如何有效利用有機(jī)廢棄物？如何變廢為寶？如何讓科研從實(shí)驗(yàn)室走進(jìn)田間？日前，來自西安理工大學(xué)“點(diǎn)廢成金”項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)走進(jìn)田間地頭，在實(shí)踐中不斷突破研發(fā)瓶頸，最終給出了他們的解題方法，并憑借項(xiàng)目“農(nóng)業(yè)固廢資源化處理與有機(jī)肥料生產(chǎn)新模式”獲得第十四屆“挑戰(zhàn)杯”大賽國賽金獎(jiǎng)。

“每年全國有機(jī)肥資源中氮、磷、鉀養(yǎng)分儲量據(jù)估計(jì)高達(dá)7000萬噸，如果這些有機(jī)廢棄物的利用率達(dá)到50%，就可以替代一半左右的化肥。堆肥項(xiàng)目前景廣闊、能讓農(nóng)民切實(shí)獲益，這也是我們選擇這個(gè)研究點(diǎn)的初衷所在。”“點(diǎn)廢成金”團(tuán)隊(duì)成員、水利水電學(xué)院農(nóng)業(yè)水利工程專業(yè)本科生賈小銳說。

在大一下學(xué)期，賈小銳就加入了農(nóng)業(yè)固廢資源化處理的課題組，有機(jī)會到實(shí)地參加實(shí)驗(yàn)，其中的一些項(xiàng)目還得到了當(dāng)?shù)剞r(nóng)戶認(rèn)可，這給了她很大鼓舞，慢慢對專業(yè)產(chǎn)生了濃厚的興趣，并決定在這個(gè)方向上繼續(xù)走下去。在老師的指導(dǎo)和幫助下，她和團(tuán)隊(duì)同學(xué)利用周末和寒暑假時(shí)間鉆研項(xiàng)目，制定了一種農(nóng)業(yè)固廢資源化處理與有機(jī)肥料生產(chǎn)的新模式。

突破研發(fā)瓶頸 打造有機(jī)廢棄物處理技術(shù)新優(yōu)勢

堆肥項(xiàng)目前景廣闊，很多研究團(tuán)隊(duì)都參與其中。怎樣“突出重圍”，讓自己的技術(shù)優(yōu)于他人，這是賈小銳和團(tuán)隊(duì)成員面臨的重大難題。

在研發(fā)過程中，必須確保團(tuán)隊(duì)的產(chǎn)品具有顯著優(yōu)勢。團(tuán)隊(duì)搜集相關(guān)資料時(shí)，因資金短缺，無法購買市場上相關(guān)的機(jī)器實(shí)地驗(yàn)證，團(tuán)隊(duì)成員一一走訪養(yǎng)殖場，走到生產(chǎn)一線去發(fā)現(xiàn)問題，梳理問題，回來求解。

“團(tuán)隊(duì)指導(dǎo)周蓓蓓教授在繁忙中抽出時(shí)間為我們聯(lián)系到了一些極具代表性的廠家，和我們一起去實(shí)地考察。每次周老師都會為我們逐一講解這些具體罐子的結(jié)構(gòu)、傳感器等關(guān)鍵技術(shù)要點(diǎn)，還會引導(dǎo)我們在什么地方可以去創(chuàng)新。”賈小銳回憶說，“有了周老師的指導(dǎo)，大家都有了很大的信心。”

團(tuán)隊(duì)通過實(shí)地考察和與農(nóng)民交流，了解他們對于機(jī)器的看法，并在獲得允許的情況下，親自檢查機(jī)器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，從而發(fā)現(xiàn)其技術(shù)優(yōu)勢與潛在缺陷，在這上面去找出新的點(diǎn)去突破。

動(dòng)態(tài)翻拋技術(shù)突破 打造零污染有機(jī)肥生產(chǎn)新模式

怎樣提高堆肥效率？傳統(tǒng)堆肥方法是一種自然靜態(tài)，固廢腐熟過程中所需的水、氣、熱元素，并不能隨堆肥階段的轉(zhuǎn)化而實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)供給，這也是堆肥效率低的主要原因。針對這一現(xiàn)狀難點(diǎn)，團(tuán)隊(duì)成員從滾筒洗衣機(jī)中獲得了靈感。

要想讓其處理得快，就要讓它像滾筒洗衣機(jī)一樣翻滾，將傳統(tǒng)的靜態(tài)堆肥轉(zhuǎn)變成動(dòng)態(tài)模式，但是如何“翻滾”，“翻滾”速度的最佳值是多少？這是團(tuán)隊(duì)面臨的新問題。賈小銳告訴記者，“翻滾”過快，會影響混合物含水率增加不必要的消耗；“翻滾”過慢又會影響含氧率進(jìn)而影響耗氧發(fā)酵速度。

最開始賈小銳和團(tuán)隊(duì)的同學(xué)們在實(shí)驗(yàn)室用手搖桿人為翻拋找到最佳速度，項(xiàng)目卻并沒有太多進(jìn)展。于是他們很快想到去做一個(gè)自動(dòng)翻拋裝置，由于團(tuán)隊(duì)中沒有學(xué)機(jī)械專業(yè)的，賈小銳找來了機(jī)械工程專業(yè)的同學(xué)，最終實(shí)現(xiàn)通電控制速度。而對于堆肥過程中產(chǎn)生以氨氣、二氧化氮為主的尾氣，團(tuán)隊(duì)一下子想到了氮的農(nóng)業(yè)資源化利用，他們再次變廢為寶，創(chuàng)新設(shè)計(jì)了尾廢四級過濾回收體系，回收后形成的氨水、碳基固態(tài)肥料經(jīng)過稀釋處理后，可作為液態(tài)肥料使用，尾廢基本實(shí)現(xiàn)了100%的資源化利用。

比賽結(jié)束創(chuàng)新不止 踏上有機(jī)肥研發(fā)的持續(xù)征程

在技術(shù)不斷提升的過程中，賈小銳和同學(xué)們把目標(biāo)放在參加“挑戰(zhàn)杯”上，準(zhǔn)備在該比賽上努力斬獲一席之地。

“哪些部分應(yīng)該進(jìn)行突出展示，怎樣讓成果更清晰地展示……不管多晚，兩位老師都會一直陪伴在我們身邊，幫助團(tuán)隊(duì)不停地打磨優(yōu)化。”賈小銳回憶道。PPT演講、計(jì)劃書、現(xiàn)場答辯，每一項(xiàng)都在考驗(yàn)著參賽成員的能力，心往一處想，勁往一處使，這場比賽不僅收獲了獎(jiǎng)項(xiàng)，更有團(tuán)隊(duì)的友誼和成長。

比賽結(jié)束后，賈小銳和團(tuán)隊(duì)同學(xué)們的工作并沒有結(jié)束。堆肥是過程，而有機(jī)肥的適用才是農(nóng)民認(rèn)可的關(guān)鍵。實(shí)現(xiàn)有機(jī)肥的多功能性才能適用于更復(fù)雜的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境。

未來，賈小銳和團(tuán)隊(duì)的同學(xué)們會繼續(xù)完善技術(shù)，準(zhǔn)備在第三代設(shè)備中加入微生物靶向調(diào)控，定制功能性的有機(jī)肥并將其投入實(shí)際的生產(chǎn)生活中去。賈小銳笑著說：“我們想做有機(jī)廢棄物界的‘神筆馬良’，農(nóng)田需要什么肥，我們就能制作什么肥。”