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从一捆秸秆到一瓶脱氮碳源,华东理工这群本科生把秸秆炼出了新价值

2026-11-05
2026年春天,深褐色的水解液碳源一桶桶拉入市政污水处理厂。桶里装的是秸秆转化而来的水解液。秸秆经前处理、预处理、酶解后投入反硝化池,出水总氮稳定在10 mg/L以下。把秸秆变成这桶液体,华东理工大学9名本科生用了3年,该项目也在中国国际大学生创新大赛(2026)上海市赛高教主赛道本科生创意组中斩获金奖。
三年时间里,团队成员走访多省百余家农户比选原料,赴生物炼制工厂比较不同秸秆利用路线。他们还前往十余家不同规模的市政污水厂与工业园区污水处理厂,记录反硝化池运行情况,采集多批次水样开展水质分析。
秸秆堆在田里,霉味混着粉尘,一趟调研下来,鞋底、裤脚、袖口都是土;污水处理厂更不体面,曝气池边的气味能让人忍不住往后退,夏天在池边站上半小时,衣服上的味道一整天散不掉。这样的“苦”,这支队伍吃了3年。
团队在长期调研中的发现,我国每年产生秸秆超8亿吨,禁烧后处置困难。我国市政废水碳氮比低,污水脱氮高度依赖葡萄糖、乙酸钠等外加碳源,常占运营成本二到三成,且存在“与人争粮、与工争料”的矛盾。团队由此确定以秸秆制备水解液碳源的技术路线。
秸秆生物炼制糖平台长期存在公认的“高成本走廊”,传统稀酸预处理水耗大、能耗高、设备腐蚀严重;生物炼制还需脱除抑制物、脱色纯化,工序冗长。为解决上述问题,团队历经四次技术迭代,创新提出工艺“做减法”思路。经过不断攻关,一条低成本的技术路线由此成型。生物炼制链条缩短一半,成本显著降低;所制备的秸秆水解液碳源,相比葡萄糖、乙酸钠等竞品,吨水碳源成本低30%以上,市场前景广阔。
同时,针对上述工艺,团队已申请/公开国家发明专利2项(本科生均为前二),1篇论文已投稿一区SCI期刊(本科生一作);此外,获得节能减排竞赛国家三等奖、中车杯可再生能源竞赛国家三等奖。
能做成这件事,不是靠一个人,也不是靠一个专业就能完成的。秸秆怎么预处理,是化学工程专业要回答的题;酶怎么改、菌群怎么调,是生物工程专业要回答的题;水解液进了反硝化池能不能顶用,是环境工程专业要回答的题;数据怎么管、方案怎么保密,是计算机专业要回答的题;把这套工艺算成一门划得来的生意,又是经济与管理专业要回答的题。最关键的那次转折,其实也来自交叉。工艺背景的人习惯把抑制物脱干净,做水处理的人却知道,污水厂的活性污泥本就能降解抑制物。同一个“缺陷”,换一种眼光看,就成了“优势”。几个人把各自领域里理所当然的做法摆到一张桌子上,问题才被重新定义……
如今,团队成员已累计获各类科创竞赛奖项58人次,其中国家级奖项11人次;获其他各类荣誉50人次,其中国家级奖学金8人次;多人主持或参与国家级、上海市级大创项目。
“一路攻坚克难,团队成员褪去了懵懂青涩,专业能力、科研思维与协作意识都在实战中飞速提升。”这是他们写在总结里的一句话。从一缕秸秆浓烟,到一瓶脱氮碳源,对这群年轻人来说,比金奖更珍贵的,或许是把“田间问题”变成“厂里答案”的能力。

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