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污泥100年的回顾和未来100年的展望

污泥100年的回顾和未来100年的展望

人民大学环境学院副院长王洪臣在“第八届环境技术论坛”以百年活性污泥法的继承和发展为题为我们讲述了活性污泥发展的100年和展望的100年。他表示,活性污泥作为一个活性机制、一个回流机制,这样一个简单的工艺却为人们服务了100年的时间。现有污泥处理基本都是以获刑污泥为核心的,世界上活性污泥处理法在城镇的污泥处理中至少占到90%以上,如果这100周年来没有活性污泥这一技术那我们污水处理的现状无法想象!

活性污泥发展的历史

18世纪欧洲大国产生霍乱数百万人死亡。1855年伦敦又发霍乱,当时河流的污染已经非常严重了。1860年英国成立英国成立了河流污染皇家委员会,1875年英国国会通过公共卫生法,法案规定地方政府必须负责二级水污水受理。1876年颁布河流污染防治法,1898年成立了英国污水处理皇家委员会,宣告污水处理的正式开始。这一过程和我国情况非常相似,我们搞过节能行动,我们搞过节能减排,我国对水的问题一直在努力。

1912年英国由于污染需要颁布一个污泥悬浮法案,恰此时英国的两个污泥处理专家马特拉、曼娜的库勒到美国参观了一个实验室,这个实验室正在试验污水的曝气试验。通过几个星期的曝气后污水就变的澄清了,回来之后两人马上进行曝气试验,两个专家在大量试验过程中发现把曝气试验沉淀物留下再进行曝气,污水洁净的速度大大的提高,这一发现使得污水处理由几个星期缩短为24小时。

之后两个人处于高度兴奋的状态,就在一个四轮的马车上用一个木箱子做了一个污水曝气的中间的试验,后来又单独设了一个沉淀的单元。后来把沉淀单元和曝气单元联合起来,就在四轮马车上形成了一个到今天还在使用的传统的活性污泥法。

1914年马特拉和库勒在英国皇家化学年会上宣读了一篇叫做无需生物滤池的污泥氧化实验,又在化工学会的会刊上连续发表了3篇文章,3篇论文系统的全面提出了关于活性污泥的各方面水质的状况。这一年也即标志着获刑污泥法的诞生。

活性污泥法的三个改良方向

王洪臣表示到现在为止我个人认为活性污泥有3个方向改良最为重要。一个是生物膜-活性污泥法(MBBR,IFAS),第二个是膜生物反应器(MBR),第三个就是好氧颗粒污泥(AGS)。这三个工艺就从本质上大大的提高了活性污泥的效率,但是我们必须看到他们都不是本质上的革新,他们在提高效率的同时不同程度的增加了能耗。

污泥处理替代的方向

一是厌氧膜生物反应器。厌氧可以产生能量,可进行能量回收,且不需要消耗电能。此外厌氧过程产生的污泥非常少。但可能也会存在一些问题,如占地面积会增大,膜污染清洗、氮的处理等问题,所以提出了厌氧膜生物反应器概念。

第二类处于萌芽状态的替代技术,包括生物电化学技术(BES),微生物燃料电池(MFCs)和微生物电解电池(MECs),这些技术能量转化率大于80%,前景比较好,但是存在问题也比较大,如出水差、成本高、反应器难以放大、能量损失大等等。

第三个替代技术是可持续营养物去除技术。污水处理中最难的是氮的去除。在污水处理中本可以有机物早期分离出去,之所以留下,就是为了后面用生物技术进行处理。为什么可持续营养物去除技术是活性污泥法的替代技术呢?因为它可以不用碳源进行脱氮。厌氧氨氧化技术,经过20多年的研究,在高浓度氨氮废水处理过程中,已经趋于成熟。