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孵化創(chuàng)意夢想,“生態(tài)浮床”積淀工匠精神上海理工大學學生團隊一等獎設計成果聚焦黑臭水體整治問題
發(fā)布日期:2018/6/8 9:38:01

  高樓大廈林立,車輛川流不息,街道綠意盎然,河流穿城而過……本是一派美好的現(xiàn)代城市景象,河道“黑臭”現(xiàn)象卻令此大打折扣——這種情況在不少城市確是事實。據(jù)相關數(shù)據(jù)統(tǒng)計,目前全國地級及以上城市建成區(qū)的黑臭水體總認定數(shù)已達2100個,在上海,這一數(shù)字為56,眼下本市雖已基本完成治理,但整治后的水體仍處于相對脆弱的狀態(tài),很容易受到外界的影響而重現(xiàn)“黑臭”。這一亟待解決的問題引起了上海理工大學一群年輕“創(chuàng)客”的注意。在不久前舉行的第三屆“匯創(chuàng)青春”——上海大學生文化創(chuàng)意作品展示活動 (環(huán)境設計類)中,他們自主研發(fā)的新型“生態(tài)浮床”獲得了一等獎。


  關注城市水體環(huán)境問題,用創(chuàng)意優(yōu)化策略


  從外觀看,這個名為“基于零價鐵、生物炭和土壤復合基質(zhì)的可移動式生態(tài)浮床”宛如一朵盛放的“小花”,六朵“花瓣”上部均為太陽能發(fā)電板,其中有三瓣的下部空間是電源與控制板塊區(qū),其間還有三個螺旋槳,“花蕊”處則是一塊植物種植區(qū)和復合基質(zhì)填充區(qū)。項目組長、上理工環(huán)境工程專業(yè)大三學生陳旭用“動靜結(jié)合”形容這一產(chǎn)品的特點。


  陳旭解釋,一方面,利用零價鐵強化的生物炭吸附和植物吸收的協(xié)同效應,以及微生物生化作用的輔助,這一浮床可實現(xiàn)對水體中氮、磷、有機物等污染物的富集去除;另一方面,利用太陽能發(fā)電—螺旋槳的耦合裝置對水體實施機械增氧,可改善水中溶解氧分布環(huán)境,促進水生生物的生長,而螺旋槳和控制板塊的設置則可以實現(xiàn)整個浮床的移動。值得一提的是,這一創(chuàng)意彌補了傳統(tǒng)生態(tài)浮床技術的一些漏洞。


  據(jù)了解,生態(tài)浮床是目前國際上公認的改善富營養(yǎng)化水體水質(zhì)的有效方法。然而,傳統(tǒng)技術主要依靠浮床上種植的凈水植物來吸收污染物,但植物的生長容易受到季節(jié)和水質(zhì)狀況的限制,浮床水質(zhì)凈化效果也會隨之下降。此外,傳統(tǒng)浮床大多固定在水體中,如需對其進行放置、調(diào)整和檢修,需要使用人工劃船進行協(xié)助,不是很便利。


  “我們設計的浮床在接收到遙控器發(fā)出的指令后,可以自由實現(xiàn)多項自動化控制,同時在植物吸收的基礎上,有機地加上復合基質(zhì)吸附、微生物生化以及機械曝氧的作用,這不僅解決了傳統(tǒng)浮床維護和檢修困難的問題,也實現(xiàn)了黑臭水體后期修復過程中的‘動力恢復與水質(zhì)維持’。”陳旭告訴記者,去年年底,這一產(chǎn)品已經(jīng)申請了實用新型專利。


  年輕學子的“制造夢想”迎來更多機遇


  從產(chǎn)生創(chuàng)意到專利申請,再到模型制作,前前后后一年時光,這個平均年齡只有21歲的四人團隊快速成長。其間,模型制作的過程尤其令他們印象深刻。


  陳旭說,忙完期末考試后,他們便投入了緊張的研發(fā)工作??紤]到節(jié)能環(huán)保和時間成本兩大要素,他們選擇了3D打印技術,但由于此前并無3D建模經(jīng)驗,所以“模型制作”無疑是一個不小的挑戰(zhàn)。而在嘗試3D建模的過程中,事情也并不順利:在繪制較為復雜的螺旋槳配件時,總是達不到預期效果。“除了指導老師的建議,我們還利用網(wǎng)絡查詢了大量資料,最后在一個制圖網(wǎng)站上,得到了靈感。”一直到過年前夕,他們終于完成了圖形終稿,最后在開學前將模型制作了出來。


  這段成功與挫折交織的經(jīng)歷,讓這群年輕“創(chuàng)客”感受到了親手孵化創(chuàng)意夢想的快樂,更讓他們對不懼挫折、精益求精的“工匠精神”有了更深刻的體悟。陳旭感慨,上海正在全力打響“四大品牌”,這為像他們這樣懷揣“制造夢想”的年輕“創(chuàng)客”們帶來了更多的機遇和挑戰(zhàn)。


  作為環(huán)境工程專業(yè)的學生,他們關注著這個領域中現(xiàn)實存在的問題,也期待用自己智慧和創(chuàng)意解決問題。“我現(xiàn)在還處于學習和夯實專業(yè)知識的階段,未來我會選擇攻讀研究生,也有可能進行博士深造,為創(chuàng)新制造積累更多創(chuàng)意的源泉。”陳旭相信:“一切始于探索,只有敢于嘗試才會有一切可能。”

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