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孵化创意梦想,“生态浮床”积淀工匠精神上海理工大学学生团队一等奖设计成果聚焦黑臭水体整治问题
发布日期:2018/6/8 9:38:01

  高楼大厦林立,车辆川流不息,街道绿意盎然,河流穿城而过……本是一派美好的现代城市景象,河道“黑臭”现象却令此大打折扣——这种情况在不少城市确是事实。据相关数据统计,目前全国地级及以上城市建成区的黑臭水体总认定数已达2100个,在上海,这一数字为56,眼下本市虽已基本完成治理,但整治后的水体仍处于相对脆弱的状态,很容易受到外界的影响而重现“黑臭”。这一亟待解决的问题引起了上海理工大学一群年轻“创客”的注意。在不久前举行的第三届“汇创青春”——上海大学生文化创意作品展示活动 (环境设计类)中,他们自主研发的新型“生态浮床”获得了一等奖。


  关注城市水体环境问题,用创意优化策略


  从外观看,这个名为“基于零价铁、生物炭和土壤复合基质的可移动式生态浮床”宛如一朵盛放的“小花”,六朵“花瓣”上部均为太阳能发电板,其中有三瓣的下部空间是电源与控制板块区,其间还有三个螺旋桨,“花蕊”处则是一块植物种植区和复合基质填充区。项目组长、上理工环境工程专业大三学生陈旭用“动静结合”形容这一产品的特点。


  陈旭解释,一方面,利用零价铁强化的生物炭吸附和植物吸收的协同效应,以及微生物生化作用的辅助,这一浮床可实现对水体中氮、磷、有机物等污染物的富集去除;另一方面,利用太阳能发电—螺旋桨的耦合装置对水体实施机械增氧,可改善水中溶解氧分布环境,促进水生生物的生长,而螺旋桨和控制板块的设置则可以实现整个浮床的移动。值得一提的是,这一创意弥补了传统生态浮床技术的一些漏洞。


  据了解,生态浮床是目前国际上公认的改善富营养化水体水质的有效方法。然而,传统技术主要依靠浮床上种植的净水植物来吸收污染物,但植物的生长容易受到季节和水质状况的限制,浮床水质净化效果也会随之下降。此外,传统浮床大多固定在水体中,如需对其进行放置、调整和检修,需要使用人工划船进行协助,不是很便利。


  “我们设计的浮床在接收到遥控器发出的指令后,可以自由实现多项自动化控制,同时在植物吸收的基础上,有机地加上复合基质吸附、微生物生化以及机械曝氧的作用,这不仅解决了传统浮床维护和检修困难的问题,也实现了黑臭水体后期修复过程中的‘动力恢复与水质维持’。”陈旭告诉记者,去年年底,这一产品已经申请了实用新型专利。


  年轻学子的“制造梦想”迎来更多机遇


  从产生创意到专利申请,再到模型制作,前前后后一年时光,这个平均年龄只有21岁的四人团队快速成长。其间,模型制作的过程尤其令他们印象深刻。


  陈旭说,忙完期末考试后,他们便投入了紧张的研发工作。考虑到节能环保和时间成本两大要素,他们选择了3D打印技术,但由于此前并无3D建模经验,所以“模型制作”无疑是一个不小的挑战。而在尝试3D建模的过程中,事情也并不顺利:在绘制较为复杂的螺旋桨配件时,总是达不到预期效果。“除了指导老师的建议,我们还利用网络查询了大量资料,最后在一个制图网站上,得到了灵感。”一直到过年前夕,他们终于完成了图形终稿,最后在开学前将模型制作了出来。


  这段成功与挫折交织的经历,让这群年轻“创客”感受到了亲手孵化创意梦想的快乐,更让他们对不惧挫折、精益求精的“工匠精神”有了更深刻的体悟。陈旭感慨,上海正在全力打响“四大品牌”,这为像他们这样怀揣“制造梦想”的年轻“创客”们带来了更多的机遇和挑战。


  作为环境工程专业的学生,他们关注着这个领域中现实存在的问题,也期待用自己智慧和创意解决问题。“我现在还处于学习和夯实专业知识的阶段,未来我会选择攻读研究生,也有可能进行博士深造,为创新制造积累更多创意的源泉。”陈旭相信:“一切始于探索,只有敢于尝试才会有一切可能。”

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