一、活性污泥法的诞生阶段
活性污泥法的研究工作最早可以追溯到十九世纪八十年代,英国化学家史密斯于1882年对污水进行曝气研究,发现在任何情况下对污水进行曝气都会将腐败延迟,而且在曝气的情况下更容易产生硝酸盐。1911年,美国劳伦斯试验站的Clark研究生活污水对水体生物的影响,发现随着污水投加量的增加,池内出现沉淀物,并且将沉淀物排出后水就变得清澈。随后Fowler到访劳伦斯试验站并观看了Clark的试验,这让Fowler真正意识到悬浮颗粒的重要性。
1914年Fowler让其学生Ardern和Lockett重复他在美国看到的实验。将污水装入瓶子曝气,花费了六周才完成硝化过程;随后将上清液排出,保留污泥继续加入污水曝气,硝化作用缩短至三周,继续重复操作直至消化过程缩短至24小时。
Ardern和Lockett
二、活性污泥法的应用和推广
20世纪40年代,Gould、Hatfield等人开展了污泥曝气再生的研究;1947年,美国Austin污水厂面临着污水量急增的问题,原有活性污泥工艺难以完成处理任务,进行了吸附-再生工艺的中试及应用研究;1959年,Zablatsky等人明确提出了接触稳定( Contact stabilization)的概念。
1953年,荷兰公共卫生工程研究协会的Pasveer研究所提出了氧化沟工艺“帕斯维尔沟”,用于处理小区污水。
1914年, Arden和Lockett发明的活性污泥法最初采用充-排式操作,为SBR雏形。但因操作繁琐并未获得重视;20世纪70年代末,美国的Irvine和澳大利亚Goronszy重新开展了对序批式活性污泥法的研究后,人们才得以重新认识到SBR的优势。
1976年,德国Bohnke教授开发了AB工艺。该工艺在传统两段法的基础上进一步提高了第一段的污泥负荷,以高负荷、短泥龄的方式运行,而B段则与普通的活性污泥法相似。
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深井曝气工艺源自于英国帝国化学工业公司利用甲醇作为原料来合成生产单细胞蛋白的研究,该研究需要极高的生物密度,为了解决溶解氧的问题,该公司设计了深井曝气装置。1949年,Okun开展了纯氧曝气应用于活性污泥系统的研究,1970年纯氧曝气才得到了商业化应用。
三、活性污泥法的今天
厌氧氨氧化的发现——20世纪80年代末至90年代初,Deflt理工大学Kuenen教授指导的学生Mulder在运行一个三级反应器系统时,观察到第二级流化床反应器中氮“不明去向”的大量消失,用常规知识无法解释其实验现象。结合1977年奥地利理论化学家Broda的化学热力学预测,在国际上首次发现了anammox(厌氧氨氧化)现象,由Jetten为主开始进行相关的基础研究,并由van Loosdrecht拓展到工程应用领域。
好氧颗粒污泥的发现——日本学者Mishima & Nakamura利用连续流好氧升流式污泥床反应器第一次培养出了好氧颗粒污泥。
四、活性污泥法一百周年纪念词(刘秋琳)
翻看史册,诞生百年的工艺并不少见,然而,历经百年却一直占据行业主导地位的,却屈指可数。在这里,活性污泥做到了。我们不禁要问:活性污泥法何以历经百年沧桑而不衰?“百年老字号”的传承背后,又意味着什么?
有人说,因为简单。简单设计,简单运行,即可完成污水处理基本功能。而简单意味着可靠,意味着可以普及。活性污泥法凭借其简单、粗放、混沌的特质,爆发出了强大的生命力和适应力。
有人说,师法自然。活性污泥法的诞生,便是带领人类突破禁锢,在自然里寻找到了污水处理事业咫尺之外的自由。而同时,他又是人类对于自然生态规律的一种自觉应用,师法自然,却不只是简单地模仿自然,而是将人的主观能动性对客观规律的反作用发挥的淋漓尽致。
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李爱民教授为俞汉青教授颁发纪念品
走进讲堂后的俞汉青教授
俞汉青教授系中国科学技术大学化学与材料科学学院的教授和博士生导师,在环境行业有众多头衔和职位,同时也是多家环境顶级期刊(WR、EES、BT等)的编委。俞教授指出,“目前中国的环境问题就摆在眼前,有越来越多的科研人员从事环境领域的研究以及国家对于环境学科科研的支持。”依据Water Research期刊的统计,2016年中国发表文献量占25.1%,已超过美国,2017年至今的发表文献量更是远超美国。
身兼数职的俞教授,对于如何合理安排时间有着自己的“独门秘籍”。在不同的时间做与之相适应的事情,从而保证事情高效地解决便是俞教授透露给我们的秘籍。俞教授经常出差在外,每每出行,俞教授尽可能选择高铁,以保持一个清晰的头脑办公, “出差去的时候头脑清晰,我在高铁上会修改或审阅稿件;出差回来的时候很劳累,我会看几篇新的文献”。
在对待教育学生的问题,俞教授有着自己独到的见解和丰富的经验。经过回国后十几年的教学经验,他发现人文关怀也是必不可少的一方面。在给学生布置课题之前,对学生进行充分的了解,以发现他们自己所擅长的方向,再因材施教制定符合每个学生的课题,这样不仅使学生对自己的课题更感兴趣,也能让他更愿意探索和思考。
俞教授回忆自己在中国科学技术大学从事研究的这十几年,感触良深,直说想“干到自己干不动为止”。从零几年环境学科作为一个朝阳学科到现在发展的速度超出想象,俞教授自己的团队也从刚回国的寥寥1人发展到现在的中科院重点实验室,“刚开始的时候实验室的电话线都是自己亲自接的”。回忆起刚入职中国科学技术大学时,一切都是从零开始,虽然当时条件艰苦,但是俞教授对于科研的努力始终坚守如一。
最后,俞教授表达了对南大环院学子的关心和期望。“南京大学作为环境学科的知名学府,能在这里从事科研是一件很值得骄傲的事。我希望南大的环院学子以后可以为中国的环境事业贡献自己的一份力量”。
俞教授的讲座仅仅只有一下午,但是他严谨的学术素养和诙谐幽默的讲座风格给在座的每一位同学留下了深刻的印象。中国的环境问题依旧严峻,而我们环境人始终在路上!
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