活性污泥法的发展历程(2)
曼福特当时调查了曼彻斯特附近一个煤矿的排水,发现在一种细菌的作用下,铁会在水里沉淀。曼福特收集了这些细菌,开始培养,并命名为“M7”菌,他发现在存在有铁盐、空气和有机氮(例如蛋白胨、肉)的情况下,这种细菌可以形成铁的沉淀。 回到曼彻斯特后,福勒问起了曼福特有关M7菌的事情,“M7的事情怎么样了?如果它可以与蛋白胨形成沉淀,那与污水也应该会形成沉淀”。虽然他对于早年的污水曝气试验很失望,但此时他显然已经意识到了悬浮固体的重要性。于是他们开始研究用M7菌的培养基,鼓入空气,并加入铁盐和污水。他们发现用这种细菌可以使污水获得澄清透明,并可在生物滤池内迅速进一步氧化处理,甚至可以直接排向河道。虽然需要投加铁盐,但是与化学处理方法相比,投加的量要小的多。福勒这样总结当时的研究:“使用了自然界中的一种特殊微生物处理污水”,M7菌的方法似乎印证了狄布丁的预言,狄布丁曾经预言污水处理的未来应该是采用一种合适的微生物与污水进行曝气。卫生部门对福勒的提法倍加赞赏,称之为“迷人的想法、独创的想法”,但同时也对其能否将实验室的研究成果转化为实际工程深表怀疑。实际上M7工艺从来没在实际中得到应用。一部分的原因是它明显的工业特点,另外在每批次的处理过程中都要投加这种细菌和铁盐,没有实用价值。尽管如此,M7工艺试验中所用到的装置对后来活性污泥的发明事实上也起到了作用。 在福勒与曼福特研究M7工艺的同时,福勒也在尝试让他的助手爱德华•阿登和威廉•洛克特重复一下他在劳伦斯试验室看到的试验。阿登是英国曼彻斯特戴维汉姆实验室的化学工程师,自1899年他就在那里工作。洛克特是福勒的同事,是化学工业学会的初级会员,受雇于曼彻斯特河道部门,在戴维汉姆实验室进行研究工作。福勒从1904起就对戴维汉姆实验室的研究进行指导。 1913年,阿登和洛克特开始对曼彻斯特的污水进行小试曝气:将玻璃瓶里装上2.27升的污水,为了防止藻类的生长,瓶子用棕色的纸包起来,将一根管子弯成90度插入瓶内进行曝气,同时实现充分的搅拌,最后直到氨氮转变为硝酸盐氮(硝化过程),但这一过程需要耗时6个星期,如此长的时间显然不具实用价值。但他们下一步的研究非常关键,阿登和洛克特没有将瓶内的污泥排出去,而是把污泥留存下来,将上清液排出,然后又加入新的污水,开始曝气,这次硝化过程耗时3个星期,他们又将上清液排出,瓶内积累的污泥更多,然后再次加入新的污水曝气重复上述过程,硝化的时间进一步缩短,直到最后在24小时内即可让污水得到充分的处理。 阿登和洛克特通过这次实验,认为污水处理技术革命的曙光就在眼前,洛克特在一份手稿中这样写到:“目前试验的结果预示着它可能会对污水处理产生颠覆性的影响”。1914年4月3日,阿登在在曼彻斯特大酒店举行的化学工业学会上介绍了他们的研究工作,他事先邀请了各地的污水处理工作者,约有200多名科学家和工程师参会,这些人没有失望。《无需滤池的污水氧化试验1》一文首次在卫生领域内提出“活性污泥”的概念,与会者一致认为活性污泥的发明具有划时代的意义。 |
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