透過(guò)一世紀(jì) 看污水處理的前世今生
來(lái)源:水博網(wǎng)微信編輯:MUR 點(diǎn)擊量:32411污水處理的需求是伴隨著城市的誕生而產(chǎn)生的。城市污水處理技術(shù),歷經(jīng)數(shù)百年變遷,從初的一級(jí)處理發(fā)展到現(xiàn)在的三級(jí)處理,從簡(jiǎn)單的消毒沉淀到有機(jī)物去除、脫氮除磷再到深度處理回用。其中,活性污泥法的問(wèn)世更是具有劃時(shí)代的意義,而2014年正值活性污泥法誕生100周年。
一級(jí)處理階段
城市污水處理歷史可追溯到古羅馬時(shí)期,那個(gè)時(shí)期環(huán)境容量大,水體的自凈能力也能夠滿足人類的用水需求,人們僅需考慮排水問(wèn)題即可。而后,城市化進(jìn)程加快,生活污水通過(guò)傳播細(xì)菌引發(fā)了傳染病的蔓延,出于健康的考慮,人類開(kāi)始對(duì)排放的生活污水處進(jìn)行處理。早期的處理方式采用石灰、明礬等進(jìn)行沉淀或用漂白粉進(jìn)行消毒。明代晚期,我國(guó)已有污水凈化裝置。但由于當(dāng)時(shí)需求性不強(qiáng),我國(guó)生活污水仍以農(nóng)業(yè)灌溉為主。1762年,英國(guó)開(kāi)始采用石灰及金屬鹽類等處理城市污水。
二級(jí)處理階段
有機(jī)物去除工藝
生物膜法
十八世紀(jì)中葉,歐洲工業(yè)革命開(kāi)始,其中,城市生活污水中的有機(jī)物成為去除重點(diǎn)。1881年,法國(guó)科學(xué)家發(fā)明了座生物反應(yīng)器,也是座厭氧生物處理池—moris池誕生,拉開(kāi)了生物法處理污水的序幕。1893年,座生物濾池在英國(guó)Wales投入使用,并迅速在歐洲北美等國(guó)家推廣。技術(shù)的發(fā)展,推動(dòng)了標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)生。1912年,英國(guó)污水處理委員會(huì)提出以BOD5來(lái)評(píng)價(jià)水質(zhì)的污染程度。
活性污泥法
1914年,Arden和Lokett在英國(guó)化學(xué)工學(xué)會(huì)上發(fā)表了一篇關(guān)于活性污泥法的論文,并于同年在英國(guó)曼徹斯特市開(kāi)創(chuàng)了世界上座活性污泥法污水處理試驗(yàn)廠。兩年后,美國(guó)正式建立了座活性污泥法污水處理廠。活性污泥法的誕生,奠定了未來(lái)100年間城市污水處理技術(shù)的基礎(chǔ)。
活性污泥法誕生之初,采用的是充-排式工藝,由于當(dāng)時(shí)自動(dòng)控制技術(shù)與設(shè)備條件相對(duì)落后,導(dǎo)致其操作繁瑣,易于堵塞,與生物濾池相比并無(wú)明顯優(yōu)勢(shì)。之后連續(xù)進(jìn)水的推流式活性污泥法(CAs法)(如圖1)出現(xiàn)后很快就將其取代,但由于推流式反應(yīng)器中污泥耗氧速度沿池長(zhǎng)是變化的,供氧速率難以與其配合,活性污泥法又面臨局部供氧不足的難題。1936年提出的漸曝氣活性污泥法(TAAs)和1942年提出的階段曝氣法(SFAS),分別從曝氣方式及進(jìn)水方式上改善了供氧平衡。1950年,美國(guó)的麥金尼提出了完全混合式活性污泥法。該方法通過(guò)改變活性污泥微生物群的生存方式,使其適應(yīng)曝氣池中因基質(zhì)濃度的梯度變化,有效解決了污泥膨脹的問(wèn)題。
隨著在實(shí)際生產(chǎn)生的廣泛應(yīng)用和技術(shù)上的不斷革新改進(jìn),20世紀(jì)40-60年代,活性污泥法逐漸取代了生物膜法,成為污水處理的主流工藝。
1921年,活性污泥法傳播到中國(guó),中國(guó)建設(shè)了座污水處理廠—上海北區(qū)污水處理廠。1926年及1927年又分別建設(shè)了上海東區(qū)及西區(qū)污水廠,當(dāng)時(shí)3座水廠的日處理量共為3.55萬(wàn)噸。
脫氮除磷工藝
20世紀(jì)50年代,水體富營(yíng)養(yǎng)化問(wèn)題凸顯,脫氮除磷成為污水處理的另一主要訴求。于是,在活性污泥法的基礎(chǔ)上衍生出了一系列的脫氮除磷工藝。
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