歷史再現(xiàn)，未來(lái)尋蹤

12月12日，“我是產(chǎn)品”牽手上海東區(qū)污水處理廠(以下簡(jiǎn)稱“東區(qū)廠”)，我第一次有機(jī)會(huì)走進(jìn)自己產(chǎn)業(yè)的百年，走近活性污泥法的百年。

“這個(gè)曝氣池，我?guī)煾杆麄兌冀凶髋_(tái)閣，我也不清楚到底是什么意思，無(wú)從考證了，也許是上海話獨(dú)有的語(yǔ)音化過(guò)來(lái)的，每次聽到總能感受到那一代環(huán)保人的雅致。”何部長(zhǎng)邊走邊給我講述著那些不起眼，卻只有我們環(huán)保人才能聽得懂的浪漫。

上海東區(qū)污水處理廠，1923年開工建設(shè)，1926年通水運(yùn)營(yíng)，是中國(guó)最早的城市污水廠之一，是經(jīng)歷革命炮火幸存下來(lái)亞洲歷史最悠久的污水廠之一。解放后于50年代、60年代、80年代、90年代經(jīng)歷五次擴(kuò)建改造，跨越百年歷程，其工藝流程的完整性和構(gòu)筑物的完好性在中國(guó)乃至亞洲都很罕見，與其同時(shí)代早期的污水廠大多由于種種歷史原因已經(jīng)不復(fù)存在了。

我想“臺(tái)閣”可能是融合了租界時(shí)期英國(guó)人和現(xiàn)代上海人各自浪漫的一個(gè)名稱吧。

在曝氣池的東北角，有一個(gè)工人辦公休憩的小房間，是與池體共建的三層小樓，高出池體的一層，應(yīng)該就是“閣”意象的來(lái)源，它的造型自然沒(méi)有外灘建筑群那么豪華，但帶有更貼近于生活的歷史風(fēng)味。

東區(qū)廠開工建設(shè)的1923年，剛好是英國(guó)學(xué)者Ardern和Lockett通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)明活性污泥工藝之后的第10年，可以合理猜測(cè)，我面前的這位“臺(tái)閣”，大體就是百年活性污泥法最初發(fā)明時(shí)的模樣。

我拉住何部長(zhǎng)問(wèn)東問(wèn)西、點(diǎn)點(diǎn)滴滴，工藝、池體、管道、設(shè)備、儀表，在保存完好但斑駁的遺跡、古物中，尋找100年前活性污泥法的樣子。

這種情感上的紐帶是“我是產(chǎn)品”攜手東區(qū)廠的原因之一。而在此之上，二者內(nèi)容內(nèi)涵之間的聯(lián)系是更值得我們時(shí)代環(huán)保人延伸思考：

再現(xiàn)歷史，尋蹤未來(lái)，在歷史和未來(lái)的交匯處，環(huán)境產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新原生態(tài)如何再有突破？

技術(shù)博物，產(chǎn)品發(fā)布，在技術(shù)和產(chǎn)品的交集處，環(huán)境產(chǎn)業(yè)的進(jìn)化論，如何構(gòu)建未來(lái)高質(zhì)量產(chǎn)業(yè)生態(tài)？

工程時(shí)代，產(chǎn)品時(shí)代，在工程與產(chǎn)品的交接處，新物種如何破解創(chuàng)新窘境，加速實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化？

12月12日，我們將在上海東區(qū)污水處理廠奔赴一場(chǎng)歷史與未來(lái)的約會(huì)，發(fā)起一個(gè)有關(guān)產(chǎn)品化進(jìn)化論的探索，屆時(shí)將由東區(qū)廠的見證者給我們講述它的百年過(guò)往和變遷。在此前一天，讓我先行一步，到時(shí)空中巡游一番，看看活性污泥法還在壯年的一生。

從過(guò)去看現(xiàn)在原生態(tài)——活性污泥法百年創(chuàng)新史

在我的理解里，“活性污泥”四個(gè)字已不能算作一個(gè)單元工藝名稱。它是一類“根”技術(shù)，在其之上開放的繁茂枝葉，百年后依然占據(jù)著污水處理行業(yè)的主流地位，面向未來(lái)的各類概念工廠也都脫離不了它的滋養(yǎng)。

這項(xiàng)技術(shù)的起源，要追溯到一個(gè)通過(guò)抽水式反應(yīng)器(即序批式反應(yīng)器的前身)處理污水得到高質(zhì)量出水的實(shí)驗(yàn)，研究人員通過(guò)觀察分析，認(rèn)為污泥被“活化”了，于是仿照活性炭的名字，將該工藝命名為“活性污泥”。

某種角度說(shuō)，世界上只有兩種生化技術(shù)。一是生物膜法，最早發(fā)明于18世紀(jì)90時(shí)代(以河床礫石上粘附的生物膜作濾池)，一種就是活性污泥法，以此這實(shí)驗(yàn)作為發(fā)明時(shí)間，是在1914年。

生物膜法更古老，但在其后的發(fā)展中，活性污泥法以其簡(jiǎn)單、穩(wěn)定、易操作、低成本而得到更多青睞，百年里長(zhǎng)期扮演著污水技術(shù)的中流砥柱，生物膜法則要一直到現(xiàn)代材料、現(xiàn)代制造的發(fā)展后，才逐漸回歸主流舞臺(tái)。

從東區(qū)廠命名為“曝氣池”就可以知道，早期活性污泥工藝的關(guān)鍵在于“曝氣”，但在未成熟前，單純依靠曝氣形成的腐敗和物質(zhì)轉(zhuǎn)化無(wú)法持續(xù)，污染物去除的成果無(wú)法穩(wěn)定獲得。

1914年，Ardern和Lockett認(rèn)識(shí)到懸浮顆粒對(duì)于反應(yīng)器穩(wěn)定的重要性，他們“將污水裝入瓶子中曝氣，花費(fèi)六周完成硝化過(guò)程；隨后將上清液排出，保留污泥繼續(xù)加入污水曝氣，硝化作用縮短至三周；繼續(xù)重復(fù)操作直至消化過(guò)程縮短至24小時(shí)。”

他們的開創(chuàng)性貢獻(xiàn)，在于將曝氣時(shí)形成的污泥持留了下來(lái)，而不是排出去，活性污泥工藝由此一個(gè)“小”動(dòng)作而正式誕生。

污水處理中生物法之所以長(zhǎng)盛不衰，是因?yàn)樗赃m當(dāng)?shù)娜斯じ深A(yù)，模擬了自然凈化的狀態(tài)，在保證想要效果的前提下，最經(jīng)濟(jì)、最可持續(xù)。活性污泥法的研究和發(fā)展，大多都在于這人工干預(yù)的方式和程度。

以當(dāng)下活躍的工藝技術(shù)沿著110年追溯，主要有AO系、氧化溝系、SBR系三大路線。

20世紀(jì)70年代，為了應(yīng)對(duì)水體富營(yíng)養(yǎng)化的問(wèn)題，Barnard在傳統(tǒng)活性污泥法基礎(chǔ)上，將缺氧和好氧反應(yīng)器完全分隔，污泥回流到缺氧反應(yīng)器，并添加了內(nèi)回流裝置，縮短工藝流程而成為就現(xiàn)在的A/O工藝；后來(lái)又在A/O的基礎(chǔ)上加入除磷功能，即是現(xiàn)在中國(guó)城市污水廠應(yīng)用最多的A2O工藝。

氧化溝系起源于20世紀(jì)50年代荷蘭Pasveer研究所的“帕斯維爾溝”工藝，后來(lái)60年代，荷蘭DHV公司開發(fā)研制了卡魯塞爾(Carroussel)氧化溝，70年代，美國(guó)的Envirex公司投放生產(chǎn)了奧貝爾(Orbal)氧化溝。氧化溝最初用于處理小區(qū)污水，后來(lái)逐步放大，成為中國(guó)城市污水廠另一大主流工藝。

1914年的起源工藝，就是SBR系的雛形，最初采用充-排式邏輯，因操作繁瑣并未獲得重視；70年代，美國(guó)的Irvine和澳大利亞Goronszy重新開展序批式活性污泥法的研究，于80年代在印地安那州改建并投產(chǎn)了世界上第一個(gè)SBR法污水處理廠。

編輯：李丹