歷史 | 細(xì)數(shù)活性污泥法百年發(fā)展的杰出貢獻(xiàn)者,致敬環(huán)境科學(xué)及工程領(lǐng)域的科學(xué)家和工程師們!
序言
20世紀(jì)是科學(xué)技術(shù)空前輝煌的世紀(jì),活性污泥工藝在這個(gè)偉大的世紀(jì)得到了充分的發(fā)展,工藝上的創(chuàng)新、設(shè)備上的改進(jìn) 、理論上的發(fā)展無不凝聚著世界各國科學(xué)家和工程師的智慧和心血。本文回顧了一百年來對活性污泥工藝發(fā)展做出杰出貢獻(xiàn)的人物,出于民族、知識以及偏好,個(gè)人的視角和認(rèn)識總是有限的,所列的這些人物未必很全面,我們只是希望通過杰出人物的成就反映活性污泥百年來艱難曲折,同時(shí)又振奮人心的發(fā)展歷程。
來源:《環(huán)保產(chǎn)業(yè)》(2014年5月刊)
史密斯(Robert Angus Smith)
安格斯•史密斯是蘇格蘭化學(xué)家,最早提出了“酸雨”一詞,也是污水的曝氣先驅(qū),其于1882年就對污水進(jìn)行曝氣研究,并指出通過曝氣,污水的腐敗可被有效地延遲。
狄布。╓. J. Dibdin)
狄布丁是另一位曝氣先驅(qū),提出了污水在板巖中曝氣的概念,并先后研究過間歇過濾、接觸床(后發(fā)展成滴濾池)。
克拉克、蓋奇(Harry Willard Clark、Stephen DeMeritt Gage)
位于美國波士頓附近的勞倫斯試驗(yàn)站是世界首個(gè)飲用水與污水處理試驗(yàn)站。1888年,年輕的克拉克來到了這里,十年之后他成為了這里的負(fù)責(zé)人,并在衛(wèi)生科學(xué)領(lǐng)域進(jìn)行了45年的開創(chuàng)性工作,直到1933年退休,畢生貢獻(xiàn)與此。蓋奇是勞倫斯試驗(yàn)站的細(xì)菌學(xué)家,他對污水處理的設(shè)計(jì)貢獻(xiàn)頗多,后來他做了羅德島衛(wèi)生局的工程師?死撕蜕w奇在1912年的曝氣試驗(yàn)對活性污泥的誕生起到了至關(guān)重要的啟蒙作用。
福勒(Gilbert Fowler)
福勒是英國曼徹斯特大學(xué)的教授,他最偉大的貢獻(xiàn)是在1912年對美國勞倫斯試驗(yàn)站的造訪時(shí), 將勞倫斯試驗(yàn)站的研究情況帶回了英國,促進(jìn)了活性污泥工藝的誕生。福勒在1919年去了印度理工學(xué)院,并于1919年到中國上海指導(dǎo)建設(shè)污水處理系統(tǒng),他于1929年在班加羅爾退休。
阿登、洛克特(E. Ardern、W. T. Lockett)
阿登是英國曼徹斯特戴維漢姆實(shí)驗(yàn)室的化學(xué)工程師,洛克特是福勒的同事,他們在1914年對污水的曝氣試驗(yàn)研究取得了重大突破。他們將污水曝氣時(shí)形成的污泥留存下來,而不是排出去的做法是一個(gè)開創(chuàng)性的貢獻(xiàn),活性污泥工藝由此正式誕生,成為污水處理一個(gè)劃時(shí)代的進(jìn)步。
古爾德(Richard H. Gould)
古爾德是美國紐約衛(wèi)生局的工程師,他發(fā)明了多點(diǎn)進(jìn)水的活性污泥工藝。該法的重要特點(diǎn)是靈活性強(qiáng),可以根據(jù)所需調(diào)整曝氣池各段的進(jìn)水比例,多點(diǎn)進(jìn)水工藝也可按照接觸穩(wěn)定法運(yùn)行,只向最后廊道進(jìn)水,在暴雨時(shí)可超越到最后廊道中,從而使進(jìn)入二沉池的固體負(fù)荷降低。多點(diǎn)進(jìn)水工藝同時(shí)也克服了傳統(tǒng)推流式工藝在曝氣池首端供氧不夠、后端供氧過剩的弊端。該工藝在1939年最先用于紐約的巨人島污水處理廠。
哈特菲爾德(W.D. Hatfield)
哈特菲爾德是美國伊利諾伊州迪凱特衛(wèi)生區(qū)的化學(xué)工程師,他對接觸穩(wěn)定法進(jìn)行了改良,他將消化池的上清液或消化污泥排入穩(wěn)定池,這種方法對于缺氮的工業(yè)廢水比較適用,消化池的上清液作為食物源進(jìn)入穩(wěn)定池提供氮源。另外,這種方法對于抑制污泥膨脹也有一定益處。這種方法又稱“哈特菲爾德法”。
莫爾曼(F. W. Mohlman)
莫爾曼是美國芝加哥衛(wèi)生區(qū)的實(shí)驗(yàn)室主任,他在1934年首次提出污泥容積指數(shù)(SVI)的概念,這一參數(shù)日后成為了活性污泥污水處理廠運(yùn)行與研究的基本參數(shù)。由于測試的方便性和實(shí)用性,SVI被世界各地的污水廠所廣泛使用,這一點(diǎn)甚至超出了原先的意料。
湯培(Wilbur Torpey)
湯培是美國紐約公共工程部門的市政工程師,后來成為紐約水污染控制協(xié)會的理事,并名噪一時(shí),成為50年代污水處理界領(lǐng)軍人物,他與古爾德(Richard Gould)合作對污水處理貢獻(xiàn)頗多,提出了漸減曝氣的方法,降低了污水處理廠的建設(shè)成本,這種方法在很多城市的污水廠得到了應(yīng)用,他對污泥濃縮的貢獻(xiàn)也頗多。
索耶(Clair N. Sawyer)
索耶是美國麻省理工學(xué)院教授,他在上世紀(jì)50~60年代期間對活性污泥工藝的研究最為知名。他對活性污泥的重要貢獻(xiàn)是研究了活性污泥對洗滌劑的生物降解,另外對沉淀池中反硝化引起的浮泥也進(jìn)行了研究。索耶對美國及世界各地的水和污水項(xiàng)目進(jìn)行過咨詢,他于1992年去世。
麥金尼(Riss E. McKinney)
麥金尼是美國堪薩斯大學(xué)教授,他在1962年提出了完全混合式活性污泥的數(shù)學(xué)模型,使完全混合式的活性污泥工藝在上世紀(jì)70年代~80年代得到了廣泛應(yīng)用,這種方法能在很大程度上稀釋入流的污水,緩解有毒有害物質(zhì)的沖擊。
帕斯韋爾(A. Pasveer)
帕斯維爾是荷蘭人,1954年他和他的同事最先采用溝渠式的方式處理小社區(qū)的污水。這種技術(shù)由封閉式的溝渠和曝氣機(jī)所組成,1960年以后這種溝道式的處理方法正式被冠以“氧化溝”的名稱。如今,氧化溝污水處理廠遍及世界各地,成為活性污泥工藝家族中重要的一員。
唐寧(Anthony L. Downing)
唐寧是英國水污染研究實(shí)驗(yàn)室的研究人員,他在1964年首次指出硝化作用依賴于自養(yǎng)硝化菌的最大比增長速率,該速率低于異養(yǎng)菌的比增長速率,泥齡需要足夠長以防止硝化菌的流失。唐寧對硝化的研究具有里程碑的意義,他提出了基于動(dòng)力學(xué)概念的污水處理廠硝化設(shè)計(jì)理論。
高迪夫婦(Tony & Elizabeth Gaudy)
高迪曾是二戰(zhàn)時(shí)期美國陸軍航空兵,先后執(zhí)教于伊利諾伊大學(xué)、俄克拉荷馬州立大學(xué)、特拉華大學(xué),他與妻子伊麗莎白在20世紀(jì)60~80年代對活性污泥的研究頗為知名,在活性污泥的生物降解方面做出了重要貢獻(xiàn)。
沃爾曼(Karl Wuhrmann)
沃爾曼是瑞士聯(lián)邦工學(xué)院教授,自1945年起擔(dān)任瑞士聯(lián)邦水科學(xué)技術(shù)研究院(EAWAG)生物部門的負(fù)責(zé)人,他對活性污泥的微生物生物化學(xué)研究做出了重要貢獻(xiàn)。
馮德坶德(Wilhelm von der Emde)
馮德坶德是奧地利維也納技術(shù)大學(xué)教授,他在高負(fù)荷活性污泥領(lǐng)域做出了重要貢獻(xiàn)。
伯恩克(Botho Bohnke)
伯恩克是德國亞琛工業(yè)大學(xué)教授,他在上世紀(jì)70年代開發(fā)了AB法活性污泥工藝。AB法是市政污水處理中的一個(gè)典范之作,在歐美國家很多大型污水廠得到了應(yīng)用。隨著厭氧-缺氧-好氧工藝的提出,以及人們制定了更高的排放標(biāo)準(zhǔn),尤其是氮和磷方面排放標(biāo)準(zhǔn)的問世,使AB工藝逐漸被淘汰。但AB工藝并沒有銷聲匿跡,隨著污水資源化時(shí)代的到來,AB工藝現(xiàn)在又重新引起了世人的關(guān)注。
丘多巴是捷克學(xué)者,他在上世紀(jì)70年代提出了選擇器的概念,選擇器的應(yīng)用成為控制活性污泥膨脹最為廣泛的工程措施。
艾肯菲爾德(William Wesley Eckenfelder)
艾肯菲爾德以工業(yè)廢水處理聞名于世,被譽(yù)為工業(yè)廢水處理的教父,他是曼哈頓大學(xué)、德克薩斯大學(xué)奧斯丁分校、范德堡大學(xué)的教授,他的許多教科書、數(shù)以百計(jì)的期刊文章影響了無數(shù)的工程師,他的《工業(yè)水污染控制》是工業(yè)廢水處理領(lǐng)域的經(jīng)典之作,影響了一代又一代的工程師。
麥卡蒂(Perry McCarty)
麥卡蒂是美國斯坦福大學(xué)教授,現(xiàn)代污水生物處理理論的奠基人之一,他在活性污泥的理論與工程控制方面做出了巨大貢獻(xiàn),尤其是在活性污泥數(shù)學(xué)模型方面的工作,為后來的ASM模型奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
奧肯(Dan Okun)
奧肯是美國北卡羅來納大學(xué)教授,有著超凡的工程洞察力,他開發(fā)了20世紀(jì)后半葉一種重要的活性污泥工藝——純氧活性污泥工藝。奧肯還致力于環(huán)境科學(xué)與工程的發(fā)展,在50多年的職業(yè)生涯中,他對89個(gè)國家的水與污水項(xiàng)目進(jìn)行了咨詢工作。
艾伯森(Orrie Albertson)
艾伯森是美國污水處理工程界的杰出人物,他對沉淀池設(shè)計(jì)理論與設(shè)備配置的發(fā)展做出了杰出的貢獻(xiàn),在過去40多年里,得益于他的研究實(shí)踐,沉淀池的效能得到了極大的提高。同時(shí),他對生物選擇器的發(fā)展也起到了積極的作用。
戈恩森(Mervyn Goronszy)
戈恩森是澳大利亞教授,他對活性污泥工藝的重大貢獻(xiàn)是發(fā)展了SBR工藝。他開發(fā)了兩種重要的SBR工藝變型,即ICEAS工藝和CASS工藝,這兩種工藝的出現(xiàn)極大地推動(dòng)了SBR工藝的發(fā)展,成為SBR工藝應(yīng)用的主流形式。
摩根•漢斯(Mogens Henze)
摩根•漢斯是丹麥技術(shù)大學(xué)教授,他在80年代早期擔(dān)任國際水污染研究與控制協(xié)會(IWAPRC,現(xiàn)更名為國際水質(zhì)協(xié)會IWA)活性污泥法設(shè)計(jì)和運(yùn)行數(shù)學(xué)模型課題組組長,該課題組組織了丹麥、美國、瑞士、南非和日本五國五位專家,在1987年以國際水污染研究與控制協(xié)會系列科技研究報(bào)告(STR)1號的形式出版了研究成果,即活性污泥1號模型(Activated Sludge Model1,ASM1)。
馬萊(Gerritt Marais)
20世紀(jì)80年代,南非開普敦大學(xué)的馬萊教授就提出了碳、氮、磷去除的動(dòng)態(tài)活性污泥模型,后來IWA的活性污泥數(shù)學(xué)模型(ASM)基本上是建立在他的工作基礎(chǔ)之上。
艾克馬(George Ekama)
艾克馬是南非開普敦大學(xué)的終生教授,在活性污泥工藝方面有著30多年的研究經(jīng)歷。艾克馬是活性污泥數(shù)學(xué)模型的早期奠基人,也是馬萊教授課題組的主要成員,尤其在1987之后,他基本接替馬萊承擔(dān)了活性污泥數(shù)學(xué)模型課題組的工作,在模型框架建立領(lǐng)域起到了核心作用。
格瑞迪(Leslie Grady)
格瑞迪是美國克萊姆森大學(xué)教授,他是活性污泥法設(shè)計(jì)和運(yùn)行數(shù)學(xué)模型課題組五位專家之一,他提出了ASM中的很多動(dòng)力學(xué)方程。
古杰爾(Willi Gujer)
古杰爾出生于1946年,在1976~1994年期間一直擔(dān)任瑞士聯(lián)邦水科學(xué)技術(shù)研究院的主管,他在ASM一號模型(ASM1)的建立中做了很多具體的工作,包括很多動(dòng)力學(xué)參數(shù)的測定方法的建立。
松尾友紀(jì)(Tomonori Matsuo)
松尾由紀(jì)是日本東京大學(xué)的教授,他是作為亞洲在IAWPRC中的代表,參加了活性污泥數(shù)學(xué)模型課題組。在之后ASM3模型的建立中,松尾由紀(jì)教授課題組的Mino提出了生物除磷的新機(jī)制,是對ASM模型的實(shí)質(zhì)性貢獻(xiàn)。
艾克布姆(Dick Eikelboom)
艾克布姆是荷蘭人,從1970年到2004年退休,他對活性污泥污水廠的運(yùn)行問題進(jìn)行了大量的研究,對活性污泥絲狀菌的鑒定及污泥膨脹控制做出了杰出的貢獻(xiàn)。
戴維•詹肯斯(David Jenkins)
戴維•詹肯斯是加州大學(xué)伯克利分校教授,他對活性污泥固液分離的原因和控制、生物脫氮除磷做出了重要貢獻(xiàn),他所著的《Manual on the Causes and Control of Activated Sludge Bulking and Foaming》一書是污泥膨脹領(lǐng)域內(nèi)公認(rèn)的權(quán)威著作。
伯納德(James Barnard)
伯納德是南非人,現(xiàn)任美國Black & Veatch公司的全球研發(fā)技術(shù)領(lǐng)袖。他是AO脫氮工藝、Phoredox工藝、Bardenpho工藝的開創(chuàng)者。在過去的40多年里,基于他所開創(chuàng)的技術(shù),世界各地?cái)?shù)以千計(jì)的污水處理廠采用了生物脫氮除磷技術(shù),他被譽(yù)為“生物脫氮除磷之父”。
邁克爾•瓦格納(Michael Wagner)
邁克爾•瓦格納是奧地利維也納大學(xué)教授,他在活性污泥的分子生物學(xué)方面做出了突出的成就,他發(fā)展了FISH(熒光原位雜交)方法,并在90年代初期最早將其用于活性污泥微生物的鑒定。
感謝:美國加州洛杉磯縣衛(wèi)生區(qū)Chi-Chung Tang博士、加州大學(xué)伯克利分校David Jenkins教授、德國亞琛工業(yè)大學(xué)Max Dohmann教授所提供的資料和給予的幫助。
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