林 春，龍炳清，李 貴

(四川師范大學化學與材料科學學院，成都 610068)

1 前言

工藝就是利用生產(chǎn)工具對各種原材料、半成品等進行加工處理，最終成為產(chǎn)品的方法過程。工藝方法是人類發(fā)展過程中的動力，不斷推動著自然與社會演化發(fā)展，從而使得整個世界不斷進行著技術變革。隨著人口的快速增長和生產(chǎn)力的不斷發(fā)展，科學技術的突飛猛進，工業(yè)和生活廢棄物也不斷地增多，從而使生態(tài)環(huán)境不斷惡化，空氣質(zhì)量不斷下降，水體污染日益嚴重，自然災害頻頻發(fā)生。面對這一現(xiàn)狀，使得人類不得不開始關注環(huán)境保護，不斷探索先進有效的環(huán)境工藝方法。為解決人類發(fā)展所帶來的環(huán)境問題，環(huán)境工作者研究開發(fā)了大量的環(huán)境工藝。對環(huán)境工藝進行歸納總結，提取其哲學意義上的一般方法具有重要意義。本文對環(huán)境工藝中的一般方法——轉(zhuǎn)向思維法及其應用進行研究與探討。

2 轉(zhuǎn)向思維法的定義

思維是主體對信息進行的能動效應，如采集、傳遞、存儲、提取、刪除、對比、篩選、判別、排列、分類、變相、轉(zhuǎn)形、整合、表達等。思維主體主要是指人，思維客體即主體思維的對象，同時也包括思維主體本身。思維方式是人們觀察事物、分析問題和認識、改造世界的出發(fā)點、原則和方法的總和，是人們世界觀和方法論高度統(tǒng)一的具體體現(xiàn)。不同的人由于世界觀和方法論不同，或相同的人在不同時期由于世界觀和方法論的改變，其思維方式也是不同的。不同思維方式由于認識和改造世界的出發(fā)點不同，得出的結論和取得的效果則不一樣。

轉(zhuǎn)向法是創(chuàng)造性思維的一種方法。轉(zhuǎn)向法是指人們在思考問題時，其思路若在一個方向上受阻，便馬上轉(zhuǎn)向另一個方向，經(jīng)過多次轉(zhuǎn)向，直至獲得創(chuàng)造性思維成果和創(chuàng)造性行動的方法。但是轉(zhuǎn)向法不是隨意發(fā)生的，它對運用者具有較高的要求，要求人們必須具有較敏銳的觀察能力，善于發(fā)現(xiàn)苗頭，從而為思維轉(zhuǎn)向提供思維入口;也要求具有不厭倦于再做轉(zhuǎn)向思考的毅力和追求完善、盡職盡責、積極進取的精神，從而使思維轉(zhuǎn)向成為創(chuàng)造性思維鏈條的一個又一個環(huán)節(jié)。

3 轉(zhuǎn)向思維法在環(huán)境領域的應用

3.1 沙漠治理

土地沙漠化是一個重大的生態(tài)環(huán)境問題，也是我國所面臨的一個非常嚴峻的社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展問題。中國是受沙漠化嚴重危害的國家，沙漠及沙漠化土地面積約為160.7萬 km2，占國土面積的16.7%。當前我國沙漠化土地面積正以每年2460km2的速度擴展，而且還有加速擴大的趨勢。

我國在沙漠化防治方面采取的措施雖然很多，但總體上是就沙漠治沙漠的封閉思維模式，具體表現(xiàn)在為以下兩個方面:種樹種草和圍欄封育。如僅考慮到種樹種草，而未在建設基本農(nóng)田、大幅度提高單位土地的產(chǎn)出水平上下工夫，導致種樹種草與本已過重的人口壓力之間矛盾日趨激烈;而“圍欄封育”，建設“草庫論”，實行劃區(qū)輪牧的做法，本身沒有把區(qū)域內(nèi)的人畜壓力釋放出去，圍起來的地方，沙漠化有所逆轉(zhuǎn)，沒有圍起來的地方，由于人畜壓力的加大，植被破壞更加嚴重，勢必造成沙漠化的繼續(xù)加劇。單靠技術解決沙漠化問題的封閉思維難以從根本上解決沙漠化問題，從而人們轉(zhuǎn)向開放思維解決該問題，即從解決沙漠化土地上過重的人口壓力出發(fā)，從經(jīng)濟學、生態(tài)學和沙漠學相結合的角度，把沙漠化治理與農(nóng)村經(jīng)濟發(fā)展有機結合起來，形成沙漠化防治的生態(tài)經(jīng)濟模式。在這個模式中，沙漠化治理應該按照降低土地上的人口壓力和形成穩(wěn)定生態(tài)系統(tǒng)的總體目標，有層次、按時序進行［1］。

隨著科學技術的不斷進步，人工可調(diào)節(jié)水肥因子在技術上具備了越來越大的可操作性，從而為沙漠化治理開發(fā)中新技術的使用，拓展了廣闊的空間，對作物的優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)提供了保障。吸納農(nóng)村剩余勞動力，轉(zhuǎn)移農(nóng)業(yè)富余人口，也可以帶動多種產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，增加群眾收入，緩和西部人口壓力與土地承載力之間的矛盾。實踐證明，這種開放的思維模式成效顯著。

3.2 城市生活垃圾處理

在城市生活垃圾處理方面也有轉(zhuǎn)向開放思維的工藝應用。傳統(tǒng)的城市生活垃圾的處理方式為填埋和堆肥。填埋需要占用大量土地，并且填埋場地選擇要求較高，目前許多城市已很難選到合適的填埋場，甚至無地可選;堆肥涉及土地吸納能力，農(nóng)民使用堆肥意愿下降及農(nóng)產(chǎn)品安全等諸多問題。為了更好地解決城市生活垃圾問題，垃圾處理工藝的轉(zhuǎn)向成為必然，其中垃圾焚燒工藝的應用是較成功的轉(zhuǎn)向［2］。

與填埋和堆肥相比，垃圾焚燒法占地少，能大大減少排放量，使垃圾體積縮小90%左右;焚燒溫度高，能徹底消滅病原體;焚燒過程中產(chǎn)生的熱量可用于城市供暖、發(fā)電等，可徹底實現(xiàn)垃圾資源化、無害化、減量化和安定化;非常符合國家循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展模式，節(jié)能減排效果突出，并可形成新的產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟［3］。

3.3 秸稈處理

秸稈通常是指小麥、玉米、棉花、水稻等農(nóng)作物在收獲子粒后的剩余部分，在我國北方平原地區(qū)主要是小麥、玉米秸稈。長期以來，秸稈并沒有被有效利用，在農(nóng)村，秸稈隨意堆放、焚燒的現(xiàn)象到處可見，嚴重污染了生活環(huán)境，且煙霧影響交通，造成巨大的經(jīng)濟損失。近年來，每逢夏、秋季節(jié)，政府動用行政干預，工作人員包村包地塊，制止秸稈焚燒，雖然取得了“明顯效果”，但畢竟不是長久之計。要從根本上解決這一問題，應從秸稈綜合利用著手，充分挖掘秸稈存在的價值，變堵為疏，變廢為寶。如今各種技術相繼開發(fā)并越來越成熟，如將其制作成秸稈飼料、秸稈燃料、秸稈還田、加工成草制品和培養(yǎng)基等。值得一提便是秸稈還田。秸稈還田是當今世界范疇內(nèi)改善農(nóng)田生態(tài)環(huán)境，發(fā)展持續(xù)農(nóng)業(yè)、旱作農(nóng)業(yè)的重大措施;是節(jié)本增效、發(fā)展質(zhì)量效益型的重要環(huán)節(jié)，也是促進綠色食品發(fā)展的有效手段。秸稈還田可增加土壤新鮮有機質(zhì)，提高土壤肥力，改善土壤的物理性質(zhì)，使土壤耕性變好，秸稈還田增產(chǎn)效果顯著，降低生產(chǎn)成本。據(jù)調(diào)查，秸稈還田后第一季作物平均增產(chǎn)5%～10%，第二季后作物平均增產(chǎn)5%。據(jù)農(nóng)業(yè)科研單位試驗，在秸稈還田的地塊上施用化肥，可較好地發(fā)揮化肥的肥效，可提高氮肥利用率15%～20%，磷肥利用率可提高30%左右［4］。

通過研究人員創(chuàng)造性的深度開發(fā)，充分挖掘了秸稈的價值潛力，不僅消除了秸稈利用帶來的危害，又推動了當?shù)剞r(nóng)村經(jīng)濟的發(fā)展。這是由堵為上策轉(zhuǎn)向變堵為疏、變廢為寶的典型事例。

3.4 制革廢水的綜合治理

制革廢水有機物濃度高、可生化性好，生物抑制濃度不高，所以很多生化處理方法都能取得較好處理效果，實現(xiàn)廢水達標排放。但是，目前的許多處理工藝都沒有對重金屬鉻采取單獨處理措施，只是將鞣革廢水和其他廢水混合后進行生化處理，雖然廢水中鉻的去除率達99%以上，可以滿足廢水排放標準。但是，生物污泥因含鉻濃度過高而產(chǎn)生了二次污染。生產(chǎn)廠家只是將生物污泥濃縮脫水后運到城市生活垃圾處理廠進行堆放或填埋，甚至進行農(nóng)田施肥，給環(huán)境帶來了極大的隱患。所以，有些制革業(yè)發(fā)展歷史久遠的地方，由于廢水的跑、冒、滴、漏及污泥的處置不當，其附近的土壤、地面水甚至地下水的鉻含量都遠遠超過國家環(huán)境衛(wèi)生標準。這種廢水處理方法也不符合國家關于重金屬廢水必須在車間排放口去除污染物、不得稀釋排放的原則。所以，制革業(yè)廢水徹底有效處理的關鍵即是對制革含鉻廢水進行單獨處理和回收鉻，鉻回收后的廢水可以和其他生產(chǎn)廢水一起進行生化處理［5，6］。

新的工藝將制革業(yè)的鞣革廢水首先除鉻，以防止鉻的二次污染。然后再去除水中的有機物和懸浮物等其他污染物質(zhì)。這是由單一工序向多工序組合的轉(zhuǎn)向。

3.5 除塵設計

除塵器是從含塵氣流中將粉塵分離出來并加以捕集的裝置，是除塵系統(tǒng)的主要設備。旋風除塵器內(nèi)部沒有活動部件，它借助于含塵氣流的離心力將固體粒子從氣流中分離出來，是工業(yè)中應用較為廣泛的除塵設備之一，經(jīng)常應用于多級除塵系統(tǒng)的一級除塵。但是旋風除塵器壓力損失一般比較大，如高效旋風除塵器的壓力損失竟達1250Pa～1500Pa。此外，這類除塵器不能捕集小于5μm的粉塵粒子。袋式除塵器利用有機纖維或無機纖維作為濾袋將氣體中的粉塵過濾出來，尤其對小顆粒粉塵的凈化比較有優(yōu)勢，適作為除塵系統(tǒng)的二級除塵設備。但是袋式除塵器阻力略高;更換布袋費用高;布袋多時，判定破袋位置時間長 (有時不具備更換濾袋條件);當煙氣中含水率高或含油高時，容易糊袋;當煙氣溫度高時，可能會燒袋等?，F(xiàn)將旋風除塵和布袋除塵兩個除塵單元整合在一起，稱之為旋風—布袋除塵器。旋風—布袋組合式除塵器既簡化了除塵系統(tǒng)，節(jié)省了安裝空間，又提高了除塵效率［7］。

旋風布袋組合式除塵器由旋風除塵單元和袋式除塵單元組成，旋風除塵單元包括:進風口、外旋體、內(nèi)旋體、排灰閥等。袋式除塵單元包括:出風口、氣包、電磁脈沖閥、脈沖控制儀、花紋板、箱體、濾袋、骨架等。袋式除塵單元和旋風除塵單元上下直聯(lián)。含塵氣體首先通過進風口進入旋風除塵單元進行一級除塵后，除掉粗顆粒粉塵，然后進入袋式除塵單元進行二級除塵，通過濾袋的過濾進一步把較細粉塵從氣體中除去，干凈的氣體從出風口排出這樣，使用一臺除塵設備，實現(xiàn)了通常需要兩臺除塵設備和管路才能達到的效果。這是由單一處理轉(zhuǎn)向取長補短組合工藝的思維模式。

3.6 水處理

氮磷污染所致的水體富營養(yǎng)化十分嚴重，已危害農(nóng)業(yè)、漁業(yè)、旅游業(yè)等諸多行業(yè)，也對飲水衛(wèi)生和食品安全構成了巨大的威脅。經(jīng)濟有效地控制氮磷污染已成為當前急待解決的重大環(huán)保課題。目前，廢水生物脫氮主要通過硝化反硝化過程來實現(xiàn)，而生物除磷則主要通過聚磷菌過量攝磷和排泥來實現(xiàn)。盡管UCT(University of Cape Town)等傳統(tǒng)的生物除磷脫氮工藝兼顧了除磷和脫氮作用，但實際運行效果并不理想，主要原因是存在碳源供求和泥齡控制的矛盾，除磷過程和脫氮過程相互制約。而反硝化聚磷菌DPB(Denitrifying Phosphorus Removing Bacteria)恰好解決了這一難題。它能利用氧氣，又能利用硝酸鹽作為電子受體進行攝磷。由于DPB能在攝磷的同時進行反硝化作用，在除磷的同時完成脫氮過程，以DPB為基礎的新型反硝化除磷脫氮工藝可有效克服上述傳統(tǒng)生物除磷脫氮工藝的缺陷。

與常規(guī)生物除磷工藝相比，反硝化除磷工藝在流程設計及條件控制上，力圖在厭氧段減輕或消除硝酸鹽對厭氧釋磷的影響，在缺氧段提供足夠的硝酸鹽，強化聚磷菌的缺氧攝磷作用。目前，常見的反硝化除磷工藝主要有BCFS、DEPHANOX工藝和A2NSBR工藝。反硝化除磷工藝是根據(jù)反硝化聚磷菌 (DPB)的攝磷特點而開發(fā)的新型生物脫氮除磷工藝。該工藝以其特有的“一碳兩用”和“雙泥系統(tǒng)”，有效解決了常規(guī)生物脫氮除磷工藝的碳源供求矛盾和泥齡控制問題，可同時獲得較高的除磷和脫氮效率，并具有所需曝氣量少，剩余污泥排放量低等特點［8，9］。這是從傳統(tǒng)菌種轉(zhuǎn)向特定功能菌種處理廢水的典型案例。

綜上所述，多向思維求異思維作重要的的形式，表現(xiàn)為不受點、線、面的限制，不局限于一種模式，既可以從盡可能多的方面去思考同一個問題，也可以從同一思維起點出發(fā)，讓思路呈輻射狀，形成諸多系列，達到避免思路閉塞、單一和枯竭的效果。

4 轉(zhuǎn)向思維法的哲學內(nèi)涵

孫子兵法里寫到:“夫兵形象水，水之行避高而趨下，兵之形避實而擊虛;水因地而制流，兵因敵而制勝。故兵無常勢，水無常形。能因敵變化而取勝者，謂之神。故五行無常勝，四時無常位，日有短長，月有死生?！保?0］兵的性態(tài)就象水一樣，水流動時是避開高處流向低處，用兵取勝的關鍵是避開設防嚴密實力強大的敵人而攻擊其薄弱環(huán)節(jié);水根據(jù)地勢來決定流向，軍隊根據(jù)敵情來采取制勝的方略。所以用兵作戰(zhàn)沒有一成不變的態(tài)勢，正如流水沒有固定的形狀和去向。能夠根據(jù)敵情的變化而取勝的，就叫做用兵如神。金、木、水、火、土這五行相生相克，沒有哪一個常勝;4季相繼相代，沒有哪一個固定不移，白天的時間有長有短，月亮有圓也有缺。萬物皆處于流變狀態(tài)。在環(huán)境工藝中也是如此，工藝的出現(xiàn)和發(fā)展是與生產(chǎn)需要、社會發(fā)展和技術進步相聯(lián)系的，任何一種環(huán)境工藝、方法都是不斷地朝著更為科學、高效的方向發(fā)展。思維是創(chuàng)造活動，植根于生產(chǎn)實踐和科學技術進步，新工藝是思維的產(chǎn)物，但更是實踐與技術進步的產(chǎn)物。

毛澤東在《中國革命戰(zhàn)爭的戰(zhàn)略問題》中說到:“中國是一個大國—— ‘東方不亮西方亮，黑了南方還有北方’。不愁沒有回旋的余地?！笔挛锒际怯啥喾矫妗⒍鄬哟螛嫵傻膹秃象w，事物的發(fā)展也都會受到各種各樣因素的影響，具有多種發(fā)展可能性。因此，當我們思考事物和創(chuàng)造事物，在一個方向受到阻力時，便可在事物自身另尋它徑。

《發(fā)展與環(huán)境》一書指出:“你可以不卷入戰(zhàn)爭，你可以不從事生產(chǎn)，但是你不能不關心環(huán)境，除非你拒絕生產(chǎn)。”這句話反應了人類與環(huán)境的關系。答案是不確定的、是多元的，思維是發(fā)散的、靈活的，法無定式，貴在有效。正如十六屆五中全會指出的:科學發(fā)展觀是知道發(fā)展的世界觀和方法論的集中體現(xiàn)。這就要求我們在貫徹落實科學發(fā)展觀、以之統(tǒng)領經(jīng)濟社會發(fā)展全局的過程中，抓住方法論這個關鍵，擺脫傳統(tǒng)發(fā)展觀形成的發(fā)展目標上的片面性、發(fā)展途徑上的短期性、發(fā)展方式上的保守性、發(fā)展機制上的直線性等思維方法，進而建立一套具有系統(tǒng)性、持續(xù)性、創(chuàng)新性、辯證性的思維方法體系，為貫徹落實科學發(fā)展觀提供方法論上的支持。

馬克思認為理論思維總會走過肯定——否定——否定之否定或正——反——合的道路，因為后人總是在前人所面臨的問題及產(chǎn)生自我矛盾中前進的，解決矛盾成了理論探討的原動力和終結點，然而起點與終點相重合，理論又會被超越，但其革命性則在漫長的人類思想史中寫下了輝煌的一筆:在方法論上馬克思用唯物辯證法作為發(fā)現(xiàn)真理的工具，在兩極對立中尋找到了相互聯(lián)接的橋梁;在本體論上堅持唯物主義，在歷史領域把唯心主義從“最后一個避難所趕了出去”;更重要的是他給人類重新樹立了一個觀念，自然不是與人對立的異在，“我們統(tǒng)治自然界，絕不是像征服者統(tǒng)治異民族一樣，絕不像站在自然界以外的人一樣，——相反的，我們連同我們的肉、血和頭腦都是屬于自然界，存在于自然界內(nèi)的”。保護自然，就如保護自我，成了現(xiàn)代人類神圣的職責［11］?！罢J識自然、利用自然、改造自然、保護自然”是江澤民同志對人與自然關系的總結。作為“存在之大全”的自然是我們?nèi)祟愔系慕^對主體，人源于自然，最終又只能復歸于大自然。［12］人們通過自然科學探究去窺見大自然的奧秘，認識自然界內(nèi)部循環(huán)、協(xié)調(diào)作用規(guī)律，掌握自然界萬物之間的共生和競爭關系，通過思維的轉(zhuǎn)變，摒棄對環(huán)境造成破壞的手段，創(chuàng)造更為先進的、綠色的工藝來解決問題，真正做到因地制宜。

5 結語

轉(zhuǎn)向思維法是環(huán)境工程中的重要方法，正確認識和應用這一方法對環(huán)境工藝的發(fā)展有重要意義。任何一種環(huán)境問題，都有多種解決方法。人的思維是靈活的，改變思維模式，從不同的方面看待問題，便可找出不同的科學高效的方法。在其指導下，人們創(chuàng)造出了許多新型環(huán)境工程工藝，不僅節(jié)約資源、保護生態(tài)環(huán)境，而且可以更好地建設資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會。

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