2017-01-08 刘抒悦一、垃圾焚烧厂和污泥处理厂篇
案例1：香港污泥处理厂 T·PARK
2016年5月19日，由威立雅建设和运营的全球最大污泥处理设施香港“T·PARK”举行了揭幕仪式，开启了正式的运营。该厂每日处理2000吨污泥，实现了污泥的减量化和资源化。
工艺：该厂采用先进的流化床焚烧技术，共4个焚烧炉一同作业。污泥经过高温焚烧后，剩余的底灰和残渣只有原来的10%，从而大大减少了填埋区的负荷。污泥在焚烧过程中，能够将热能转化为电力，供给整个污泥厂运营的同时并入公共电网，供给4000户左右居民的使用。
除了污泥焚烧设施之外，威立雅还为这个厂区建造了一个海水淡化厂和污水处理厂。厂区每天从后海湾抽取海水, 经淡化处理后变成饮用水和设施用水。同时，焚烧污泥产生的能源可以为厂内建筑物提供制冷和供热，实现了水资源和能源的完全自给自足。而厂区所产生的所有污水经过处理后可用作灌溉、冲厕及清洁等，实现充分回用，不排放到深圳湾，达到“零污水排放”的目标。
景观设计：香港污泥处理厂是由法国建筑大师CLAUDE VASCONI设计，流线和波浪型的设计概念源自四周的山峦海岸。设施充分利用了采光、自然通风和天台绿化，有效发挥节能作用。厂区还建有五个不同元素的园林花园、天台花园、雀鸟保护区和喷水池等。这座有着流线波浪形设计的未来式绿色建筑已然成为了香港的一个新地标。
为了提升公众对于可持续发展的认识，设施内设有展览厅，游客在互动体验中了解污泥产生的背景和处理工艺；一条空中观光走廊可以观看厂区处理污泥的实时运行情况；44.5米的观景台使周围风景尽收眼底。更值得一提的是，设施内的水疗中心和温水游泳馆，都是利用污泥焚烧产生的蒸汽进行加温，市民可以免费预约，到这里参观和放松。
T·PARK，“T”代表“转焕”，转废为能，焕然一新，“PARK”，一座人与环境和谐相处的公园。正如它的这个美丽的名字，香港污泥处理厂不仅为城市的污泥处理提供了可持续的解决方案，更成为了香港政府对环境保护承诺的一个样板工程乃至世界环保领域的绿色典范。
案例2：新加坡超级树公园垃圾焚烧厂
超级树公园建设在新加坡滨海湾地区，和著名的金沙赌场隔路相望。该花园由Grant Associates景观事务所设计，公园地表18棵Super tree其实是塔状垂直结构的树形花园，高25到50米不等，顶部散开的直径大约30米可吸收雨水，生成太阳能。其中11棵采用了环境可持续性的材料，还安装了太阳能光伏电池介质，利用太阳能来为"树干"发电，其余的树木则成为焚烧厂排气装置的一部分。"超级树"的高度从25米到50米不等，最高的"超级树"顶部设有酒吧。
游客进入超级树公园观光是不要钱的。据公园管理处负责运营的副主任彭博士介绍，这个公园建成之后，可以增加游客在新加坡停留的时间0.5天。为了让这个公园更好玩，还建设了温带和寒带的大棚，引入和温带和寒带植物。
"超级树"有混凝土的"树心"、钢制的"树干"、种植花草的板材以及顶棚等。"超级树"将种植有200多种来自于世界各地的热带植物，总数达到16.29万棵。"超级树"有暖色调，也有冷色调，植物的选择则根据它们的耐受力、对土壤的需求以及在新加坡雨林当中的稀有性来评判。
超级树公园下面是个生物质能源发电厂。新加坡大部分树叶，都要运送到这个超级树公园地下的垃圾发电厂来焚烧。
工艺：下图是电厂工作原理的示意图，通过这个示意图可以看到，那些超级树的管状物，都是垃圾焚烧厂的排气管道。
案例3：维也纳施比特劳垃圾焚烧发电厂
位于奥地利维也纳市区多瑙河岸的施比特劳垃圾焚烧厂于1992年完成改造。通过改造，垃圾焚烧厂采用了最新技术和设备，确保整个设施在环保和能效方面走在世界前列。对排放物进行严格监管也不可或缺。技术检测监管部门和维也纳市政当局定期对工厂进行检查，包括一年一次必须关闭垃圾焚烧炉的例行检查。另外，检测机构还对工厂废气净化的各个环节进行排查，并对排放的废气进行有害物质检测。
工艺和规模：施比特劳垃圾焚烧厂每年焚烧25万吨生活垃圾。垃圾经两个焚烧炉燃烧后，产生的废气被导入一个热交换装置，产生蒸汽，再进一步被用于远程供热和发电。整个焚烧厂可为６万多户居民供暖。燃烧过的渣土可以处理压缩为建筑材料，做到一物多用。
景观设计：这座建筑物是奥地利有名的艺术家、建筑设计师百水先生的杰作。工程从1988年至1992年进行了四年建成。居民远远就可以看见一个高高耸立的大烟囱，中部有一个硕大的金色球体，在蓝天下格外醒目。这金色的圆形球体会让人联想到某明珠电视塔的旋转餐厅，其实不然。这就是垃圾焚烧厂的控制室。色彩斑斓而充满童趣的外墙立面，让人感觉就像是一座童话城堡。 外墙面上随意涂抹的卡通画，有的是各种色彩的水果，有的是各种性能的用具，煞是可爱。
除了外墙面上画着好些绿色植物，建筑的天台和阳台上也种植了许多绿色树木。建筑的窗户大小不一，每扇窗户都被这些可爱的卡通画围绕着。
厂的旁边有条公路。有的地方用铁网制成镂空的围墙，旁边有专设的行人和自行车小道。
案例4：日本大阪舞洲垃圾焚烧厂
舞洲厂的外观设计同出自奥地利著名的生态建筑设计师百水先生之手，黄色和红色的条纹象征着燃烧的烈焰，曲线的设计和绿色植物的设计，减少了钢筋水泥建筑带给人的冰冷感觉，体现了建筑与自然的融合。
这座厂房的整体造价为609亿日元（约合35亿元人民币），其中设计费为6000万日元（约合350万元人民币）。厂房为地上7层、部分地下2层的钢筋混凝土结构，占地面积3.3万平米，建筑面积1.7万平米，总建筑面积5.7万平米。如今，这座建筑已然成为大阪市独树一帜的地标性建筑。
规模和工艺：厂里一共有两座焚烧炉，每座焚烧炉的垃圾日处理能力为450吨。两座焚烧炉24小时不间断工作，一天的垃圾处理能力最大为900吨，是大阪市现有的7座焚烧厂中处理能力最大的两座之一。厂里的全部设备都是2001年4月焚烧厂建成投入使用时的设备，迄今从未更新淘汰过。焚烧厂里闻不到臭气、听不到噪音，所有工作人员都穿着普通的蓝色工作服，每个入场参观者也都身着便装，完全不需要任何防护。这是因为，所有的设备都被密封在特定的空间内，机器区域和人的操作区域完全隔离，可视部分则以真空玻璃隔开，即便是在900℃的焚烧炉视窗前，也完全感受不到烈焰的灼热。厂内所有运进来的垃圾首先被投入一个44米深，1.5万立方米的垃圾储坑里，为了控制臭气，在垃圾储坑的顶部安装了强力抽风机，把臭气收集起来后，再经过预热程序，最终通过专门的管道送往焚烧炉的底部，作为燃烧用的一次风再利用，解决了臭气外泄的问题。为了避免焚烧时产生二恶英，焚烧炉通过850至950摄氏度的高温使垃圾实现完全燃烧。焚烧过程中的粉尘用电气集尘器吸附，排气通过洗涤装置洗净，其中的二恶英利用活性炭吸附，再经过过滤式集尘等装置处理，符合安全标准后才能排放。可燃垃圾焚烧后最终形成的灰烬只有原来体积的二十分之一，而收集到的含有二恶英等污染物的粉尘则利用药物进行无害化处理，与灰烬一起运到大阪湾填埋。日本的二恶英排放标准是1ng-TEQ/m3，而该厂达到的排放标准为0.001ng-TEQ/m3，仅为日本国标的千分之一。
要真正获得人们的理解和支持，开启民智才是长久之道。在大阪，所有的小学都会开设一门叫“环境科学”的课程，其中一个很重要的内容就是让孩子们学会垃圾分类和垃圾处理。到小学四年级时，还要到垃圾焚烧厂进行课外学习实践。为此，厂内专门设计了一套参观学习路线，甚至还在工场内开设了科普游戏区，吉祥物、音乐、漫画、游戏机。去参观必须至少提前一个星期预约。不预约不接待，只要预约，任何人都可以去“玩”。据悉，舞洲厂每年的参观人数约1.7万人次，是其它焚烧厂参观人数的3倍。
焚烧厂的外观设计就像华纳兄弟旗下《乐一通》动画系列（兔八哥系列）里的卡通建筑。这些建筑线条起伏、摆放错落，窗户的形状毫不统一，以及大量的撞色搭配，一切都在表达一种完全另类的建筑美学。厂房的顶部全部由绿植覆盖，实现了建筑与自然的完美结合。
案例5：丹麦哥本哈根垃圾焚烧发电厂
坐落在丹麦哥本哈根市中心的垃圾焚烧厂，将成为兼具垃圾处理和市民滑雪攀岩休闲功能的城市公共空间。它的设计师英格斯认为，可持续发展不一定就意味着牺牲，或降低生活质量做苦行僧。在脱离现实和极其务实的建筑风格之间，人们完全能够创造“一个旨在创造社会、经济和环境完美结合却又切实可行的乌托邦”。该厂位于哥本哈根市中心，集垃圾焚烧、滑雪、攀岩等功能为一体，将于2017年建成。
规模：丹麦哥本哈根垃圾焚烧发电厂建成后，每年将焚烧来自50万~70万居民和4.6万个公司、机构超过40万吨的垃圾（约1200t/d），可以为约16万户家庭供热，给6.25万户家庭供电。
和传统的垃圾处理项目不同，这座由BIG设计、阿梅格尔能源中心(ARC)建造的焚烧厂被视为是集功能性与艺术性为一体的革新之作。根据设计方案，除了本身新一代的焚烧炉和技术手段，BIG在屋顶处设计了一条长达1500米的雪道，分为3段3种难度。滑雪爱好者们可以乘坐电梯直达不同赛道，而透明化的内部设计将保证大家在乘坐过程中能看到焚烧厂内垃圾处理的情况。
与此同时，建筑外侧将种上绿色植被，并开辟出一条步行线路，供游客们在夏天前来郊游。由于厂房高约300英尺(约合91.5米)，他们还依此设计了一面等高的攀岩壁。加上咖啡厅、儿童游乐场等设施，这座垃圾焚烧厂将成为兼具垃圾处理和市民休闲功能的城市公共空间。
“那次竞标最大的挑战，在于怎样把这样一家大工厂建得漂亮，怎样用漂亮的外形把它包起来。我们希望把这座焚烧厂变成送给哥本哈根市民的一份礼物。”英格斯这样向《中国新闻周刊》解释自己当初的设计理念。
其实从某种意义上说，他的灵感不仅来源于滑雪，更来源于家乡的生态环境。在他看来，丹麦人热爱滑雪，但这里地势平坦，虽然气候适宜也有足够多的雪，却没有山。每逢雪季，滑雪爱好者们只能驱车几小时赶到瑞士的阿尔卑斯山过一把瘾。“我们虽然没有雪山，但我们有‘垃圾山’!”英格斯想到，或许可以将这座垃圾焚烧厂建成一座人造雪山，让平坦的哥本哈根也有机会成为一个滑雪胜地。
这无疑是个好玩的点子。不过，他还有个更好玩的主意。他为这座能滑雪的焚烧厂设计了一个特殊的烟囱：每排放一吨二氧化碳，就会吐出一个直径15米大小的烟圈。经过特殊的过滤处理，这种烟圈几乎完全由水蒸汽和一点点燃烧后产生的二氧化碳组成，无毒无害——这样设计的目的是希望通过烟圈这种生动有趣且容易量化的形式引起人们对碳排放的重视。“如果人们没有意识到问题，就不会有所行动。”英格斯对《中国新闻周刊》说，“到2017年，当这个焚烧厂正式启用后，我就可以告诉我的孩子们，他们每数一个烟圈，就说明我们又排放了一吨二氧化碳。”英格斯说，一般像这样的垃圾处理项目，往往都会收到来自周边居民的抗议信，而现在他们已经收到了不少来信，询问这个能滑雪的垃圾焚烧厂什么时候建成开业。
案例6：法国Issy-Ies-Moulineaux垃圾焚烧厂——欧洲最大的地下垃圾处理厂
法国Issy-Ies-Moulineaux垃圾焚烧厂位于人口稠密的巴黎西南，旁边是塞纳河和埃菲尔铁塔（距塞纳河仅200米，距巴黎圣母院4.5公里，厂区周围遍布商务办公楼，微软研发中心与该厂仅一墙之隔），第1条线于2007年建成（第2条于2009年建成），总投资约6亿欧元。
该厂宽110米，长375米，高21米（地面部分）。用当地居民的话说：“它像一座豪华的写字楼，像一个绿荫环绕的图书馆，像医院，像学校，就是不像垃圾处理厂。”然而，这正是欧洲最大的地下垃圾处理厂的地面部分。
规模和工艺：该厂负责承担周围25个城区100万居民的生活垃圾处理，其年焚烧能力达到46万吨。包装类垃圾、家用电器大件垃圾在该厂年回收量分别为2万吨和3.5万吨。该厂采用了日立的炉排炉技术，有2条焚烧线，发电量85.2MW垃圾焚烧产生的热能和电能能够为大约8万户居民提供家庭取暖，为5万户居民提供家庭用电，每吨垃圾焚烧后的炉渣只有大约28公斤。焚烧后的炉渣经处理后，还可用于道路建设。除充分利用能源外，该厂采用的烟气净化系统包括静电除尘器、干法反应塔、布袋除尘器、SCR反应器等，组合烟气净化、废水处理等工艺能够使该厂的污染指标，包括废气、废水、噪声等均大大低于欧盟标准和法国当地标准，如废气的粉尘去除率达到99 %以上，二噁英排放几乎为零。排入塞纳河的废水完全符合法国各项排放标准，烟气排放值只有标准的一半。此外所有设备都深藏地下，公众在地上也几乎听不到噪声。此外，Issy-Ies-Moulineaux垃圾焚烧厂面向塞纳河，背靠火车道。通过河道运输，可使出入焚烧厂的重型垃圾运输车辆的数量从每周426辆减少到320辆，如再加上铁路运输，将可大大缓解公路运输压力，减少汽车尾气排放对环境的污染。
景观设计：由于该厂受城市规划限制，烟囱高度仅为25m，但该厂建筑物的屋顶绿化覆盖率却超过50% 。所有设备都安置在地下。巴黎Issy-Ies-Moulineaux垃圾焚烧厂是一个拆旧建新的项目（旧厂有4条焚烧线，于1965年建成）。该厂在前期规划中就十分注重与周边环境的融合，出于景观要求，该厂房设计高度不高于附近树冠的高度，为此该项目向地下深挖，建筑底部标高为-31m，也就是说，建筑的2/3都在地下。该厂建设费用中，土建费用远超过常规垃圾发电厂。在河边建设地下焚烧厂，也就意味着地下水位就在地面以下几米处，这对开挖和土建都提出了特殊的要求；垃圾运输车通过下坡道从地面进入卸料大厅；烟囱几乎全部埋在地面以下，而且通过升温解决了“白烟”现象，所以人们看不见工厂排出的烟气；该项目高标准规划、先进的景观设计理念，已成为城市中心建设垃圾焚烧厂的典范。
二、填埋场修复篇
案例1：英国伦敦女王伊莉莎白二世奥林匹克公园（Queen Elizabeth Olympic Park）
伦敦奥林匹克公园占地约2.5 km2，该基地在二战中伦敦大轰炸后被用作垃圾填埋场，因为土壤和地下水被严重污染，这片土地对开发商来说基本毫无价值，而政府在整个规划和投资中发挥了中心作用。借伦敦第三次举办奥运会之机，伦敦市政府发布了一项可持续开发计划，对基地及地区遗留问题进行详细规划，并要求将大部分受污染的土地改造后，建造奥运场馆、公共绿地和住宅。
案例2：加拿大蒙特利尔圣米歇尔环保中心（Saint-Michel Environmental Complex）
加拿大蒙特利尔市的圣米歇尔环保中心占地192 hm2，过去是米隆采石场，1968年部分采石场开始作为垃圾填埋场，被使用了30多年，给城区环境带来了诸多不良影响，过去一直是蒙特利尔主要的污染源。城市政府主导下，提出了该项目的修复计划，基地逐渐被转变为一个城市绿色空间，预计2023年将改造成为蒙特利尔最大的多功能大都市公园。
圣米歇尔环保中心项目规划修复的核心原则是安全优先，即在整体修复过程中，人和环境的安全是第一位的。在垃圾封场工程中，为了确保垃圾填埋场产生的废气和垃圾渗滤液不会外泄，整项工程采用了多层覆盖的技术。此外，垃圾渗滤液也被有效地收集，经过压缩后送到污水厂进行处理，避免了后续慢发性灾害的产生。
米隆垃圾填埋场的修复与再生规划确定了集环保、科教、文化、体育、休闲娱乐于一体的功能定位，并采用了多重策略。该项目设计了建设与环境保护相关的大规模的教育培训和环保技术基地，展示方案的主题有三个：一、蒙特利尔，清洁技术的城市，指的是垃圾填埋场的改造和废弃物回收管理；二、蒙特利尔，绿色的岛屿，指景观建设和自然空间的重建；三、蒙特利尔，包容的城市、文化的城市和创造的城市，突出文化和创意。该项目还将增添乔木和灌木等绿色资源，建立多娱环保马戏城。
案例3：Dania滨海公园，马尔默，丹麦
Dania滨海公园位于瑞典和丹麦分界处的Öresund海峡一侧。该公园是原马尔默海岸西部港口改造工程的主要项目之一，也是瑞典国内对城市用地进行开发再利用的最为雄心勃勃的项目之一。该用地曾经是寸草不生的垃圾填埋场；是一片充斥着脏污不堪的淤泥的工业荒漠。起初，难以定义的基地条件给设计师带来了不小的困难，最终那些自然的瞬息万变的元素反而构成了设计的主角：光、风、大海、地面线以及一望无际的远景。这是一片随季节和气候变化的场所，人们在这里可以体验岩石的坚硬与海浪的凶悍，体验落日的壮美与夏日的明媚。公园最重要的组成要素是被称为“Scouts（瞭望台）”的部分：三个倾斜的混凝土台，嵌入到岩石组成的海岸线中，让来到公园的人们可以深入大海。40X40m的被称为“堡垒”的平台，比海平面高6m，无论是强烈的海风还是壮美的落日，只要站在这里都能畅快地体验。此外，三个木箱组成的“阳台”提供了俯瞰广阔草坪的场所。后者是一块绝佳的室外活动场地，两排高地错落的树木及耐盐灌木将强烈的海风阻隔在外。
案例4：西班牙巴塞罗那格拉夫自然公园中的瓦尔·德恩·琼填埋场修复工程
位于格拉夫（Garraf）自然公园中的瓦尔·德恩·琼（Vall d’en Joan）曾是一个封闭蜿蜒的山谷，自1974年这里便成为了垃圾填埋场，主要处理来自巴塞罗那都市圈的垃圾。景观恢复之前，填埋场有着陡峭的斜坡，这个巨大的斜坡布满了整个山谷，最上层的垃圾就这么暴露着，和山谷的自然风景形成鲜明对比。2003年-2010年，巴塞罗那对该填埋场进行了修复和景观再造，该工程获得了2014第八届罗莎•芭芭国际景观奖。目前该填埋场占地约70公顷，某些地点的填埋深度超过了80米，填充了山谷三分之二的高度。
将垃圾填埋场转换为农业景观基于以下三个关键因素：地形、水力学和植被。地形处理是最基本的，堤防工程和渠道的设置可以保证新地形的稳固，并在此基础上布置了养殖梯田、树木种植区、作物种植区。梯田上的雨水径流被引入雨水蓄水池，同时用沼气产生的动能驱动灌溉系统。
在修复工程刚开始的时候，建筑师首先用一层土覆盖住最后一层废弃物顶部。一条很大的混凝土冲沟将原生土和还在使用的垃圾填埋场分开，且兼有为山腰排水泄洪的功能。处理过的中水和工作区冲洗用水在一处水库中汇集，并在那里进行净化处理。修复工序从最低水平面开始，此时高处的垃圾填埋场仍在继续投入使用。一套全新且与以往截然不同的系统与现有系统相重合，且二者将共存直至该填埋场关闭。直到3年以后修复工作才会完全结束。
土方工程：该垃圾填埋场的台地工程需要能够容纳下碎石；这个关于正在使用中的垃圾填埋场的强制规范是为了保证所堆积的大量废物的稳定性。由于底层土壤的构造，那种挖掘的方法并不适用于该工序。制造台地唯一可行的方法是从现场以外运入材料。现场的坡度极为陡峭，需要建设的挡土墙高度超过10米，因此需要大量的外来土（最初20公顷面积场地其土方量高达465000 立方米）。
土壤：在农业栽植中土壤是决定性的因素。在两个以上的阶段需要运入新的土壤。第一个阶段是用来建造台地的基本结构，并填充挡土墙之间的空隙。第二个阶段用来形成一层肥沃的土壤层，以便植物种植。在这两个阶段之间是铺设砂石层、渗透膜、防水材料以及另一层砂石层，以将垃圾堆同新的土壤相隔开。这些混杂的惰性土壤必须要很肥沃，这样才能适合种植作物根系往下长，深入到由机械通道形成的土层中，移动石块，破土而出，这样才能成为一个整体，达到最后的效果。在此之后某些特定的种植区（斜坡和树阵）中需要施以粪肥，在台地则需要混合肥料，以改善土壤的结构和质地。为了改善土壤的肥沃程度，台地上还需要进行豆类作物的轮作。
改造后的自然公园规模很大又临近各种人口中心，在这种背景下，设置直达场地的道路和停车场是至关重要的。
路径的精心设计引导着游客在蜿蜒的梯田上查看恢复工作并欣赏风景。由废弃物构成的矮墙设置在路径旁，提醒着游客不应忘却场地几十年的历史。
（作者：刘抒悦 美国麻省理工学院环境工程硕士 单位：上海市环境工程设计科学研究院有限公司）
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