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“今年是活性污泥法诞生 100 周年, 目前世界上共有大约 50000 座活性污泥法污水处理厂。”今天上午,中国人民大学环境学院副院长王洪臣在“2014(第八届)环境技术论坛”上指出,“没有活性污泥法的世界是不可想象的。”那么活性污泥法百年来有哪些主要进步?未来会被其他工艺取代吗?
回顾:活性污泥发展百年历史
王洪臣介绍,一百年前,英国发生了严重的水污染,导致污水处理技术的急迫需求。1914年4月3日,Ardern 和 Lockett 在英国皇家化学学会年会上宣读了论文《无需滤池的污水氧化试验》,被认为是活性污泥法正式诞生。 随后,世界各地迅速开始活性污泥法研究,并着手建设实际的污水处理厂。
在我国,1923年建成的上海北区污水处理厂是中国第一座城市污水处理厂,日处理能力为3500立方米,尾水排入沙泾港。 此后几年,东区污水处理厂和西区污水处理厂相继建成, 日处理量分别为1.7万立方米和1.5万立方米。
改良:三大重要改良工艺
随后,许多学者的研究丰富了活性污泥法理论,提出了污泥龄 SRT概念、污泥指数 SVI概念、丝状菌特点与分类、选择器理论与概念;也提出了很多新型反应器,如氧化沟工艺、SBR工艺、纯氧曝气工艺等;同时许多学者的研究完善了,有机物降解与营养物去除的生化理论、动力学与工艺设计计算等。
王洪臣认为,三种工艺是对活性污泥法的重大改良:生物膜-活性污泥法(MBBR,IFAS)、膜生物反应器(MBR)、 好氧颗粒污泥(AGS)。这三种工艺都大大提高反应器中的生物量,从而提高处理效率。但是,“这不是本质上的革新,提高处理效率(节约占地)的同时,都会不同程度地增加能耗或投资。”王洪臣说。
替代:未来提到工艺方向
活性污泥法造福人类100年了,那么它还将服务多长时间?
王洪臣指出,活性污泥法存在大的两大问题将阻碍它继续长时间处于主流地位:一是部分有机物被分解,分解过程需消耗大量能量 ,是“以能量摧毁能量”的处理方式;二是另一部分有机物被合成为活性污泥,反而使易处理有机物变为难处理的有机物。
王洪臣认为,替代活性污泥技术的途径有两个,一是改良,一是淘汰。近百年来,活性污泥已经在生活机理、反应器、流程、控制等各方面做了多方改进,但是在工程层面,能耗高和污泥处理问题并没有根本性的改变。
倘若要把活性污泥法淘汰,要拿什么技术来替代呢?
王洪臣认为,未来可能替代工艺有三个方面。
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。
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