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(guān)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(rèn)定數(shù)已達(dá)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(xué)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(xué)生文化創(chuàng)意作品展示活動 （環(huán)境設(shè)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(guān)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(fù)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(fù)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(xué)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(qiáng)化的生物炭吸附和植物吸收的協(xié)同效應(yīng)，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(jī)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(jī)械增氧，可改善水中溶解氧分布環(huán)境，促進(jìn)水生生物的生長，而螺旋槳和控制板塊的設(shè)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(bǔ)了傳統(tǒng)生態(tài)浮床技術(shù)的一些漏洞。
據(jù)了解，生態(tài)浮床是目前國際上公認(rèn)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(shù)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(jìn)行放置、調(diào)整和檢修，需要使用人工劃船進(jìn)行協(xié)助，不是很便利。
“我們設(shè)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(chǔ)上，有機(jī)地加上復(fù)合基質(zhì)吸附、微生物生化以及機(jī)械曝氧的作用，這不僅解決了傳統(tǒng)浮床維護(hù)和檢修困難的問題，也實現(xiàn)了黑臭水體后期修復(fù)過程中的‘動力恢復(fù)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(xué)子的“制造夢想”迎來更多機(jī)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(tuán)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。考慮到節(jié)能環(huán)保和時間成本兩大要素，他們選擇了3D打印技術(shù)，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(fù)雜的螺旋槳配件時，總是達(dá)不到預(yù)期效果。“除了指導(dǎo)老師的建議，我們還利用網(wǎng)絡(luò)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(xué)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(jī)遇和挑戰(zhàn)。
作為環(huán)境工程專業(yè)的學(xué)生，他們關(guān)注著這個領(lǐng)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(xué)習(xí)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(jìn)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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