中新網天津12月24日電 (張道正 聶文斐 張軼帆)隨著霧霾天氣的加劇，“低碳減排”、“綠色生活”越來越成為人們口中的熱詞。近日，南開大學的三名美女“學霸”研制了“零碳排自運行可持續廢水處理系統”，力求為環境保護做出自己的貢獻。
作為參賽作品，這一項目還獲得了由北京化工大學主辦、中國化工學會和日本名古屋工業大學協辦的“環保與新能源國際大學生競賽”一等獎，這一系統與已經研發出的四臺微生物燃料電池獲得了中國、日本和英國的專家的一致好評。
南開大學環境科學與工程學院2010級本科生馮萃娟、段雨欣和丁寧是住在同一個寢室的姑娘，作為環境工程專業的學生，當初報志愿時就有著改善自然環境的遠大理想。面對經濟快速發展在國內造成的環境污染與能源短缺，她們一直十分擔憂，想利用自己的專業技能改善這種情況，不只做紙上談兵的書生。
“能源緊張是世界各國面臨的共同問題，而廢水處理又占據了很大一部分能源，所以我們希望探尋一種方式，能夠原位利用廢水中有機污染物的能量，再利用產電微生物的分解代謝作用，既降解污染物，同時又發電，最后只排放出少量的二氧化碳和水。而這部分電能就可以用于驅動水泵，將來可以大規模應用于污水處理廠。”馮萃娟如是說。
早在今年暑假，三個姑娘就開始泡在實驗室里搞研發，為此，她們犧牲了假期回家的時間，告別了懶覺、旅行，專心留在學校，每天七點就準時到達實驗室，直到深夜十一點才戀戀不舍的離開。
馮萃娟介紹說，“其實這種污水處理的設想前人已經有過研究，我們也翻閱了大量的文獻資料，但梳理后我們發現，前人設計的微生物燃料電池容量很小，我們希望將它擴大到1.3升，這是一個非常難達到的級別，因為它要求我們要制作出和它容量相當25cm尺寸的陰極。”
為了制作出這個陰極，她們經歷了多次失敗，但隨著身邊霧霾天氣的日益增加，姑娘們愈發感覺到了減少污染物排放的必要性，于是她們從一次次失敗的沮喪中走了出來，用了兩個多月的時間在老師的指導下制作出了微生物燃料電池，并在今年九月份帶著她們的研究成果，跟隨校長龔克前往新加坡參加了國際工程師峰會——2013青年工程師大賽，獲得了銅牌。
“那是我們第一次參加國際大賽，經驗稍顯不足。”馮萃娟說，“所以我們很不服氣，一直在不斷優化方案，并做了充分的準備，這才在環保與新能源國際大學生競賽取得了不錯的成績，也算是一雪前恥。”
據馮翠娟介紹，她們的微生物燃料電池其實是一種反應器，容量為1.3L升，水力停留時間是一天左右。它采用碳纖維刷作為陽極，采用新研發的活性炭輥壓空氣陰極(比以往使用的鉑電極成本下降到五十分之一)，以產電微生物作為陽極催化劑，在降解污水中有機污染物的同時產電，維持反應器自身運行和驅動水泵，這將是一種綠色節能新型的污水處理方式。
“從廢水中回收能源并原位用于廢水處理，這個創意無疑是解決目前污水廠高能耗問題的一劑良方”，項目指導教師、南開大學環境科學與工程學院副教授王鑫對她們的研究給予了高度評價，“該系統基于最新的生物電化學污水發電技術，在實驗室規模的研究中實現了污水處理過程的零能耗和零碳排，具有極大的應用潛力。”
據了解，馮翠娟因其優秀的學習與科研成績已保送攻讀南開大學環境工程方向的研究生，而段雨欣和丁寧也收到了國外名校的錄取通知書。雖然獲了國際大獎，她們并沒有踏出實驗室，仍在不斷完善這款微生物燃料電池，不斷提高它的輸出功率，以期日后規模應用于污水處理廠。(完)