2023年7月30至日8月6日,同济大学2020级给排水科学与工程专业28名本科生和3名带队教师(周靓,黎雷,于水利)受日本京都大学等单位邀请开展了夏令营活动,进行了丰富多彩的学术交流和实践活动。
7月31日 京都大学
第一站我院师生来了京都大学(以下简称“京大”),与该校都市环境工学系的师生开展了深入的交流和研讨。首先是系主任高岗教授进行了热情洋溢的欢迎致辞,并对该校的历史沿革和学科发展等做了详细介绍,高岗教授还指出,两校在环境领域有过长期合作,希望能以本次活动为契机,在人才培养和科学研究等方面开展进一步的深入交流。之后,双方师生进行了7场学术报告,主题涵盖了饮用水、碳减排、资源化、机器学习等。
接着,同学们还参观了京大的水环境实验室。DNA测序仪等先进的分析设备,干净整洁的环境,完善的安全设施都让大家耳目一新,印象深刻。同学们还参观了校史馆、图书馆等各类设施,进一步感受到了京大浓浓的学术氛围。校史馆参观过程中,大家了解到京大悠久的历史和顶尖的学术水平以及该校校友中诺贝尔奖得主达19位之多时,都赞叹不已。
8月1日 久保田集团阪神工厂
第二天我院师生来到了兵库县尼崎市,在久保田有限公司阪神工厂进行相关交流学习。全体成员先来到会议室听取工厂负责人介绍久保田公司的概况,同学们了解到久保田集团致力在粮食、水、环境领域解决社会课题,已有百余年历史,主要产品有工程机械、农业机械、球墨铸铁管、钢管及各类环保设备、民用阀门等。本次参观的阪神工厂主要是生产抗震性球墨铸铁管,包括直管、异型管和GX异型管等,在日本和世界各地饮用水和污水的安全运输和抗震中发挥了重要作用。
之后,同学们换上安全防护服,分三组参观了生产线,在接近50摄氏度的生产车间里,负责人和带队老师耐心讲解了铸铁管的生产流程及各个步骤的技术难点,同学们亲眼目睹了原材料的融化、离心铸造、回火加工、水压试验、内外涂层等步骤,惊叹他们每一个步骤都是严格操作,精益求精。此外,该厂的原材料有一部分来源于回收的废铁,实现了资源的利用,非常环保。
同学们还观看了模型演示,了解了抗震型球墨铸铁管的基本技术原理。管道采用特殊的卡口和连接技术,卡口处的双层橡胶圈具有足够的弹力和密封性,在地震发生时管道能灵活地适应各个方向的位移,拉伸和震动,同时又能够确保管道中的水流不会漏出。这对于我国地震多发地区的市政管网设计与施工具有一定的借鉴意义。上述原理虽然看上去简单,但也需要不断优化反复试验才能应用到实际中,工学是将理论知识变为现实的学科,需要同学们不断思考改进才能更好地付诸实践。
8月2日 大阪市柴岛净水厂&水道纪念馆
今天,我院师生来到了位于大阪市的柴岛净水厂进行参观学习。大阪市的水道局成立于1895年,目前市内主要有三个净水厂,此次参观的柴岛净水厂建成于1914年,是大阪市内最大的水厂,日供水量118万吨,向全市40%的家庭提供生活用水。我们首先来到了会议室听木内厂长给我们介绍整个水厂的基本情况,净水厂的工艺流程,处理规模以及供水区域。之后大家分为三组,实地参观了水处理设施、中试研究中心和应急给水用水设施。通过参观学习,同学们不仅了解了日本的水处理技术的发展与前沿应用,也认识到了两国供水水源、供水所面临的主要问题不尽相同。同学们在与工作人员的问答过程中,强化了专业认知,激发了学习热情,更进一步加深了对水厂水处理过程需因地制宜的思考。
还值得一提的是大阪市水道局斥巨资(约合人民币4500万元)在厂区内建造了一座中试基地,基地内根据实际水厂50:1的缩小比例建造了4条不同的水处理工艺流程,可以根据不同的实验需求组合不同的处理工艺,可用于新技术的开发以及新污染物应对时的中试实验等。
参观完柴岛净水厂之后,紧接着我院师生又来到位于大阪市东淀川区的水道纪念馆。水道纪念馆开馆于1995年,是为了纪念大阪市水道通水100周年及为了更好地向市民普及水道知识而设立的。水道纪念馆的建筑本身便是一处有名的历史建筑,建成于1914年,原先是柴岛净水厂的第一配水水泵场,在1999年被认定为日本国有文化财产。在这里我们详细了解了日本和大阪自来水的历史,了解了人与水的关系以及保护自然环境的重要性。在这里我们通过一幅幅图片,一个个小的知识点和动手操作,进行有趣地学习。同时,通过参观,也提高了同学们对科普工作重要性的认识,激发了大家对科普工作的兴趣,只有让公众更充分了解我们的治水过程,才能更好地落实节约用水和环境保护思想。
8月3日 京都市南部清洁中心
我院师生今天的目的地是京都市南部清洁中心。这是一座建成于2018年的最新的综合固废处理设施,内部设有垃圾焚烧设施,有效利用厨余垃圾等发酵所产生的甲烷气体的生物气化设施,以及对大型垃圾等进行破碎处理,筛选回收铁及铝等资源的筛选资源化设施。同时,这也是一所对公众开放的环境学习设施。在这里,同学们近距离学习并参观了垃圾处理所需的大规模设施,学习了焚烧处理及能源回收等全世界最先进的环境技术,也在学习实践中深入理解了日本垃圾分类、减排和可持续发展的理念。工厂利用焚烧产生的热量能制造出14000kW的电力,生物气体燃料能输出1000kW电力,相当于24000户家庭的消耗电量,在能源短缺的当下具有明确的现实指导意义。
在参观过程中,讲解员告诉我们,被运过来的垃圾中有相当一部分是在保质期内且包装完好的食品,将这些挑拣并整齐放置,很难看出这些物品是被人们舍弃的垃圾。同学们也纷纷反思自己平时偶尔的浪费行为,作为环境人,应当在减少食物浪费和垃圾生产方面有更多的作为。
8月4日 京大流域圈综合环境质研究中心&琵琶湖污水处理厂
上午,我们参观了京都大学位于琵琶湖畔的流域圈综合环境质研究中心,中心主任伊藤教授和领衔专家西村教授亲切地接待了大家,对大家的到访表示了热烈的欢迎。两位研究生前辈们带领我们参观了实验室,通过细致的讲解让我们了解了很多先进仪器及用途。值得一提的是,该研究中心为了便于研究琵琶湖的水质问题,甚至建设了一条单独的可以直接抽取琵琶湖湖水的管路,为实验提供了很大的便利。
该研究中心最早是1970年设置的京都大学水质污染控制实验室,是日本学术振兴会重点大学交流项目,京都大学全球卓越教育研究据点项目,国际人间安全保障工学项目,环境管理人才育成国际据点项目等国际合作人才培养项目的重要参加单位,并且是日本环境研究体系中产官学合作的重要组成单位。多项技术被列入日本国土交通省的下水道革新技术实证项目中进行推广。
下午,我们马不停蹄赶往了滋贺县湖南中部净化中心(琵琶湖污水处理厂之一)。从前面几天的学习中我们已经知道了琵琶湖是日本第一大淡水湖,面积约674平方公里,蓄水量256亿立方米,是京阪地区1400万人的饮用水源,十分重要。在净化中心,我们通过展板介绍、实地考察以及问答环节,对污水处理和琵琶湖的水源保护有了大致的了解。这是我们第一次集体参观污水处理厂,感到十分新奇的同时也受益匪浅。他们的资源集约化利用、深入人心的环保节水意识、先进的工艺处理技术等等都给我们留下了深刻的印象。
8月5日 琵琶湖疏水纪念馆
最后一天,我院师生参观了京都市的琵琶湖疏水纪念馆,通过带队老师前期的介绍,我们已经获悉琵琶湖疏水工程是为了解决日本迁都(由京都迁往东京)后京都市面临的社会衰退问题而建设的一项水利工程。在展览厅里,大家通过模型、图片和文物进一步学习了该工程的艰难历程和巨大成就。从1885年开始,人们使用了当时最先进的技术,耗时近5年才得以建成第一输水道。通过建设35km长的人工运河,将琵琶湖的水输送至京都地区,不仅带来了优质的水,还推动了航运和水电事业的发展。得益于水力发电的价廉物美,大幅度促进了京都中小企业的机械化进步。电力需求的不断扩大,推动了京都经济和产业的发展,促进了产业的振兴,为工业和科学的发展奠定了坚实的基础。日本第一条电气化铁路也于同时期开始运营。此外,电力也被充分利用在医疗和娱乐等方面,提高了人们的生活文化水平。1912年,随着第二输水道工程竣工,日本第一个采用“快速过滤”的蹴上净水厂也开始给京都市内供应自来水。琵琶湖疏水工程直到今天仍然支撑着京都人的生活、文化和产业。在二楼观景台,我们看到了湖面的美景和由琵琶湖引入至此的“清泉”,体验到自然的恩赐和宝贵之外,也联想到我国的“南水北调”工程,进一步理解了其伟大意义。
虽然本次专业实践时间只有短短6天,但同学们的视野得到了很大的拓展,真切感受到理论知识与生产实践不可分割的重要性,体会到工匠精神就是沉下心去认真对待每一个环节和每一件小事,不断思考和精进。对于环境学科的发展方向也有了更深刻的理解,专业自豪感和使命感得到了很大的提升。
同学们的学习感受摘录:
——这个夏天有幸前往日本关西地区进行学习交流,寓学于乐,给我留下了很美好的回忆。很荣幸能和京都大学的教授面对面,了解到他们的研究方式和学术氛围,给日后的深造提供了很多借鉴意义。同时我发现各个企业和工厂的宣传工作做的都非常好,不论是专门的讲解服务还是各种简明易懂的宣传资料,都让人感受到其企业文化和精神,以及对民众的关心,而非闭门造车,这是值得学习的(曾亦凡)。
——此次来日本见习,除了了解日本水处理和环保工作的情况,我最大的收获是感受到了国内外在环境领域研究方向的异同。日本的老龄化国情让他们已经开始探索未来人口减少后设施减量化的方法,与国内情况不同;而长期以来践行的垃圾分类和精细化垃圾处理让京都市的垃圾处理厂数量不断减少,这也许也是我国垃圾分类可能的未来。我国环保事业未来的发展要不断学习外国先进经验,更要结合我国国情,探索最为合适的道路(卢青)。
——我第一次如此直观地感受到垃圾分类的重大意义,同时感叹于京都在环保方面的宣传力度之大。在固废处理中心参观的最后,工作人员特地提醒同学们先别解散,还有最后一个重要内容要说,他告诉同学们在日本什么垃圾千万不能随意扔进垃圾桶——电池。因为清洁中心在分拣区给许多“聋、哑等身体不自由的人”提供了工作,电池会导致分拣机器爆炸从而很可能伤害到他们。这给我很深的触动,这是环保理念与人道主义关怀的交叉点(郑妮娜)。