■ 楊 躍

隨著科學技術的進步和人們環(huán)保意識的提高，垃圾焚燒發(fā)電廠在對城市生活垃圾進行減量化、無害化、資源化處理的同時，還逐漸集成了垃圾分類科普教育、環(huán)保知識宣教展示、行為素質培訓等更多功能，承擔了更多的社會責任。本文以日本豐中伊丹資源回收利用中心為例，對現(xiàn)代化垃圾焚燒發(fā)電廠的重要附加功能進行介紹和展示。

一、豐中伊丹資源回收利用中心概況

日本豐中伊丹資源回收利用中心位于大阪府豐中市園田西町2番1號，總占地面積約49845m3，服務對象為豐中市和伊丹市。中心內建有一座垃圾焚燒發(fā)電廠及一座垃圾分選及資源回收利用中心，即3R中心（Reduce、Reuse、Recycle中心）。其中，垃圾焚燒發(fā)電廠于2011年11月開工，2016年3月竣工，占地面積約36411m3，處理能力為525噸/日， 項目總投資約205.59億日元，約合人民幣13.36億元。3R中心于2009年5月開工，2012年3月竣工，占地面積約19000m3，總處理規(guī)模為134噸/日。

圖1 豐中伊丹資源回收利用中心外觀效果圖

二、處理工藝

豐中伊丹資源回收利用中心的垃圾焚燒發(fā)電廠建設了3條175噸/日的機械爐排爐垃圾焚燒生產(chǎn)線，每條生產(chǎn)線配置一套“干法+布袋除塵器+濕法+SGH+SCR”的煙氣處理系統(tǒng)，余熱利用系統(tǒng)采用3臺蒸發(fā)量為32.7t/h/臺的中溫中壓單筒自然循環(huán)鍋爐，并配套1臺14MW的汽輪發(fā)電機，詳見圖2、圖3。

3R中心建設了53噸/日的不可燃物分選系統(tǒng)和81噸/日 的可利用資源回收系統(tǒng)，可將大件垃圾進行破碎，篩分及回收金屬、塑料、玻璃、紙張等可回收資源，并將剩余的可燃部分送至垃圾焚燒發(fā)電系統(tǒng)，詳見圖4。其中，破碎及金屬篩分系統(tǒng)、紙張打包、綠化垃圾破碎等為機械化系統(tǒng)，塑料、玻璃、罐頭、舊紡織品等分選回收系統(tǒng)為人工分選系統(tǒng)。

圖2 豐中伊丹資源回收利用中心整體工藝流程示意圖

圖3 豐中伊丹資源回收利用中心垃圾焚燒發(fā)電工藝流程圖

圖4 3R中心工藝流程圖（以不可燃垃圾回收系統(tǒng)為例）

由于日本垃圾中含水率較低，垃圾瀝濾液產(chǎn)量僅為3%～5%左右，可采用入爐回噴焚燒方式處理，不需建設處理設施。廠內生產(chǎn)廢水主要為煙氣濕法脫酸產(chǎn)生的廢水，采用“pH調節(jié)+混凝沉淀+過濾”工藝處理后，與生活污水一同排入城鎮(zhèn)下水道。

三、資源回收利用宣傳推廣

（一）宣傳教育理念

“森林中的再生工廠”是豐中伊丹資源回收利用中心的宣教主題。該中心通過向公眾展示垃圾產(chǎn)生的過程、分類的方式、收集運輸?shù)倪^程及處理的各種手段和工藝，宣傳先進的垃圾處理技術和通過垃圾焚燒發(fā)電和資源回收利用實現(xiàn)保護環(huán)境的方法，消除公眾對垃圾焚燒發(fā)電的厭惡感，樹立現(xiàn)代化垃圾焚燒發(fā)電廠作為“環(huán)境友好、安全可靠、經(jīng)濟高效、公益回饋”型市政基礎設施的形象，使公眾全面認識通過能源和資源的回收利用實現(xiàn)城市和生態(tài)的可持續(xù)發(fā)展過程。

（二）參觀流線及參觀維度的設計

豐中伊丹資源回收利用中心宣教系統(tǒng)的特點之一是充分利用廠區(qū)的平面和豎向布置，設計了立體的宣教系統(tǒng)。該中心主廠區(qū)建筑共10層，其中3、4、8、9、10層均根據(jù)工藝布置、宣教內容及展示的形式和維度布置了參觀和互動區(qū)域，設計科學合理的參觀路線，參觀全程歷時約1.5h～2h，參觀路線示意圖詳見圖5。同時，設計了步行和電梯兩種人員流動方式，既便于在各個展示點詳細參觀、通過步行方式將各個工藝單元按照工作時序串連起來以利于系統(tǒng)地理解整套工藝流程；又便于在結束了一個參觀平面的所有內容后，集中而迅速地帶領訪客去往下一個單元，利于管控人流。

多維度的參觀體驗，是該中心宣教系統(tǒng)的另一個特點。設計人員從“視覺、感知和行為”三個維度出發(fā)，在各個參觀平面上布置了各種參觀和體驗組合內容。其中，橙色區(qū)域為第一維度，即“視覺”維度的參觀體驗區(qū)域，訪客在此區(qū)域中可通過觀察的方式，對垃圾焚燒發(fā)電及資源回收利用的工藝形成直觀的認識和初步的記憶；綠色區(qū)域為第二維度，即“感知”維度的參觀體驗區(qū)域，幫助訪客對參觀體驗的內容加深理解；藍色區(qū)域為第三維度，即“行為”維度的參觀體驗區(qū)域，這一區(qū)域中設計了多個行為素質培養(yǎng)和訪客游戲互動單元，使訪客切身體會到能源、資源回收如何影響日常生活和改善生態(tài)環(huán)境，有助于培養(yǎng)和形成低碳環(huán)保等行為習慣。

圖5 豐中伊丹資源回收利用中心參觀流線設計示意圖

（三）宣教展示內容及形式

1．垃圾焚燒發(fā)電工藝

對垃圾焚燒發(fā)電工藝的宣教展示，側重于系統(tǒng)的組成、各單元的功能及工作原理和方式。鑒于焚燒工藝和系統(tǒng)的復雜性，涉及到機械、動力、熱力、流體力學、自動控制等各方面的理論知識，為了確保不同知識背景的訪客均能有較好的體驗感，使抽象而刻板的工藝系統(tǒng)得到直觀而形象的展示，此部分的展示內容主要通過第一維度和第二維度，即視覺和感知兩個維度，輔以適當?shù)谌S度，即行為維度這三種展示形式，使展示內容更加生動具體。具體的展示內容包括垃圾卸料平臺及垃圾池、垃圾抓斗、垃圾焚燒爐、余熱利用系統(tǒng)、煙氣處理系統(tǒng)及中央控制室等的組成、基本構造及工作原理。不同維度的展示形式包括宣傳展板、參觀走廊、顯示屏幕、實物陳列、動態(tài)模型及空間模擬等。

垃圾的收集和輸送主要通過宣傳展板和圖片示意等第一維度形式展示，充分利用參觀通道兩側墻壁的立體空間進行布置，詳見圖6。

圖6 垃圾收集和運輸

垃圾卸料平臺及垃圾池、余熱利用系統(tǒng)及煙氣處理系統(tǒng)主要通過第一維度，輔以第三維度進行展示，詳見圖7。通過參觀走廊中的落地式觀察窗進行展示，訪客可以直接觀察到設備的形狀、尺寸和材質。在每個工藝單元的觀察窗口上部還通過顯示屏顯示設備的主要工作原理及工藝參數(shù)，加深訪客對工藝系統(tǒng)的認知與理解。在余熱利用單元，設有第三維度的手搖式發(fā)電機體驗模型，訪客通過手搖方式迅速在磁場中轉動線圈，產(chǎn)生的電能隨即點亮模型中建筑物的照明裝置，以此模擬高溫蒸汽帶動汽輪發(fā)電機高速轉動產(chǎn)生電能的過程。

圖7 垃圾卸料平臺、垃圾池、余熱利用系統(tǒng)、煙氣處理系統(tǒng)、觀察窗口及發(fā)電體驗裝置

焚燒爐是垃圾焚燒單元的核心設備，該中心采用了實物陳列、動態(tài)模型兩種第一維度和空間模擬第三維度示方式，詳見圖8。展示柜櫥里陳列的焚燒爐爐排片，是爐膛中垃圾的載體。動態(tài)模型模擬了垃圾進料至爐膛內部后，液壓傳動裝置推動爐排片前后移動、帶動垃圾在爐排片上平移和滑動，同時，一次風機和二次風機不停向爐膛內送風，為垃圾焚燒提供氧氣，垃圾在前進的過程中完成“干燥、燃燒、燃盡及冷卻”的過程。在爐膛內部模擬與體驗教室中，通過光線、聲音、溫度及多媒體立體投影燈組合模擬的方式，為訪客模擬垃圾焚燒的實況，使訪客對垃圾焚燒燃燒的“3T+E”原則，即“Time（時間＞2s）、Temperature（溫度＞850℃）、Turbulence（較大湍流）和Excess oxygen（過量空氣）”形成深刻的印象，了解確保二噁英有效分解的控制參數(shù)和措施。

圖8 焚燒爐模型、爐排片實物及爐膛內部模擬與體驗教室

垃圾抓斗承擔垃圾給料及倒料的使命，從觀察窗口看到的垃圾抓斗由于距離問題感官上要比實物小很多，豐中伊丹資源回收利用中心將垃圾抓斗的等比例立面和剖面結構圖布置在了展廳墻體和地面上，詳見圖9。通過第一維度展示方式，訪客很容易對抓斗每次抓取5噸左右垃圾的能力形成深刻的印象。

2．3R中心資源回收利用工藝

3R中心各資源回收單元的工藝流程均較為簡單，且具有一定的相似性，為了避免宣教形式過于呆板，此部分的展示內容以第三維度為主、第一維度為輔，訪客將在第一維度展示中學習和體會到的知識，運用到第三維度的行為培養(yǎng)和實踐活動中，極大增強了宣教效果和作用。此部分宣教展示的內容側重于回收資源的種類、過程及回用方式，具體的展示內容包括大件垃圾破碎及金屬回收，塑料、玻璃、罐頭、舊紡織品等的分選回收，綠化垃圾破碎處理等系統(tǒng)的工作原理及工作方式。展示形式與垃圾焚燒發(fā)電系統(tǒng)相似。

在第一維度展示中，訪客通過參觀走廊的展板和觀察窗口了解塑料、玻璃、罐頭等可回收資源的分選工藝。通過展示臺陳列的各種物品，如金屬、塑料、瓶罐等，了解不同可再生資源的回收利用方式，詳見圖10～圖13。

圖9 垃圾抓斗的立面及剖面結構展示

圖10 3R中心資源回收工藝展板

圖11 3R中心人工分選回收生產(chǎn)線

圖12 3R中心人工分選回收生產(chǎn)線

圖13 3R中心分選回收的各種可再生資源（金屬、塑料、打包壓縮后的罐頭、肥料等）

在第三維度的展示中，設置了環(huán)保知識競技場、垃圾分類游戲機、再生紙現(xiàn)場制作等環(huán)節(jié)，訪客可通過知識問答、趣味競賽、互動游戲等方式，將參觀和學習到的資源回收利用方面的環(huán)保知識活學活用，開展行為素質訓練，樹立環(huán)保理念，詳見圖14、圖15。更有趣味的是，訪客可以將工作人員提供的已使用過的打印紙現(xiàn)場投放到再生紙制作機器當中，約1小時之后，便可生產(chǎn)出再生卷紙，并留作參觀紀念品，詳見圖16。

圖14 環(huán)保知識競技場

圖15 3R垃圾分類游戲機

3．輔助宣教設施

豐中伊丹資源回收利用中心除了圍繞各主工藝單元設置了宣教展示內容之外，還設置了很多輔助配套宣教設施，增加了多個互動交流環(huán)節(jié)，豐富了整個參觀體驗過程。在此，筆者對一些比較有特點的設施進行介紹。

圖16 再生紙現(xiàn)場制作設備

圖17 多功能教室

多功能教室?？扇菁{150人左右進行學習和交流（詳見圖17），配備了日文/英文兩種語言的環(huán)?？破战逃曨l材料，還專門為兒童訪客設計了卡通版的教學視頻，并配有專職講解人員。教室內的宣傳手冊、展示模型和環(huán)保紀念品可供參觀訪客取閱和留念。

參觀走廊、展廳及互動空間。詳見圖13、圖15、圖18及圖19。在整個參觀流線上，根據(jù)工藝及宣教需要設計不同功能的參觀走廊，如觀察設備的帶落地窗的走廊、布置宣傳展板的科普教育走廊、彩光及欣賞屋面綠植及戶外風景的觀光走廊等等。在廠區(qū)的局部區(qū)域，還專門設置了環(huán)保教育展廳和互動體驗區(qū)域，用來展示和陳列各種工藝系統(tǒng)及設備模型、環(huán)保知識展板、資源回收利用展示品等。參觀走廊是立體化的參觀流線，把對各工藝流程的定點展示區(qū)域及陳列不同類型展品的展廳連成線，在不同參觀平面上延伸及環(huán)繞，形成立體的參觀網(wǎng)格結構。

圖18 參觀走廊局部

建筑設計。詳見圖20、圖21。采用了綠色建筑設計形式，屋面和外墻的可利用區(qū)域采用不同植物進行了綠化處理。充分運用自然采光，除了常規(guī)采光方式外，還設計了光導管采光區(qū)域，示范了節(jié)約電能方法和措施。

圖19 部分展廳

圖20 屋面綠植及垂直綠化

圖21 光導管自然采光系統(tǒng)

圖22 瞭望臺、包裹著煙囪的墻壁、瞭望臺外景及高度體驗窗口

煙囪設計。詳見圖22。由于豐中伊丹資源回收利用中心緊鄰伊丹機場航道，航空管制部門對該中心煙囪的限高是45m。在滿足環(huán)保排放的技術條件下，建筑設計師巧妙地將煙囪包裹在瞭望臺的內墻中內，使煙囪從外觀上“隱身”，而訪客可以觸摸墻壁，通過感受墻壁溫度來感受排煙過程。瞭望臺可以觀賞中心外的自然風光，瞭望臺上布置的望遠鏡可以觀察到飛機起飛的過程。瞭望臺還設計了一個高度體驗窗口，訪客可以踩踏窗口俯視地面，感受廠區(qū)制高點的高度，從而間接體驗煙囪的高度。