污水處理活性污泥法的前世今生探秘

活性污泥法的研究工作最早可以追溯到十九世紀(jì)八十年代，英國化學(xué)家史密斯于1882年對污水進(jìn)行曝氣研究，發(fā)現(xiàn)在任何情況下對污水進(jìn)行曝氣都會將腐敗延遲，而且在曝氣的情況下更容易產(chǎn)生硝酸鹽。1911年，美國勞倫斯試驗(yàn)站的Clark研究生活污水對水體生物的影響，發(fā)現(xiàn)隨著污水投加量的增加，池內(nèi)出現(xiàn)沉淀物，并且將沉淀物排出后水就變得清澈。隨后Fowler到訪勞倫斯試驗(yàn)站并觀看了Clark的試驗(yàn)，這讓Fowler真正意識到懸浮顆粒的重要性。

1914年Fowler讓其學(xué)生Ardern和Lockett重復(fù)他在美國看到的實(shí)驗(yàn)。將污水裝入瓶子曝氣，花費(fèi)了六周才完成硝化過程；隨后將上清液排出，保留污泥繼續(xù)加入污水曝氣，硝化作用縮短至三周，繼續(xù)重復(fù)操作直至消化過程縮短至24小時。

Ardern和Lockett

20世紀(jì)40年代，Gould、Hatfield等人開展了污泥曝氣再生的研究；1947年，美國Austin污水廠面臨著污水量急增的問題，原有活性污泥工藝難以完成處理任務(wù)，進(jìn)行了吸附-再生工藝的中試及應(yīng)用研究；1959年，Zablatsky等人明確提出了接觸穩(wěn)定（ Contact stabilization）的概念。

1953年，荷蘭公共衛(wèi)生工程研究協(xié)會的Pasveer研究所提出了氧化溝工藝“帕斯維爾溝”，用于處理小區(qū)污水。

1914年， Arden和Lockett發(fā)明的活性污泥法最初采用充-排式操作，為SBR雛形。但因操作繁瑣并未獲得重視；20世紀(jì)70年代末，美國的Irvine和澳大利亞Goronszy重新開展了對序批式活性污泥法的研究后，人們才得以重新認(rèn)識到SBR的優(yōu)勢。

1976年，德國Bohnke教授開發(fā)了AB工藝。該工藝在傳統(tǒng)兩段法的基礎(chǔ)上進(jìn)一步提高了第一段的污泥負(fù)荷，以高負(fù)荷、短泥齡的方式運(yùn)行，而B段則與普通的活性污泥法相似。

深井曝氣工藝源自于英國帝國化學(xué)工業(yè)公司利用甲醇作為原料來合成生產(chǎn)單細(xì)胞蛋白的研究，該研究需要極高的生物密度，為了解決溶解氧的問題，該公司設(shè)計了深井曝氣裝置。1949年，Okun開展了純氧曝氣應(yīng)用于活性污泥系統(tǒng)的研究，1970年純氧曝氣才得到了商業(yè)化應(yīng)用。

厭氧氨氧化的發(fā)現(xiàn)——20世紀(jì)80年代末至90年代初，Deflt理工大學(xué)Kuenen教授指導(dǎo)的學(xué)生Mulder在運(yùn)行一個三級反應(yīng)器系統(tǒng)時，觀察到第二級流化床反應(yīng)器中氮“不明去向”的大量消失，用常規(guī)知識無法解釋其實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。結(jié)合1977年奧地利理論化學(xué)家Broda的化學(xué)熱力學(xué)預(yù)測，在國際上首次發(fā)現(xiàn)了anammox（厭氧氨氧化）現(xiàn)象，由Jetten為主開始進(jìn)行相關(guān)的基礎(chǔ)研究，并由van Loosdrecht拓展到工程應(yīng)用領(lǐng)域。

好氧顆粒污泥的發(fā)現(xiàn)——日本學(xué)者M(jìn)ishima & Nakamura利用連續(xù)流好氧升流式污泥床反應(yīng)器第一次培養(yǎng)出了好氧顆粒污泥。

翻看史冊，誕生百年的工藝并不少見，然而，歷經(jīng)百年卻一直占據(jù)行業(yè)主導(dǎo)地位的，卻屈指可數(shù)。在這里，活性污泥做到了。我們不禁要問：活性污泥法何以歷經(jīng)百年滄桑而不衰？“百年老字號”的傳承背后，又意味著什么？

有人說，因?yàn)楹唵?。簡單設(shè)計，簡單運(yùn)行，即可完成污水處理基本功能。而簡單意味著可靠，意味著可以普及?；钚晕勰喾☉{借其簡單、粗放、混沌的特質(zhì)，爆發(fā)出了強(qiáng)大的生命力和適應(yīng)力。

有人說，師法自然?；钚晕勰喾ǖ恼Q生，便是帶領(lǐng)人類突破禁錮，在自然里尋找到了污水處理事業(yè)咫尺之外的自由。而同時，他又是人類對于自然生態(tài)規(guī)律的一種自覺應(yīng)用，師法自然，卻不只是簡單地模仿自然，而是將人的主觀能動性對客觀規(guī)律的反作用發(fā)揮的淋漓盡致。