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李經理
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西安高新區錦業路錦業時代A3-307室導語
1936年，一座在我國普陀山洪筏禪院內建成的的沼氣池，拉開了我國近現代厭氧技術的發展史……在 Lettinga的回憶中，中國是推行厭氧污水處理系統非常成功的國家，這得益于中國長期以來在農村推行的沼氣使用政策。然而，沼氣的使用卻只是拉開了厭氧歷史的大幕，中國厭氧如何從基于經驗的應用工程邁向現代科技的產業化道路，如何在中國生根、成長、蛻變、成熟、到廣泛應用，這些故事值得我們一探究竟。本文中的歷史資料和珍貴照片，由錢易院士、胡紀萃教授、王凱軍教授、任洪強老師等無私提供，在此表示由衷的感謝！
厭氧之初 /鄭元景
相比較中國整體的社會經濟發展狀況，我們的環保事業無疑是走在前面的。1972年斯德哥爾摩環境會議歸來，中國的領導層就已經意識到環境污染問題的研究。同時由于那時中國工業企業的大量建立，“嫩江死魚”、“官廳水庫污染”、“團結湖發臭”等都是那時期令人關注的“環境公共事件”。在“不走西方老路，證明社會主義優越性”的思路下，環境保護被確立為基本國策，水處理的科學家和工程師們獲得了更好的工作條件。隨著十年動亂的結束，國家建設的興起，三同時制度的實施，在改革開放，建設祖國的感召下，中國的環保事業在那幾年進入一個快速發展時期。
1978、1979年，對于世界厭氧發展史而言，舉足輕重。這兩年間，Lettinga團隊關于 UASB的研究成果在世界學術界嶄露頭角，掀起了厭氧技術的研發浪潮，這股浪潮也自然席卷了環保事業正在崛起的中國。然而驚人的是，三四年后，1982年，中國的第一座應用 UASB工藝的污水廠就在北京腐乳廠進入了工程試驗階段。即使在當下，這個速度也非常驚人（有興趣的讀者可以稍稍對比一下膜技術應用，AMX和好氧顆粒污泥的應用）。更何況考慮到當時的信息傳播效率，中國同行無法查找更多的資料，也無法實時溝通咨詢，那么這個速度的出現，無疑是奇跡。
實現這一奇跡的核心人物是鄭元景，時任北京環保所（目前的北京環科院）的副所長。根據Lettinga的文獻報告，他是中國率先研發UASB技術，并推動該技術在食品工業領域應用的第一人。王凱軍曾這樣評價他的這位恩師：鄭元景先生是我國罕見的具有創新思維卻被業界淡忘的大師級人物，他是中國唯一一位在水解 - 好氧、接觸氧化和厭氧USAB等方面具有開創性工作和杰出建樹的大家。
這樣的評價，勾起了我們對這位大家的關注。然而遺憾的是，現代搜索引擎里關于鄭元景先生的記憶，也不過寥寥百余字：鄭元景（1934─）漢族，福建仙游人。列寧格勒建筑工程學院畢業。曾任北京市環保科研所研究員、室主任、副所長，北京市環保局副局長、總工程師，北京市第八、九、十屆人大代表。享受國務院頒發的“政府特別津貼”。1998年聘為北京市人民政府參事。
歷史隨時間封存。關于這位元老級人物的故事，已無法再現，但為了不致讓厭氧發展歷史斷層留白，我們還是努力地從王凱軍的口述中，從鄭元景先生自己的科研文章里，去捕捉蛛絲馬跡。
1975年，鄭元景先生帶領團隊，開始了用生物接觸氧化法處理城市污水的小型試驗和中型試驗，并開展了這項工藝的機理研究。而這項技術的研發應用，在當時基本上與同時代的日本保持同步（而這項技術就是在日本風行的地埋式污水處理設備的核心工藝單元）。目前，這項技術已逐步演化成曝氣生物濾池工藝（BAF）。
1982年，在他的推動下，中國的第一座應用 UASB工藝的污水廠便在北京腐乳廠進入了工程試驗階段。同年4月-9月，鄭元景先生在《環境保護》雜志連載了 6篇題為“高濃度有機污水處理”的文章，這6篇文章，系統、全面地闡述了厭氧技術的機理、工藝設備以及在高濃度污水處理中的應用前景等。如今看來，這 6篇文章，似乎成了鄭先生留在網絡里關于厭氧技術一段最深刻、最全面的描述了。
右起：Lettinga 錢易 王凱軍
1985年前后，王凱軍師從鄭元景，倆人一道開發出了水解 - 好氧聯合工藝。這個工藝堪稱神來之筆，是系統論在污水處理領域的成功運用，即利用厭氧的產酸階段作為后續好氧段的預處理工序，極大地縮短水力停留時間并提高污水的可生化性。水解酸化，目前已是大部分工業難降解廢水處理的“標配”，而在創立階段，無疑需要扎實的專業知識，浪漫的想象及創新的勇氣。
時間擋不住一位大家在厭氧歷史舞臺上的謝幕，但是，回看鄭元景先生的文章，我們依然能強烈地感覺到，除了卓有建樹的科研成就外，他所傳達的“污水中的有機物是一種能源”、“厭氧生物處理是回收能量，凈化污水的好方法”“把工業廢水處理廠轉變成水資源廠”等治污理念，如今仍為環保人士所廣泛推崇。他為環保領域、厭氧發展所做出的努力，也化作春泥，滋潤著一代一代的環保科研工作者們繼續前行。
1985年11月11日-15日，每兩年舉辦一次的厭氧盛會——國際厭氧消化（沼氣）討論會第四屆會議，在我國廣州舉行，會議吸引了全世界50個國家的6萬余人參加，中國代表達150人，與會學者們就厭氧全球動態、基礎與理論研究、農業應用、工業應用、沼氣與環境等多個方面進行了交流與探討。這次會議無疑是一陣將世界厭氧的前沿信息刮向中國的潮流風暴，它促使高效厭氧污水處理技術在中國迅速引起了關注，也大大促進了厭氧污水處理在中國的研究。也正是這一年，Lettinga參觀了位于北京和成都的研究機構，結識了中國著名的環境科學家錢易，而且還從電視上看到了她赴臺灣探親的新聞（錢易院士的父親是著名的國學大師錢穆先生）；這一年，一個叫王凱軍的年輕人鼓起勇氣邀請 Lettinga 教授到他的單位——北京環科院參觀一個中試項目，其時他正在從事上流式水解池的大規模示范工程的研究。冥冥之中的安排，早已為厭氧技術在中國的大發展埋下了伏筆。
厭氧發展/“七五”時期
時間推進到了中國農歷丙寅年（虎年）——1986年，這一年，是國 際 和 平 年（International Year of Peace)，世界人民在為“捍衛和平和保障人類的未來”吶喊。這一年，科學界迎來了“863”計劃，也正是這一年，中國的第七個五年（1986-1990年）發展時期到來。國家提出，要重點發展農業、能源、交通、原材料等戰略重點的新技術，要重點開發電子信息技術、生物技術和新型材料等高新技術。同年4月，“七五”國家科技攻關環保項目主持部門領導小組印發了《“七五”國家科技攻關環保項目管理辦法》，開始了“七五”環保科技攻關的具體實施。“高濃度有機廢水的厭氧生物處理技術”研究課題位列其中，由清華大學牽頭組織實施。
70年代，我國在防止水污染方面，著重治理了酚、氰、汞、鉻、砷等有毒物質。經過十年努力，取得了很大的成績。而從1981年開始，高濃度有機污水的處理已成為突出的問題。特別是實行“排污收費”以后，那些排放高濃度有機污水的工廠都迫切需要高效、經濟的治理方法。在這種形勢下，全國各地都在積極開展研究工作，其重點是研究使有機物轉化為沼氣回收能源，化害為利的枝術。同時，在鄭元景等前期厭氧研究工作者的努力下，厭氧技術的優勢已經逐漸顯現。可以說，八十年代的后期，厭氧技術的新一輪發展已經蓄勢待發。果然，“七五”時期的到來，“高濃度有機廢水的厭氧生物處理技術”項目被納入國家科研攻關項目，中國的厭氧技術正式迎來了前所未有的發展高潮。
2016年4月18日，一個春風和煦，陽光明媚的下午，我們驅車前往清華大學環境學院，采訪到了“高濃度有機廢水的厭氧生物處理技術”項目負責人，我國厭氧技術發展的重要推動者、中國工程院院士——錢易。據錢易院士回憶，80年代中后期，“高濃度有機廢水的厭氧生物處理技術”“七五”攻關課題開始正式實施，國家環保局委托清華大學承擔總課題，通過技術招標的形式，又在全國范圍內組織了14個在厭氧研究領域具有較強實力的高等院校、科研設計單位對課題進行了分解研究。項目的主要負責人為錢易和胡紀萃。課題研究了廢水種類近10種，不同的單位做不同的廢水，比如酒精廢水、啤酒廢水、制革廢水、淀粉廢水等，也嘗試了一些新型的反應器，比如UASB、流化床等，溫度是常溫。清華大學當時的研究項目是“UASB工藝處理啤酒廢水的實驗研究”。
據資料顯示，“七五”期間，“高濃度有機廢水厭氧生物處理技術”環保研究課題有 14個單位參加了攻關，包括清華大學環境工程系、哈爾濱建工學院、天津大學、河北輕化工學院、重慶建工學院、北京工業大學、首都師范大學、西安冶金建筑學院、浙江省環保所、吉林省環保所、化工部第三設計研究院、中科院生態中心、西南市政工程設計院、北京市太陽能研究所。專題共分8個子專題，研究的新型厭氧反應器共7種，涉及的高濃度廢水有9類，試驗規模從小試到生產試驗裝置，共建成7個中試基地和6套生產污水裝置，提出 72種合成有機物，5種重金屬及3種無機鹽類對厭氧消化的抑制濃度，開發了啤酒廢水處理方案決策模型及相應的軟件。
為了再現“七五”攻關這段歷史的細節，在錢易院士的幫助下，我們又聯系上了當時該項目的主要負責人、清華大學教授胡紀萃。2016年4月20日下午，在采訪了錢易院士的兩天后，我們急切地前往了胡紀萃老師位于清華大學里的住所，聽他講述了這段歷史更多的故事。
圖為胡紀萃教授接受研究院高嵩院長專訪
說起“七五”攻關，這位老教授說的第一句話是：“這個課題我們幾乎將厭氧相關的課題都覆蓋了，從小試到生產性試驗，應該說非常成功。”據胡紀萃回憶，當時，清華大學承擔了“UASB工藝處理啤酒廢水的實驗研究”；浙江環保所承擔了垂直折流式污泥床反應器（VBASB）的開發；哈建工承擔了纖維填料厭氧濾池處理乳品廢水；河北輕化工學院承擔了 UASB—AF處理維生素C廢水的研究；首都師范大學承擔了二相厭氧消化處理啤酒廢水及豆制品廢水的研究等等。胡老師說，那時候，這項課題將厭氧相關的反應器都進行了研究，大部分的子課題都經過小試成功進入生產性試驗階段，極大地推進了厭氧技術在工業廢水領域的應用。
1987年，清華大學環境工程系為北京啤酒廠設計了常溫下處理啤酒廢水的生產性 UASB反應器，由于多種原因，廢水處理工程于1991年10月才全部竣工。同年11月投入生產性運行，1992年8月通過北京市環境保護局、輕工業局的驗收。工程設計水量2600m3/d，實際高峰值達 4500m3/d，工程運行十分成功，COD去除率可達80%，可滿足有城市污水廠的下水道系統水質標準。
同年，當時的河北輕化工學院，即如今的河北科技大學，通過技術投標也參與了攻關，與哈爾濱建工學院，如今的哈爾濱工業大學一起，承擔了“UASB+AF 處理維生素C廢水”的子課題。河北輕化工學院也是我國厭氧技術研究最早的開拓者之一，他們在 20世紀 60年代就開始涉足厭氧生物處理研究，承擔過國家環保局、化工部和河北省下達的多項同類研究，聚集了諸如羅人明、李獻文等一批厭氧研究者，積累了豐富的研發經驗。上流式厭氧污泥床過濾器（UASB+AF）在當時是一種新型復合式厭氧反應器。1984年，河北輕化工學院環境工程系研制了填充軟性填料的復合型厭氧反應器，結果表明，UASB+AF在啟動運行期間可有效地截留污泥，加速污泥顆粒化，對容積負荷、溫度、pH值的波動都有較好的承受能力。在這種背景下，河北輕化工學院承擔了這項課題的中試研究。
話到此處，我們要引入另一位厭氧技術的推動者，用錢易院士的話說，他是厭氧技術的“堅守者”——南京大學教授任洪強。“七五”攻關的時候，這位南大教授還只是個意氣風發的青年，剛剛大學畢業，作為河北輕化工學院的研究者，他參與了“UASB—AF處理維生素C廢水”的課題研究。據任洪強回憶，那時候科研項目經費有限，試驗條件也非常艱苦，他和小伙伴們就背著鋪蓋卷兒在實驗室里值班，天天測各種試驗數據。后來，這項研究進入了中試。據資料顯示，那時候的接種污泥為氧化塘污泥和篩分后的發酵豬糞。任洪強說，那時候沒有厭氧污泥，我們就去豬圈里取來豬糞，把他放進水里沉淀，然后發酵，最后形成接種污泥。從“七五”初接觸厭氧，到如今在厭氧微生物研究、工程應用領域卓有建樹，時間已走過了近三十年，目前，任洪強依然活躍在厭氧舞臺上。用他自己的話說，這可能因為我對厭氧始終保有著情結。
“高濃度有機廢水厭氧生物處理技術”的“七五”攻關，歷時數年，在全體課題研究人員的努力下，這項研究取得了豐碩的成果，全面達到了國家科委的考核目標，通過了國家環保局組織的技術鑒定，于1991年獲得了教委科技進步一等獎，1993年獲得國家級科技進步三等獎。這批科研成果的取得，大大縮小了我國在厭氧生物處理技術領域與國外的差距，有些達到了國際先進水平。回望歷史，厭氧技術的“七五”攻關，可以說在我國的厭氧技術發展史上劃下了濃墨重彩的一筆。
厭氧到來/團隊合作
90年代初期，以錢易、胡紀萃為代表的清華大學研究者們，又進行了厭氧技術處理難降解有機物和低濃度有機廢水的試驗研究。1990年，哈工大的任南琪教授提出了以厭氧活性污泥為菌種的有機廢水發酵法生物制氫技術。這些研究讓厭氧技術在中國的應用領域繼續擴展。1991年，王凱軍應 Lettinga教授的邀請在瓦赫寧根大學開始修讀環境技術的博士。20世紀90年代中期，厭氧技術的環保公司開始分裂成許多公司。各高校及研究院也培養了一大批環保公司，如清華大學、農業部成都的沼氣所等。國外公司逐步開始進入中國市場，比如帕克、威立雅等。自此，中國厭氧技術的產業化時代到來。
王凱軍說，中國的厭氧技術發展可劃分出三代團隊。鄭元景、錢易等人在采用 UASB 技術處理高濃度有機廢水方面是第一代的開拓者。其后，胡紀萃、申立賢等研究者先后建立了不同類型廢水的厭氧示范工程。到90年代中期，由王凱軍和左劍惡教授、賀延齡教授組成的第三代厭氧研究團隊與山東十方環保公司共同承擔了國家的產業化攻關課題，形成了相對完備的技術體系，進行了多領域、大范圍的推廣。數據顯示，到2009年為止，我國已經有近2000個工業廢水和農業廢棄物的厭氧處理工程，在處理著來自酒精、制糖、啤酒、淀粉、味精、飲料、造紙以及畜禽糞便廢水等10多個行業的廢水。截至到2014年5月，中國已經建成運行了將近400多個UASB和EGSB反應器的工程。如今，厭氧工程已經在中國大地上風生水起。
走過厭氧技術的這段歷史，我們發現，一項技術，不僅閃耀著人類賦予的智慧、嚴謹、堅持的理性光芒，它同樣注入了這項技術推動者們的深情、汗水與艱辛；當我們徜徉在厭氧的歷史長河中，我們不禁聯想到，一項好的科學技術，它應該不止于滿足人類眼前的利益，更應該讓人類看到并到達遠方那理想的生活。
窗外，日已西斜，被太陽的余光染得緋紅的晚霞，像綢緞般撫摸著中國大地。歲月，就這樣一日一日地靜靜流淌，我們，就這樣站在歷史的肩膀上看到了詩和遠方……