懸浮光伏凈水裝置如荷花綻放水中
- 發佈時間:2016-01-10 01:30:51 來源:科技日報 責任編輯:羅伯特
荷花,出淤泥而不染,具有獨特的自凈功能。那麼,是否讓這種能力促使其所在的水環境凈化呢?如今,南韓SEGi(株)世紀綜合環境公司首席執行官梁基海博士將這一創意完美實現。由他發明在光伏電力行業應用的懸浮凈化器,如同荷花般盛開在水上,既可發綠色電力又可凈化水體。
2015年底,梁基海博士來華考察期間,科技日報記者對他進行了專訪。
緣起只為救活一隻青蛙
這種利用微生物開發的懸浮凈化太陽能發電裝置(DI),在第33屆、第36屆日內瓦國際發明博覽會上榮獲金獎,並獲得南韓新知識專利人總統表彰,及在2006年和2007年度分別榮獲南韓産業資源部長表彰獎。
是何動因讓梁基海開始關注研發此項新型技術的呢?他對記者説,約30年前的一天,生長在農村的他發現一隻小青蛙倉皇蹦跳到公路上,為了挽救它的性命,他就把青蛙帶回家放在魚缸裏養,這樣就得為其想方設法營造出一個小的生態水環境。
也就是從那時,梁基海開始關注投入建設小型的家庭魚缸生態環境,用生態膜在缸內建立一個迴圈系統,讓裏面的水質富有營養且保持清澈。10年後,他將家庭魚缸的凈化系統原理升級到戶外大的河流、湖泊之中。
這次來中國考察,梁基海去了西安、石家莊和北京等城市,對於霧霾天氣的狀況他心裏很不好受。他表示已給中國的馬雲寫信,呼籲作為一個有責任感的企業家應更多關注中國的環境,引進國際先進的綠色技術。
梁基海博士畢業于南韓全北大學環境工程專業和首爾大學國際研究生院。他不僅是一名技術發明家,還是位才華橫溢的藝術家。他曾以一名南韓畫家的身份在北京展出了油畫作品,記者從相關作品冊中,看到他畫的“主角”是池塘中的荷花。同時,他還是一位漫畫作家,代表作《青蛙柿柿》一書博得很多青少年的喜愛。也許,正是他這樣具有獨特藝術視角的發明家,才能夠把一項創新科技演繹得如此唯美——懸浮凈水裝置如同荷花綻放水中。
從塑膠球到蜂巢狀平面
梁基海説:“自然界本身具有自凈能力,這種裝置可以恢復曾被污染的水體自身的凈化能力,把水體變成生態的環境。”
不過,最初承載這項技術的媒介還只是一個個塑膠球。那時,梁基海將微生物放在一個個塑膠球裏,浮在水上,由於球表面有空隙,一些綠色植物的種子會跑進去生根發芽,不久便在球殼表面冒出嫩葉,甚至開花。但是,這些飄在水上的球體不太固定,有的會隨著水流跑走。於是,梁基海開動腦筋,想讓這些凈化水的裝置能夠都懸浮在水上。他去日本、美國參觀一些水上太陽能光伏發電技術,看到搭建的平面大多是四邊形,而且僅是發電而並沒有凈化功能。而他觀察到自然界中六邊形蜂窩狀平面很穩定。由此,他萌生了一個絕妙的想法——要是把太陽能光伏發電技術與由一個個六邊形構築的穩定懸浮凈化水裝置合二為一,該有多好!
很快,他就將兩個先進的技術結合起來,並申請了專利。新的懸浮裝置分兩個層面,在水面上可以放置太陽能光伏板發電,並且可以種植綠色植物,而水下的裝置則可以凈化水域。
梁基海説,在實際應用中,這種具有凈化水質功能的水上太陽能發電裝置有很多好處,其可建在綠藻氾濫的湖泊、污水廢水處理場等場所,約2至6個月後可以清理掉污水,抑制綠藻産生,水體的生態狀況將得以恢復平衡。而且,它解決了目前地面太陽能發電需要購置土地的問題,節省了建設費用;以自發電力啟動凈化裝置後,98%的剩餘電力還可輸送到電網上銷售;由於水面具有一定程度的散熱效果,比起陸地上發電,可以提高光伏板發電量的10%。
不僅凈水還可光伏發電
這種懸浮凈水裝置是如何綻放于江河湖海的呢?
梁基海介紹説,它採用一個個六邊形蜂巢結構拼接鋪設成一個穩固安全性高的懸浮平面,即便颱風來襲,其下面也有空隙以減緩衝力,由此,可按照需求方要求的形態組裝及安裝,設計多種造型作為觀景臺使用,其上可建造棒球場、高爾夫球場和公園等,不僅可生長水中的植物,也可種植陸地植被、蔬菜果樹,形成美麗的懸浮生態園,還可建立自行車道、馬拉松路線等的凈化浮橋。以後搭建平面的材料將考慮採用碳纖維、添加碳素的塑膠,可在偏遠的海陸邊防幾個小時內鋪設人工島。
他説,這種裝置在水下主要靠富集在設備中的57種微生物菌幹活,如絲狀菌、黴菌類等,它們隨著水流逐漸往外擴散,猶如人體腸道中助消化的益生菌一樣凈化水體,是好的水域環境中必備的。由此,建起食物鏈——綠藻吸收磷氮、微生物吃綠藻、魚吃微生物,在一定程度上清除和抑制海藻的形成。而通過太陽能光伏發電提供能量,攪動水下環境,形成對流及泡氣,促使氧氣迴圈,改善水體生態環境。
目前,南韓的四大河流安裝了這種裝置,在半個月內有效阻止了海藻氾濫的爆發。該裝置還在南韓百濟洑水資源公社、農漁村公社楓岩水庫、光州楓岩湖公園等建設應用。此外,義大利、日本和印度相繼引進建設了這個水上發電凈水技術的示範項目。
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