近日,由教育部高等学校能源动力类专业教学指导委员会指导,由全国大学生节能减排社会实践与科技竞赛委员会主办,由天津大学承办的“六百光年杯”第十五届全国大学生节能减排社会实践与科技竞赛决赛顺利举行。来自bat365在线中国官网登录入口、哈尔滨工业大学、浙江大学等全国117所高校的247件作品经推荐进入决赛,争夺桂冠。
由赵方波老师指导,闫宝琦、张弛、郭政佑、方子铭、热福凯提·艾力、杨智超、胡竣博组成的“强纤超滤”团队完成的《基于增强纤维膜的浸没式采油废水回用驱油装置项目》获得全国二等奖。
是什么,让年级不同的有志青年选择了这个课题?是什么,让本停留在纸上的知识一跃成了环保的利器?又是什么,让这7个人的团队实现了历史性的突破?
实践得真理,思考创新知
2021年8月,闫宝琦参加了学院“三下乡”暑期社会实践团,赴黑龙江省鹤岗市绥滨县忠仁镇进行生态文明调研,也正是这一个机遇,得到了意外之喜。
在走访调研中发现,忠仁镇农村环境建设与经济发展不同步,其中水环境污染问题尤为严重,污水中含有的乳化油及溶解油难以处理,不仅会严重污染地下水,还会影响动植物的正常生存。在社会实践的过程中,闫宝琦也一直在思索,希望能凭借自己的专业知识和能力解决这个问题。
一回到学校,闫宝琦立马带着问题去请教学院环境保护方向相关老师——赵方波教授,赵老师在听完疑惑之后,沉思许久,最后给出了一个宝贵的建议:用膜分离技术中的超滤技术来处理污水中的乳化油。在赵老师的指导下,闫宝琦成立了“强纤超滤”团队,开始对增强纤维膜课题进行研究。
超滤技术作为较先进的环境保护技术,具有操作简单、处理效率高等特点,在处理污水过程中,不仅表现出较好的渗透通量也可以保持较好的出水水质,且在长期运行条件下可以保持相对较低的运行成本,对于难以去除的稳定性乳化油仍然具有较好的处理效果。
可对于本科生的团队来说,这是一个比较陌生的领域,也许只停留在书本上有限的知识上,要想解决一些实际问题,必定要付出许多的汗水。在经历了许多个日夜的不断研究、商讨与实验,“强纤超滤”团队终于制备出第一代纤维膜。
超强纤滤,除油回收
第一代纤维膜采用亲水纳米SiO2粒子及PVC共混改性,且制作出简易的污水处理装置,在多次的循环实验中表明,纤维膜对于水中的改性膜对悬浮物质(超过98%)和油类物质(大于95%)具有较高的去除率,解决了水质中乳化油和溶解油的污染问题。
团队队长闫宝琦介绍道:“简单来讲,本项目就是利用纤维膜进行过滤,阻止水中油类等污染物质透过膜,而水却不受阻挡,从而产生油水分离的效果。”
随着第一代纤维膜的诞生,许多问题也接踵而至,其中最主要的就是循环使用性及寿命不甚理想。在处理污水的过程中,虽然纤维膜的处理效果很好,但是污水中存在部分固体颗粒物在处理过程中会损坏纤维膜,导致纤维膜的使用寿命极低,难以满足实际生产应用。
针对这一问题,团队成员经常在每天白天结束课程之后,晚上凑在一起翻看文献、讨论研究。在经历数不清的日夜后,团队终于想到了一个好办法,在纤维膜内部中空复合高强度纤维——涤纶丝。说干就干,大家随后又一次兴奋地扎入了实验室开展研究,经过长达一个月的商讨与密集的实验,终于制备出了第二代增强型纤维膜,成功解决实际使用应用的问题。
抬头科创,低头实践
2022年3月,全国大学生节能减排社会实践与科技竞赛开始报名,“强纤超滤”团队终于等来了证明自己的机会。大赛主题为“节能减排,绿色能源”,正巧与团队研究方向非常契合。团队成员对项目反复查阅资料并研讨,确定将项目的应用目标定位在油水处理上。通过两个月的反复打磨、修改,“强纤超滤”团队终于在全校100多组项目中脱颖而出,成为闯入全国大学生节能减排竞赛决赛仅有的两支队伍,最终获得了全国二等奖,打破了学院的历史记录,创造了新的辉煌。
就算经历了长达半年多的砥砺前行,团队成员依旧没有忘记组建时的想法,就是将知识与实践相结合,不仅是所学学科与科创实践相结合,还是科研理论与实际问题相结合。同时,在准备比赛的同时,这也是一个不断学习和进步的过程。
“对于比赛来说,基础知识是重点。我们在答辩过程中会被问到很多关于我们强化纤维膜的知识原理,这些都是曾经在专业课中接触到的知识。打科创比赛是为了夯实学习到的知识,并将其进行实际运用,这也是我认为的成功关键。”团队成员郭政佑如是说。
一说到科创,很多人就会问,我们也想试试,可哪有时间呀?“强纤超滤”团队成员张弛给大家提了一个很好的建议:“学期课业压力繁重,专业课知识量大且晦涩难懂,在这个时候如何平衡科创和学习生活的关系就显得十分重要。要尽量节省很多不必要的通勤时间,努力提高自己学习的效率,做时间的主人。科创对学习影响是不可避免的,但我们要尽力将影响降到最低。”
成功总是不会来得那么轻易,也不会降临到每一个人身上。只有打牢基础、做好准备的人,才有机会触摸到成功的大门。“强纤超滤”团队用自己的实际行动来向大家证明,成功,总是留给有准备的人。
文稿:张杏
图片:闫宝琦
审核:刘立静