原標題:孵化創意夢想,“生態浮床”積澱工匠精神 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
高樓大廈林立,車輛川流不息,街道綠意盎然,河流穿城而過……本是一派美好的現代城市景象,河道“黑臭”現象卻令此大打折扣——這種情況在不少城市確是事實。據相關數據統計,目前全國地級及以上城市建成區的黑臭水體總認定數已達2100個,在上海,這一數字為56,眼下本市雖已基本完成治理,但整治後的水體仍處於相對脆弱的狀態,很容易受到外界的影響而重現“黑臭”。這一亟待解決的問題引起了上海理工大學一群年輕“創客”的注意。在不久前舉行的第三屆“匯創青春”——上海大學生文化創意作品展示活動 (環境設計類)中,他們自主研發的新型“生態浮床”獲得了一等獎。
關注城市水體環境問題,用創意優化策略
從外觀看,這個名為“基於零價鐵、生物炭和土壤複合基質的可移動式生態浮床”宛如一朵盛放的“小花”,六朵“花瓣”上部均為太陽能發電板,其中有三瓣的下部空間是電源與控制板塊區,其間還有三個螺旋槳,“花蕊”處則是一塊植物種植區和複合基質填充區。項目組長、上理工環境工程專業大三學生陳旭用“動靜結合”形容這一産品的特點。
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同效應,以及微生物生化作用的輔助,這一浮床可實現對水體中氮、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佈環境,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整個浮床的移動。值得一提的是,這一創意彌補了傳統生態浮床技術的一些漏洞。
據了解,生態浮床是目前國際上公認的改善富營養化水體水質的有效方法。然而,傳統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和水質狀況的限制,浮床水質凈化效果也會隨之下降。此外,傳統浮床大多固定在水體中,如需對其進行放置、調整和檢修,需要使用人工劃船進行協助,不是很便利。
“我們設計的浮床在接收到遙控器發出的指令後,可以自由實現多項自動化控制,同時在植物吸收的基礎上,有機地加上複合基質吸附、微生物生化以及機械曝氧的作用,這不僅解決了傳統浮床維護和檢修困難的問題,也實現了黑臭水體後期修復過程中的‘動力恢復與水質維持’。”陳旭告訴記者,去年年底,這一産品已經申請了實用新型專利。
年輕學子的“製造夢想”迎來更多機遇
從産生創意到專利申請,再到模型製作,前前後後一年時光,這個平均年齡只有21歲的四人團隊快速成長。其間,模型製作的過程尤其令他們印象深刻。
陳旭説,忙完期末考試後,他們便投入了緊張的研發工作。考慮到節能環保和時間成本兩大要素,他們選擇了3D列印技術,但由於此前並無3D建模經驗,所以“模型製作”無疑是一個不小的挑戰。而在嘗試3D建模的過程中,事情也並不順利:在繪製較為複雜的螺旋槳配件時,總是達不到預期效果。“除了指導老師的建議,我們還利用網絡查詢了大量資料,最後在一個製圖網站上,得到了靈感。”一直到過年前夕,他們終於完成了圖形終稿,最後在開學前將模型製作了出來。
這段成功與挫折交織的經歷,讓這群年輕“創客”感受到了親手孵化創意夢想的快樂,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“製造夢想”的年輕“創客”們帶來了更多的機遇和挑戰。
作為環境工程專業的學生,他們關注著這個領域中現實存在的問題,也期待用自己智慧和創意解決問題。“我現在還處於學習和夯實專業知識的階段,未來我會選擇攻讀研究生,也有可能進行博士深造,為創新製造積累更多創意的源泉。”陳旭相信:“一切始於探索,只有敢於嘗試才會有一切可能。”