王洪臣：百年活性污泥法：改良OR替代?

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中国水网消息”今年标志着活性污泥法诞生100周年。目前，世界上约有5万个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，在过去的一个世纪里，活性污泥法的主要进展是什么？它将来会被其他过程取代吗？

活性污泥发展百年回顾

王洪臣介绍说，一百年前，英国发生了严重的水污染，这导致了对污水处理技术的迫切需求。1914年4月3日，阿尔登和洛克特在皇家化学学会年会上宣读了论文《无过滤器废水氧化试验》，该论文被认为是活性污泥法的正式诞生。随后，活性污泥法的研究在世界范围内迅速展开，并建成了实际的污水处理厂。

中国上海北区污水处理厂建于1923年，是中国第一座城市污水处理厂，日处理能力为3500立方米，尾水排入沙井港。随后几年，东区污水处理厂和西区污水处理厂相继建成，日处理能力分别为1.7万立方米和1.5万立方米。

改进:三项重要的改进技术

随后，许多学者丰富了活性污泥法的理论，提出了污泥龄srt、污泥指数svi、丝状菌特性与分类、选择器理论与概念等概念；人们还提出了许多新的反应器，如氧化沟法、sbr法和纯氧曝气法。同时，许多学者完善了有机物降解和养分去除的生化理论、动力学和工艺设计计算。

王洪臣认为，这三种工艺是对活性污泥工艺的重大改进:生物膜活性污泥工艺(mbbr、ifas)、膜生物反应器(mbr)和好氧颗粒污泥(ags)。这三个过程大大提高了反应器中的生物量，从而提高了处理效率。然而，“这并不是一个必要的创新。在提高处理效率(节省土地占用)的同时，还会不同程度地增加能源消耗或投资。”王洪臣说。

备选方案:未来提及的技术方向

活性污泥法造福人类已经有100年了，它还能使用多久？

王洪臣指出，活性污泥法存在两大问题，将使其长期无法继续处于主流地位:一是部分有机物被分解，分解过程消耗大量能量，是一种“以能量破坏能量”的处理方法；第二，另一部分有机物被合成为活性污泥，但是容易处理的有机物变成了难处理的有机物。

王洪臣认为有两种方法可以替代活性污泥技术，一种是改进，另一种是淘汰。近百年来，活性污泥在生活机理、反应器、工艺和控制等方面都得到了改善，但在工程层面，高能耗和污泥处理的问题并没有根本改变。

如果要取消活性污泥法，应该用什么技术来代替它？

王洪臣认为，未来有三种可能的替代进程。

一种是厌氧膜生物反应器。厌氧可以在不消耗电能的情况下产生能量并回收能量。此外，厌氧过程产生的污泥非常少。然而，厌氧膜生物反应器可能存在占地面积增加、膜污染清洗、氮处理等问题，因此提出了厌氧膜生物反应器的概念。

处于萌芽阶段的第二种替代技术包括生物电化学技术(bes)、微生物燃料电池(MFC)和微生物电解池(mecs)。这些技术具有很好的发展前景，能量转化率可达80%以上，但也存在出水水质差、成本高、反应器难以放大、能量损失大等问题？

第三种替代技术是可持续养分去除技术。污水处理中最困难的事情是脱氮。在污水处理中，有机物可以很早就被分离出来，而它保留下来的原因是后来用生物技术对其进行处理。为什么可持续养分去除技术是活性污泥法的替代技术？因为它可以在没有碳源的情况下去除氮。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成熟。

机遇:巨大的需求可能会促进替代技术的产生

一百年前，英国严重的水污染导致了对污水处理技术的迫切需求，活性污泥法诞生于英国。目前，中国对革命性的污水处理技术有很大的需求:严重的水污染和水资源的缺乏要求高泉标准的污水处理技术；能源缺乏需要低能耗甚至正能耗的污水处理技术；资源贫乏，需要实现资源回收的污水处理技术；由于土地短缺，有必要实现环境友好的污水处理技术。

这些方面的需求远远大于任何其他国家。这是否意味着活性污泥法的替代技术可能在中国诞生？王洪臣认为，研究人员依赖于研究和生产的紧密结合。目前，他所在的中国人民大学环境学院低碳水处理技术中心承担了两个国家水专项项目，正在进行相关研究，希望取得一些成果。