王洪臣:污泥100年的回顧和未來100年的展望
人民大學(xué)環(huán)境學(xué)院副院長(zhǎng)王洪臣在“第八屆環(huán)境技術(shù)論壇”以百年活性污泥法的繼承和發(fā)展為題為我們講述了活性污泥發(fā)展的100年和展望的100年。活性污泥一個(gè)活性機(jī)制、一個(gè)回流機(jī)制,這樣簡(jiǎn)單的一個(gè)工藝為人們服務(wù)了100年的時(shí)間?,F(xiàn)有污泥處理基本都是以獲刑污泥為核心的,世界上活性污泥處理法在城鎮(zhèn)的污泥處理中至少占到90%以上,如果這100周年來沒有活性污泥這一技術(shù)那我們污水處理的現(xiàn)狀無法想象!
活性污泥發(fā)展的歷史
18世紀(jì)歐洲大國(guó)產(chǎn)生霍亂數(shù)百萬人死亡。1855年倫敦又發(fā)霍亂,當(dāng)時(shí)河流的污染已經(jīng)非常嚴(yán)重了。1860年英國(guó)成立英國(guó)成立了河流污染皇家委員會(huì),1875年英國(guó)國(guó)會(huì)通過公共衛(wèi)生法,法案規(guī)定地方政府必須負(fù)責(zé)二級(jí)水污水受理。1876年頒布河流污染防治法,1898年成立了英國(guó)污水處理皇家委員會(huì),宣告污水處理的正式開始。這一過程和我國(guó)情況非常相似,我們搞過節(jié)能行動(dòng),我們搞過節(jié)能減排,我國(guó)對(duì)水的問題一直在努力。
1912年英國(guó)由于污染需要頒布一個(gè)污泥懸浮法案,恰此時(shí)英國(guó)的兩個(gè)污泥處理專家馬特拉、曼娜的庫(kù)勒到美國(guó)參觀了一個(gè)實(shí)驗(yàn)室,這個(gè)實(shí)驗(yàn)室正在試驗(yàn)污水的曝氣試驗(yàn)。通過幾個(gè)星期的曝氣后污水就變的澄清了,回來之后兩人馬上進(jìn)行曝氣試驗(yàn),兩個(gè)專家在大量試驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)把曝氣試驗(yàn)沉淀物留下再進(jìn)行曝氣,污水潔凈的速度大大的提高,這一發(fā)現(xiàn)使得污水處理由幾個(gè)星期縮短為24小時(shí)。
之后兩個(gè)人處于高度興奮的狀態(tài),就在一個(gè)四輪的馬車上用一個(gè)木箱子做了一個(gè)污水曝氣的中間的試驗(yàn),后來又單獨(dú)設(shè)了一個(gè)沉淀的單元。后來把沉淀單元和曝氣單元聯(lián)合起來,就在四輪馬車上形成了一個(gè)到今天還在使用的傳統(tǒng)的活性污泥法。
1914年馬特拉和庫(kù)勒在英國(guó)皇家化學(xué)年會(huì)上宣讀了一篇叫做無需生物濾池的污泥氧化實(shí)驗(yàn),又在化工學(xué)會(huì)的會(huì)刊上連續(xù)發(fā)表了3篇文章,3篇論文系統(tǒng)的全面提出了關(guān)于活性污泥的各方面水質(zhì)的狀況。這一年也即標(biāo)志著獲刑污泥法的誕生。
活性污泥法的三個(gè)改良方向
王洪臣表示到現(xiàn)在為止我個(gè)人認(rèn)為活性污泥有3個(gè)方向改良最為重要。一個(gè)是生物膜-活性污泥法(MBBR,IFAS),第二個(gè)是膜生物反應(yīng)器(MBR),第三個(gè)就是好氧顆粒污泥(AGS)。這三個(gè)工藝就從本質(zhì)上大大的提高了活性污泥的效率,但是我們必須看到他們都不是本質(zhì)上的革新,他們?cè)谔岣咝实耐瑫r(shí)不同程度的增加了能耗。
污泥處理替代的方向
一是厭氧膜生物反應(yīng)器。厭氧可以產(chǎn)生能量,可進(jìn)行能量回收,且不需要消耗電能。此外厭氧過程產(chǎn)生的污泥非常少。但可能也會(huì)存在一些問題,如占地面積會(huì)增大,膜污染清洗、氮的處理等問題,所以提出了厭氧膜生物反應(yīng)器概念。
第二類處于萌芽狀態(tài)的替代技術(shù),包括生物電化學(xué)技術(shù)(BES),微生物燃料電池(MFCs)和微生物電解電池(MECs),這些技術(shù)能量轉(zhuǎn)化率大于80%,前景比較好,但是存在問題也比較大,如出水差、成本高、反應(yīng)器難以放大、能量損失大等等。
第三個(gè)替代技術(shù)是可持續(xù)營(yíng)養(yǎng)物去除技術(shù)。污水處理中最難的是氮的去除。在污水處理中本可以有機(jī)物早期分離出去,之所以留下,就是為了后面用生物技術(shù)進(jìn)行處理。為什么可持續(xù)營(yíng)養(yǎng)物去除技術(shù)是活性污泥法的替代技術(shù)呢?因?yàn)樗梢圆挥锰荚催M(jìn)行脫氮。厭氧氨氧化技術(shù),經(jīng)過20多年的研究,在高濃度氨氮廢水處理過程中,已經(jīng)趨于成熟。
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