間。如果沒有提取輕型成分，由于對粗顆粒垃圾進(jìn)行了粉碎和回填時進(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40%。

3 德國填埋場開挖垃圾的組分

一般情況下，從填埋場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Gro?enhain縣Ba?litz 填埋場中，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。填埋場中很少出現(xiàn)有害物質(zhì)。在以往的填埋場開挖中，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，在未來的開挖措施中，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較少，但分選之后也會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，對輕型成分不進(jìn)行分選會更經(jīng)濟(jì)實惠。此時，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 德國填埋場開挖后的環(huán)境影響

如果采取適當(dāng)?shù)膭趧影踩夹g(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，填埋場的開挖從總體上來講風(fēng)險性較低。如果采取了適當(dāng)措施，可以避免對工作人員和周邊居民健康產(chǎn)生不良影響。

開挖實踐工作表明，對填埋場更陳舊的垃圾進(jìn)行開挖以來，在沒有預(yù)通風(fēng)的情況下也可進(jìn)行挖掘。對這些采取的措施進(jìn)行環(huán)境監(jiān)測時，沒發(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)到厭氧降解時穩(wěn)定產(chǎn)生甲烷的階段。通過使用適當(dāng)?shù)幕靥罴夹g(shù)可以輕松解決這個問題。

例如，在2001年實施的Au?ernzell 填埋場的開挖案例中，對其排放物進(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說明了Auβernzell 填埋場附近和毗鄰的評估區(qū)，塵土及重金屬沉降這些參數(shù)的測量點的情況。這些情況同樣適用于其他測量參數(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，即使填埋場高度為20 m，導(dǎo)致通過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挖前被開挖部分產(chǎn)生的氣體濃度，見表4。

表4 開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的填埋區(qū)，降水部分僅8%～10%產(chǎn)生為滲濾液。對需要再次填埋的物料進(jìn)行填埋時產(chǎn)生的滲濾液比開挖前產(chǎn)生的滲濾液的污染性要少得多，參見表5。

表5 開挖前后滲濾液污染性的比較mg/L

5 德國填埋場開挖費(fèi)用

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

開挖之前實施氣味穩(wěn)定；

將填埋場內(nèi)的陳舊垃圾運(yùn)輸?shù)教幚韽S；

對陳舊垃圾進(jìn)行分選；

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

對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)，即是否對輕型成分進(jìn)行回收，對裸露的填埋底部進(jìn)行修復(fù)，因此不能一次性計算出總開挖費(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，才會增加開挖費(fèi)用。目前最便宜的方案應(yīng)該是根據(jù)德國《垃圾填埋條例》實施填埋的措施。

將固體垃圾安置到現(xiàn)有的填埋場，有助于減少填埋場的排放物。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。

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

6 德國填埋場開挖的經(jīng)驗借鑒

德國從20 世紀(jì)80年代后期起開展了填埋場開挖研究，通過實踐已取得較明顯的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益。德國填埋場開挖可借鑒的經(jīng)驗如下。

6.1 德國填埋場的后期維護(hù)期限為30年，在后期維護(hù)費(fèi)用高昂的情況下，實施填埋場開挖是一個既經(jīng)濟(jì)實惠又不會造成環(huán)境危害的措施。

6.2 填埋場開挖后，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 為避免實施開挖過程中出現(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)劃開挖措施的進(jìn)程，例如挖掘前的全面分析及風(fēng)險評估，挖掘后合理的物料處理和回填，為前期規(guī)劃開挖預(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)，具備開挖過程中緊急事故的處理能力[4]。

6.4 德國填埋場開挖費(fèi)用控制在13～20 歐元/m3，超出這個范圍則視為不經(jīng)濟(jì)、不實用。對開挖后的填埋物料盡可能做到回收再利用，填埋物料回填時盡可能地節(jié)省費(fèi)用[5]。

6.5 德國填埋場開挖作業(yè)顯示出其特有的嚴(yán)謹(jǐn)性[6]。德國非常重視填埋場對周邊環(huán)境的影響，在采取適當(dāng)?shù)膭趧影踩夹g(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。

有必要對填埋垃圾穩(wěn)定后的填埋場進(jìn)行開挖技術(shù)的研究，加強(qiáng)對填埋場的建設(shè)與管理，為將來開挖填埋場創(chuàng)造良好條件。