固定膜污水处理系统的发展历史

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固定膜污水处理系统的发展历史

 废水工程这门具有艺术性的科学刚刚历经了百年发展,在此期间,应用技术无疑在促进疾病控制和环境保护领域取得显著进展。固定膜处理系统扮演着整个历程中的重要角色,尤其是因为这项技术代表了原始的生物机制。比如滴滤池、间歇性滤池和接触床都隶属于固定膜生物处理系统。固定膜生物处理系统主载了污水处理技术几十年。虽然一度被悬浮生长处理系统抢了风头,但毫无疑问的是,现如今它又再次走入公众的视野。

 
鉴于相关历史的重要性,以及固定膜生物处理系统未来的发展趋势,本文将探究固定膜技术背后的“家谱”,力争根据已有的文献资源,做到考据充分,内容翔实,以促进相关领域文献的进一步完善和细化。
 
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1850-1875
 
正如狄更斯在1859年经典故事中的描述,“这是最好的时代,这是最坏的时代。”这个文学形象尖锐地描绘了十九世纪中叶,看似为世人带来祝福的工业革命,实际上在面对大规模传染病时却是这般无力。
 
霍乱,仅仅是爆发于不列颠群岛内四种致命疾病的其中之一,这个恐怖的疾病传播整整蔓延了十年之久。毫无疑问,这些传染性疾病的爆发与当时糟糕的环境卫生条件有着直接的联系。
 
然而,当时的细菌学刚刚进入起步阶段,只能为粪便污染和疾病传播之间的潜在关系提供一些模糊的线索。对于污水处理等概念,完全还属于天方夜谭。但是启蒙已经逐渐诞生,接下来,1858年《The NuisanceRemoval Act》立法颁布,专门用以控制污水排放。不过,控制重点迅速转向疾病,流行病学John Snow博士的同年纪念刊物中如是说。
 
英格兰短期内组织开展了一系列皇家委员研讨会,负责有关污水处理问题的研究。他们初步发现,就当前发展水平而言,化学沉淀、过滤和灌溉都是最先进的技术,而过滤和灌溉对于土地修复都具有一定的作用。还有一些听起来比较奇特的方法,比如其中的一种称之为ABC工艺,采用的过滤材料是由明矾、血液和粘土混合而成。
 
然而,那时还没有一种能和生物处理搭上边的有效处理机制。1865年,AlecanderMueller博士发现污水通过一个长满活性微生物的滤柱之后,可以得到净化,而这一观点,给了当时的科学界很大启示。
 
Mueller博士,这位柏林的杰出化学家,几年之后提出了生物净化工艺专利。毫无疑问,无论是Mueller博士的专利还是他提出的这个理念,在当时都引起了人们的广泛关注。
 
1868年,英国皇家委员会成员之一,Edward Frankland爵士,开始对污水处理的滤料性能展开详细研究,从粗砾石到泥炭土。他每天两次给填满滤料的过滤柱里通入污水,滤料的过滤性能一直维持了四个多月。虽然当时对过滤处理的理解还仅仅归功于物化作用,但是由此建立起来的间歇过滤理念已经诞生。
 
基于这些结果,皇家委员会开始非常重视利用间歇过滤。1871年,J. Bailey-Denton在威尔士建立了第一个全规模应用设施,这个设施的成功,以及接下来其他几个成功的案例,引得几位工程师开始实践Frankland的理念。
 
不幸的是,这些工程师常常会忽视一些关键因素的差异,比如土壤渗透性、间歇时间,这就使得试验故障频频发生。历经多个失败案例后,人们对间歇过滤理念的兴趣已经荡然无存。
 
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1875-1900
 
在Mueller成功十年之后,一些研究人员开始探索可作用于污水净化的微生物。1877年,Schloesing和Müntz首次证明土壤具有硝化作用。
 
五年后,Warrington证实了只有不断接种新鲜的泥土才能保持土壤的硝化能力。而在1890年,Winogradsky成功培养了亚硝化细菌。但是,这些先驱者们仍然不确定这些细菌的工作原理,也无法由此大规模开展有效的工程应用。
 
到现在为止,欧洲一直主宰着污水处理技术的发展。在美国,人们对污染控制的关注促成了马萨诸塞州劳伦斯实验站的建立。
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