袁 凱，鄒獻(xiàn)兵，趙 智，黃 彬

（廣元市城市發(fā)展集團(tuán)有限公司 四川廣元 628000）

1 研究背景及意義

習(xí)近平總書記高度重視生態(tài)文明建設(shè)，在黨的二十大報(bào)告中提出深入推進(jìn)環(huán)境污染防治，協(xié)同推進(jìn)減污降碳，持續(xù)深入打好藍(lán)天、碧水、凈土保衛(wèi)戰(zhàn)。污水處理系統(tǒng)的建設(shè)是污水收集、輸送、處理和排放綜合整治的重要手段，也是打好碧水保衛(wèi)戰(zhàn)的關(guān)鍵一環(huán)。污水處理被廣泛應(yīng)用于建筑、能源、交通、環(huán)保、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療等各個領(lǐng)域，并逐漸走進(jìn)人們的生活。由于部分人群環(huán)保意識較弱、環(huán)保知識匱乏，對于與自身沒有直接關(guān)系的環(huán)境問題采取消極態(tài)度，對政府依賴嚴(yán)重，無法正確認(rèn)識自身對環(huán)境保護(hù)的重要性，缺少主人翁意識［1］。因此，加強(qiáng)環(huán)保科普教育工作是實(shí)現(xiàn)建設(shè)美麗中國的當(dāng)務(wù)之急。習(xí)近平總書記在“科技三會”上提出，“科技創(chuàng)新、科學(xué)普及是實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新發(fā)展的兩翼，要把科學(xué)普及放在與科技創(chuàng)新同等重要的位置［2］?！杯h(huán)?？破招麄鹘逃鳛楸Ｗo(hù)環(huán)境過程中追根溯源的環(huán)節(jié)，是推動全社會共同行動建設(shè)美麗中國的基礎(chǔ)性社會工程［3］。科普基地是普及科學(xué)知識、開展科普活動、傳播科學(xué)思想的重要陣地，在提高公民科學(xué)素養(yǎng)、傳播綠色發(fā)展和低碳生活理念等方面發(fā)揮著重要作用。

2 環(huán)?？破栈亟ㄔO(shè)內(nèi)容設(shè)計(jì)

2.1 環(huán)?？破栈氐乃颊?/h3>

堅(jiān)定不移地踐行“綠水青山就是金山銀山”理念，持續(xù)推進(jìn)“雙碳”目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)由規(guī)模效益型向綠色低碳型轉(zhuǎn)變，全面貫徹新《環(huán)境保護(hù)法》，大力推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)，以改善水環(huán)境質(zhì)量為核心，按照“節(jié)水優(yōu)先、空間均衡、系統(tǒng)治理、兩手發(fā)力”原則，貫徹“安全、清潔、健康”方針，系統(tǒng)推進(jìn)水污染防治、水生態(tài)保護(hù)和水資源管理。堅(jiān)持落實(shí)各方責(zé)任，嚴(yán)格考核問責(zé)；堅(jiān)持全民參與，推動節(jié)水、潔水人人有責(zé)，形成“政府統(tǒng)領(lǐng)、企業(yè)施治、市場驅(qū)動、公眾參與”的水污染防治新機(jī)制，實(shí)現(xiàn)環(huán)境效益、經(jīng)濟(jì)效益與社會效益多贏，為建設(shè)“藍(lán)天常在、青山常在、綠水常在”的美麗中國而奮斗。

2.2 污水處理科普基地的框架設(shè)計(jì)

2.2.1 環(huán)?？破栈亟ㄔO(shè)原則

①整體規(guī)劃原則。將室內(nèi)科普展廳、污水處理廠各個組成部分及其對應(yīng)的科普設(shè)施多位一體進(jìn)行整體考慮，不斷完善已有污水處理設(shè)備和建設(shè)各類實(shí)踐教學(xué)平臺，對環(huán)?？破栈剡M(jìn)行系統(tǒng)化設(shè)計(jì)，根據(jù)情況進(jìn)行不同的科普功能定位。同時，也可以在現(xiàn)行設(shè)施基礎(chǔ)上實(shí)踐教學(xué)與工程運(yùn)營有機(jī)結(jié)合，讓污水處理廠每一處處理設(shè)施都成為科普節(jié)點(diǎn)，將污水處理廠整體規(guī)劃建設(shè)成“開放的活體博物館”。

②因地制宜原則。規(guī)劃設(shè)計(jì)中要充分結(jié)合地形地貌的特點(diǎn)，有效利用人力、物力和財(cái)力，揚(yáng)長避短，因地制宜，將污水處理廠打造成以環(huán)保為主題的循環(huán)污水處理博覽園。

③共同參與原則。建設(shè)環(huán)?？破栈厥且粋€共同參與的過程，企業(yè)各部門、專家、民間組織、環(huán)保志愿者和各高校、中小學(xué)校等根據(jù)自己的職責(zé)共同參與，充分聽取各方意見，利用各方資源創(chuàng)新宣傳方法、手段和內(nèi)容為基地建設(shè)發(fā)揮作用。

④循序漸進(jìn)原則。環(huán)保科普基地的建設(shè)應(yīng)當(dāng)是一個長期維護(hù)并發(fā)展的過程。在建設(shè)環(huán)?？破栈剡^程中，特別在建設(shè)基地和開展環(huán)?？破战逃顒臃矫妫瑧?yīng)根據(jù)污水處理廠的現(xiàn)實(shí)條件和基礎(chǔ)狀況制定切實(shí)可行的措施，循序漸進(jìn)，并逐步完善。

2.2.2 城市污水處理廠工藝過程

城市污水處理廠的工藝流程大致分為以下3個步驟。

①一級處理（格柵間、沉砂池、沉淀池）。主要去除大粒徑物質(zhì)和部分有機(jī)物質(zhì)，如樹葉、水中的塑料袋、沙粒。

②二級處理（生物濾池、二沉池）。主要去除污水中呈膠體和溶解狀態(tài)的有機(jī)污染物質(zhì)（BOD/COD物質(zhì)）。

③三級處理（串聯(lián)工藝）。為了滿足新的排放標(biāo)準(zhǔn)要求（氨氮＜8 mg/L，磷＜0.5 mg/L），可以在處理工藝末端投加除磷劑或氨氮去除劑，利用強(qiáng)氧化、化學(xué)沉淀法處理確保各類指標(biāo)合格。

2.2.3 科普知識點(diǎn)設(shè)置

由于科普基地項(xiàng)目是面向公眾開放，大部分人對相關(guān)專業(yè)知識的了解程度低，所以普及相關(guān)的理論知識是非常必要的。一個科普基地普及的理論知識應(yīng)該包括行業(yè)相關(guān)和擴(kuò)展的知識點(diǎn)，并且為了達(dá)到科普基地想要達(dá)到的教育效果，展示的知識要具備全面、通俗易懂和結(jié)合實(shí)際等特點(diǎn)。

2.2.4 呈現(xiàn)方式

以本研究相關(guān)的污水處理廠為例，向大眾普及污水處理常用的概念和污水處理的流程。在普及一些專業(yè)術(shù)語時，要做到簡潔、精確；在普及相關(guān)流程時，盡量做到圖文結(jié)合，并且盡可能地簡化相關(guān)流程。同時，可以通過模型搭建、實(shí)際流程參觀等方式來進(jìn)行相關(guān)知識的普及。

3 廣元空港污水處理廠科普基地規(guī)劃

3.1 污水處理廠建設(shè)背景

隨著近幾年四川廣元石龍工業(yè)園內(nèi)各引進(jìn)企業(yè)相繼投產(chǎn)，特別是某啤酒廠正式生產(chǎn)后，該園區(qū)內(nèi)污水排放已成為亟待解決的環(huán)境問題，加之冒包梁片區(qū)、肖家片區(qū)、坪霧村片區(qū)、土基壩片區(qū)開發(fā)進(jìn)度的不斷加快和石盤工業(yè)園區(qū)的形成，廣元空港污水處理廠在這樣的背景下應(yīng)運(yùn)而生。為了貫徹落實(shí)黨的十九屆五中全會精神和習(xí)近平總書記關(guān)于科技創(chuàng)新和科學(xué)普及工作的重要講話精神，以及響應(yīng)四川環(huán)?？破掌脚_建設(shè)號召［4］和推進(jìn)廣元科普基地體系建設(shè)，廣元空港污水處理廠發(fā)揮自身技術(shù)優(yōu)勢，聚焦“循環(huán)”理念，構(gòu)建了廣元空港污水處理廠科普基地。廣元空港污水處理廠的現(xiàn)場照片如圖1所示，包括污水處理廠大門、調(diào)節(jié)池、污泥脫水機(jī)房等。

圖1 廣元空港污水處理廠現(xiàn)場照片F(xiàn)ig.1 Photo of Guangyuan Airport Sewage Treatment Plant

3.2 污水處理廠科普展館

污水處理廠科普展館是科普基地的重要組成部分。設(shè)計(jì)流程如圖2所示。展館根據(jù)中小學(xué)生的喜好，以文字、圖片、動畫、3D模型等豐富的呈現(xiàn)形式，通過墻面互動投影等多種互動方式展示水環(huán)境治理及保護(hù)的重要性。該科普基地將“循環(huán)”理念深入貫徹于科普展館建設(shè)中，運(yùn)用聲、光、電、影、觸手段讓參觀者融入進(jìn)去。參觀者在工作人員的引導(dǎo)下觀看污水處理科普視頻，并進(jìn)行現(xiàn)場參觀學(xué)習(xí)，系統(tǒng)地將課堂所學(xué)與生產(chǎn)現(xiàn)場結(jié)合起來，對污水處理和污泥處置有了一個更直觀的認(rèn)識。同時，通過參觀交流增強(qiáng)大家的節(jié)水意識和水資源保護(hù)意識，引導(dǎo)人們養(yǎng)成節(jié)水、愛水、惜水、護(hù)水和科學(xué)用水的習(xí)慣。

圖2 污水處理廠科普展館設(shè)計(jì)流程圖Fig.2 Design flow chart of sewage treatment plant science popularization exhibition hall

3.3 污水處理廠工藝流程

結(jié)合實(shí)際是一個重要的學(xué)習(xí)方式，在科普展館了解完污水處理整個流程后將安排參觀者進(jìn)行實(shí)地參觀。科普人員將從入水口到出水口，給參觀人員一一介紹每個細(xì)微的流程，以達(dá)到最終了解和學(xué)習(xí)的目的。整個污水處理的可視化過程如圖3所示。廣元空港污水處理廠污水處理采用CASS生產(chǎn)工藝。CASS工藝稱為周期循環(huán)活性污泥工藝，其基本結(jié)構(gòu)是在序批式活性污泥法（SBR）的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，即在SBR池內(nèi)進(jìn)水端增加了一個生物選擇器。反應(yīng)池沿池長方向設(shè)計(jì)為兩部分，前部為生物選擇區(qū)也稱預(yù)反應(yīng)區(qū)，后部為主反應(yīng)區(qū)，其主反應(yīng)區(qū)后部安裝了可升降的自動撇水裝置，整個工藝實(shí)現(xiàn)了可連續(xù)進(jìn)水和間斷排水。

圖3 污水處理可視化流程圖Fig.3 Visualization flow chart of sewage treatment

3.3.1 預(yù)處理設(shè)施

參觀的路線跟隨著污水流動的軌跡進(jìn)行，預(yù)處理環(huán)節(jié)如圖4所示。首先通過集水井中的格柵，這是處理污水的第一步。粗格柵用來去除可能堵塞水泵機(jī)組及管道閥門的較粗大懸浮物，細(xì)格柵用于連續(xù)清除流體中細(xì)小的顆粒及懸浮物。

圖4 預(yù)處理環(huán)節(jié)科普效果圖Fig.4 Science popularization effect diagram of pretreatment link

格柵井連接泵房，泵埋在地下，離心泵利用螺旋離心原理把水打高，然后從地下輸送到曝氣沉砂池。沉砂池以重力分離為基礎(chǔ)，故可通過控制沉砂池的進(jìn)水流速使得比重大的無機(jī)顆粒下沉到漏斗，而有機(jī)懸浮顆粒能夠隨水流帶走，然后進(jìn)入后續(xù)處理的工藝池。

3.3.2 CASS生化反應(yīng)系統(tǒng)

預(yù)處理后的污水中主要剩下一些易降解的有機(jī)物，可以通過CASS生化反應(yīng)系統(tǒng)去除，如圖5所示。每座CASS池中均設(shè)置2個區(qū)，第一區(qū)為生物選擇區(qū)，第二區(qū)為主反應(yīng)區(qū)，污水首先進(jìn)入生物選擇區(qū)，然后再進(jìn)入主反應(yīng)區(qū)。設(shè)置生物選擇區(qū)的目的是防止系統(tǒng)出現(xiàn)污泥膨脹和保證磷在選擇區(qū)中釋放。在主反應(yīng)區(qū)內(nèi)完成去除有機(jī)物、硝化/反硝化等生物處理過程，沉淀后，清水由潷水器潷出。

圖5 CASS生化反應(yīng)系統(tǒng)科普效果圖Fig.5 Science popularization effect diagram of CASS biochemical reaction system

3.3.3 深度處理系統(tǒng)

CASS池出水后通過二沉池、高效沉淀池、過濾池分離污泥及過濾細(xì)小雜質(zhì)，然后再進(jìn)入消毒池進(jìn)行深度處理，經(jīng)消毒處理后的尾水溢流進(jìn)入排放水池后排入受納水體，如圖6所示。深度處理系統(tǒng)的作用是提高污水處理廠出水水質(zhì)，從而使得處理水各項(xiàng)指標(biāo)能達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。

圖6 深度處理系統(tǒng)科普效果圖Fig.6 Science popularization effect diagram of advanced treatment system

3.4 污水處理廠實(shí)驗(yàn)室

參觀完整個污水處理流程后帶領(lǐng)參觀者來到實(shí)驗(yàn)室，如圖7所示，工作人員會和大家一起進(jìn)行簡單的水質(zhì)檢測小實(shí)驗(yàn)。

圖7 污水處理小實(shí)驗(yàn)科普環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)圖Fig.7 Design drawing of science popularization link of small experiment of sewage treatment

①酸堿物質(zhì)檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)過程中，由工作人員帶領(lǐng)參觀者對生活中的酸堿物質(zhì)進(jìn)行檢測，此過程可以向大家普及生活中酸堿性較強(qiáng)的物質(zhì)及它們對人體產(chǎn)生的影響。通過實(shí)驗(yàn)，讓參觀者明白在日常生活中經(jīng)常會產(chǎn)生酸堿等物質(zhì)，因此，為了保護(hù)我們的水資源，一定要養(yǎng)成珍惜意識，以避免水資源的浪費(fèi)和污染。

②過濾實(shí)驗(yàn)：污水流經(jīng)花崗巖石子時，大污垢顆粒都已被過濾掉。流經(jīng)瓷砂時，瓷砂具有多孔性，能吸附污水中的鐵、錳、氟、油及其他有機(jī)污染物。流經(jīng)活性炭時，活性炭表面有很多小孔，可吸附水中顏色顆粒和氣味顆粒，最后經(jīng)過石英砂再過濾一下“漏網(wǎng)”的懸浮物。

③制作污水凈化裝置：活動現(xiàn)場準(zhǔn)備一套模擬污水處理的教學(xué)道具，讓參觀人員自己動手，用剛才學(xué)習(xí)到的污水處理知識將教具組裝起來，看看自己動手的實(shí)踐效果。講解人員在旁進(jìn)行指導(dǎo)，讓他們將教具組裝好和完成污水處理模擬實(shí)驗(yàn)。此模擬實(shí)驗(yàn)是為了讓參觀人員體會到污水處理在生活中的重要性。

3.5 污水處理知識互動問答

現(xiàn)場參觀講解結(jié)束后，參觀者回到最初的科普展廳，在這里，參觀者們可針對剛才參觀過程中不懂或有疑問的地方進(jìn)行提問，由講解員一一解答，如表1所示。

表1 污水處理知識講解問答一覽表Tab.1 Questions and answers for explaining sewage treatment knowledge

4 總結(jié)與展望

本項(xiàng)目結(jié)合了多種形式的科學(xué)知識展示方式，深入地傳播了污水處理的相關(guān)知識，是黨的二十大生態(tài)文明思想的鮮活實(shí)踐。不斷開創(chuàng)中國特色社會主義理論體系中生態(tài)文明建設(shè)新局面，在普及知識的同時圍繞國家環(huán)保理念，將保護(hù)環(huán)境和節(jié)約用水等知識深入普及。預(yù)期達(dá)到了傳播相關(guān)科學(xué)內(nèi)容的目的，參觀對象從學(xué)生到老人，涉及各個年齡段的群體。該項(xiàng)目在發(fā)揮污水處理廠作用的同時充分利用了它的科普價值，使得人們通過這種有趣多維的科普形式學(xué)習(xí)了理論知識、加深了環(huán)保理念?？蔀楹罄m(xù)的一些相關(guān)行業(yè)提供參考，有較大的發(fā)展前景。