王洪臣：百年活性污泥法：改良OR替代?

時(shí)間： 2015-09-17 15:44

來源：中國(guó)水網(wǎng)

作者：王洪臣

中國(guó)水網(wǎng)訊 “今年是活性污泥法誕生 100 周年，目前世界上共有大約 50000 座活性污泥法污水處理廠。”今天上午，中國(guó)人民大學(xué)環(huán)境學(xué)院副院長(zhǎng)王洪臣在“2014（第八屆）環(huán)境技術(shù)論壇”上指出，“沒有活性污泥法的世界是不可想象的?！蹦敲椿钚晕勰喾ò倌陙碛心男┲饕M(jìn)步？未來會(huì)被其他工藝取代嗎？

回顧：活性污泥發(fā)展百年歷史

王洪臣介紹，一百年前，英國(guó)發(fā)生了嚴(yán)重的水污染，導(dǎo)致污水處理技術(shù)的急迫需求。1914年4月3日，Ardern 和 Lockett 在英國(guó)皇家化學(xué)學(xué)會(huì)年會(huì)上宣讀了論文《無需濾池的污水氧化試驗(yàn)》，被認(rèn)為是活性污泥法正式誕生。隨后，世界各地迅速開始活性污泥法研究，并著手建設(shè)實(shí)際的污水處理廠。

在我國(guó)，1923年建成的上海北區(qū)污水處理廠是中國(guó)第一座城市污水處理廠，日處理能力為3500立方米，尾水排入沙涇港。此后幾年，東區(qū)污水處理廠和西區(qū)污水處理廠相繼建成，日處理量分別為1.7萬立方米和1.5萬立方米。

改良：三大重要改良工藝

隨后，許多學(xué)者的研究豐富了活性污泥法理論，提出了污泥齡 SRT概念、污泥指數(shù) SVI概念、絲狀菌特點(diǎn)與分類、選擇器理論與概念；也提出了很多新型反應(yīng)器，如氧化溝工藝、SBR工藝、純氧曝氣工藝等；同時(shí)許多學(xué)者的研究完善了，有機(jī)物降解與營(yíng)養(yǎng)物去除的生化理論、動(dòng)力學(xué)與工藝設(shè)計(jì)計(jì)算等。

王洪臣認(rèn)為，三種工藝是對(duì)活性污泥法的重大改良：生物膜-活性污泥法（MBBR，IFAS）、膜生物反應(yīng)器（MBR）、好氧顆粒污泥（AGS）。這三種工藝都大大提高反應(yīng)器中的生物量，從而提高處理效率。但是，“這不是本質(zhì)上的革新，提高處理效率（節(jié)約占地）的同時(shí)，都會(huì)不同程度地增加能耗或投資?！蓖鹾槌颊f。

替代：未來提到工藝方向

活性污泥法造福人類100年了，那么它還將服務(wù)多長(zhǎng)時(shí)間？

王洪臣指出，活性污泥法存在大的兩大問題將阻礙它繼續(xù)長(zhǎng)時(shí)間處于主流地位：一是部分有機(jī)物被分解，分解過程需消耗大量能量，是“以能量摧毀能量”的處理方式；二是另一部分有機(jī)物被合成為活性污泥，反而使易處理有機(jī)物變?yōu)殡y處理的有機(jī)物。

王洪臣認(rèn)為，替代活性污泥技術(shù)的途徑有兩個(gè)，一是改良，一是淘汰。近百年來，活性污泥已經(jīng)在生活機(jī)理、反應(yīng)器、流程、控制等各方面做了多方改進(jìn)，但是在工程層面，能耗高和污泥處理問題并沒有根本性的改變。

倘若要把活性污泥法淘汰，要拿什么技術(shù)來替代呢？

王洪臣認(rèn)為，未來可能替代工藝有三個(gè)方面。

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。

機(jī)遇：巨大需求或?qū)⑼苿?dòng)替代技術(shù)產(chǎn)生

一百年前，英國(guó)嚴(yán)重的水污染，導(dǎo)致對(duì)污水處理技術(shù)的急迫需求，活性污泥法在英國(guó)誕生。目前，我國(guó)對(duì)污水處理革命性技術(shù)需求巨大：水污染嚴(yán)重、水資源缺乏，需要高出水標(biāo)準(zhǔn)的污水處理技術(shù)；能源缺乏，需要低能耗乃至正能量的污水處理技術(shù)；資源貧瘠，需要實(shí)現(xiàn)資源回收的污水處理技術(shù)；土地緊張，需要實(shí)現(xiàn)環(huán)境友好的污水處理技術(shù)。

以上這些方面的需求遠(yuǎn)大于任何其它國(guó)家的巨大，是否預(yù)示著活性污泥法的替代技術(shù)有可能誕生于中國(guó)呢？王洪臣認(rèn)為者有賴于研究與生產(chǎn)的密切結(jié)合，目前其所在的中國(guó)人民大學(xué)環(huán)境學(xué)院低碳水處理技術(shù)中心承擔(dān)著兩個(gè)國(guó)家水專項(xiàng)課題，正在做相關(guān)研究，希望能有些成果。

編輯：李丹

贊