你知道吗？世卫组织有份陈述说，西方滤池的汗青可追溯到1804年，那时一个叫John Gibb的苏格兰人发现了一个实验性的过滤装配，首要用在他自家的漂白工厂，过剩的过滤水以每加仑0.5镑的价钱卖给本地人。以后的20多年里，很多人都对砂滤池的设计细节进行改良。到了1829年，砂滤池进入市政范畴——一名叫James Simpson的工程师，为伦敦的切尔西水务公司建造了慢砂滤池(Slow Sand Filter)。这被业界视作市政水处置史上的第一个砂滤池。

1820年月末的砂滤池设计图 | 图源：Historia Sanitaria

初期的滤池仅用在去除浊度，但后来人们发现，跟着时候推移，滤池概况会逐步长出一层有机物，过滤结果也会是以获得晋升。现在科学家都把这层物资叫做Schmutzdecke。一看就知道它是德语，英文可译作dirt cover，专业点说，它是生物活性层。经由过程对出水的化验阐发，人们发现滤池不但能氧化水中的氮，还更主要的感化——1886年，英国人Edward Frandland借用那时闻名德国科学家Robert Koch发现的霍乱弧菌的微生物检测手艺，发现慢滤池可以或许去除细菌。

慢滤池的典型组织 | 图源：WUR

写到这里，小编有点小感伤：有时感觉我们人类良多时辰真的很荣幸，在科学家们正式发现疾病可以经由过程水中细菌传布之前(1883年Robert Koch发现霍乱经由过程水传布)，滤池由于可以去除病原微生物，是以已在不知觉中帮人类年夜年夜下降了病从口入的风险。在此保举大师读一下G.R. Scott颁发在1954年的《滤池建造和运行简史(Short History of Filter Construction and Operation)》，借用那文章里的话：“在水处置的初期，砂滤池是去除有害微生物的独一樊篱。” 所以在小编看来，滤池在水处置成长史中，有着比活性污泥法更主要的地位。

G.R. Scott颁发在1954年的《滤池建造和运行简史》 | 图源：jstor

快滤池的鼓起

Schmutzdecke这个生物活性层实际上是把双刃剑，固然在去除微生物方面起着积极感化，但随时候推移，Schmutzdecke会增厚到不成穿透，此时必需移除这层生物膜，并对滤池作从头启动。重启时候也会让人十分焦虑，由于会长达6个月摆布。这也注定了慢滤池降生以后，快滤池的面世是早晚的事。究竟人类在寻求“好快多省”的路上从未停歇。

1872年，美国建成第一个慢砂滤池，地址位在纽约州的Poughkeepsie城。10年后的1882年，美国人发现了第一个快滤池，地址位在新泽西州的Somerville。和慢滤纷歧样，因为向原水投加了混凝剂，快滤池概况会构成一层化学膜，相当在替换了慢滤中的Schmutzdecke。但因为混凝剂和固体物资的堆集造成严重的水头损掉，快滤需要增添反洗的工序。

虽然这一代的快滤池遍及存在滤料清洗不完全、反洗水量年夜等错误谬误，但因为其过滤速度远高在慢滤池，占地面积又年夜年夜削减，所以快滤很快成为市场的骄子。

快滤池的组�����hth.txt织图 | 图源：wikipedia

1972年，法国得利满公司（Degremont）更进一步，发现了V型滤池(Aquazur V Filter)，采取进步前辈的气水结合反冲刷工艺和均质滤料，在快滤池的根本上引入了紧缩空气进行反冲刷，使滤料清洗比力完全，改良了过滤机能，提高了滤层的截污能力。

典型的V滤池组织 | 图源：SUEZ

砂滤手艺下一个百年

因其占地面积年夜等错误谬误，慢滤工艺曾一度被萧瑟并被快滤代替。例如国内的自来水厂，年夜部门都是采取源自S公司的V滤池手艺。但有趣的是，跟着学界发现慢滤池对有机物，特别是微量有机物和细菌、病毒具有杰出的去除能力，加上其在运行本钱上的优势，慢滤又逐步获得了正视。

值得一提的是，诸如荷兰等大师公认的水处置强国，在饮用水处置中，他们采取的还是慢滤而不是快滤的手艺。不但如斯，他们对慢滤的研究从未住手。2019年，荷兰研究委员会（NWO）、荷兰两家水务公司Vitens和Dunea作为牵头单元，结合荷兰多所闻名高校10名博士生，专门为砂滤成立了研究项目SandFiltration。

SandFiltration项目部门介入机构 | 图源：Vitens

Frank Schoonenberg是Vitens公司的一位工艺工程师，也是这个砂滤研究项目标负责人。他在比来接管采访时暗示：“砂滤池可去除消融在水中的铁、锰和铵等物资。但假如你觉得它仅仅是简单的过滤筛子，你就错了。它实际上是个反映器，里边有着彼此影响的物理、化学和生物进程。但我们还不完全领会这些反映是若何运作和彼此影响。是以我们经常没法注释为何有些砂滤池运行结果杰出，有些却不可。

是否是感觉有些难以置信?

虽然已有200年的汗青，并且获得欧洲很多自来水厂普遍利用，但慢滤池里边事实产生了甚么，居然还是个“黑匣子之谜”。

荷兰科学家想解开砂滤运作道理的谜团 | 图源：vitensinnoveert.Nl

荷兰这个多方合作项目标方针是要进一步提高用在饮用水出产的慢滤手艺的处置能力、不变性，并下降本钱。

这是一个很是根本性的研究，而且涵盖砂滤的各个方面，总的来讲由五个子项目构成，每一个子项目都有两个分歧高校或单元的博士生来进行。项目委员会之所以如许分组，是但愿跨学科布景的人能碰撞出常识的火花，增进新看法的产出。这五个子项目别离为：

1

增强对砂滤的微生物和地球化学动力学的机械认知

此项目周期为2020年1月-2024年8月，首要由乌特勒支年夜学地球科学系和奈梅亨Radboud年夜学微生物系的博士生进行研究。

项目组将DNA阐发和地球化学丈量(geochemical measurements)手艺连系到一路：在DNA阐发中，他们可以“清点”砂滤池里都有甚么细菌和其数目和感化。所谓的地球化学丈量，则是指研究人员拍摄显微照片，正确绘制出铁、锰等物资最后被吸附到砂滤池中的甚么位置。

别的，他们将对砂滤工序进行拆解，先在一个相对低曝气前提的砂滤池里去除铁，然后在后续的砂滤池中提高氧气含量，以去除锰和铵。他们认为如许能更好地优化砂滤池的设计。

2

开辟模子切确猜测除菌和粘性膜功能和庇护

此项目周期为2020年1月-2024年8月。研究员将连系尝试、3D成像和建模东西，从微米级到纳米级慢慢探讨慢滤的工艺细节，从而建立可以或许切确猜测现实运行的模子。

介入的年夜学包罗阿姆斯特丹年夜学、乌特勒支年夜学和代尔夫特理工。

3

改良以地下水为水源的曝气滤池

此项目周期为2020年1月-2024年8月，首要由代尔夫特理工年夜学负责。这是一个研究快速曝气滤池的项目。对工程师来讲，传统的曝气滤池中过剩的氧气其实不是功德，所以该项目是要找到节制氧化还原电位(ORP)，将曝气滤池从曩昔的过饱和到恰到好处地优化高流速状况。

4

揭露生物活性在慢砂滤池机能中的感化

此项目周期为2019年9月-2023年8月，首要由乌特勒支年夜学和荷兰皇家年夜海研究所(NIOZ)负责。如题所示，这个项目首要考查特定生物工艺在慢滤池中的感化。

5

面向下个百年的慢滤

此项目周期为2019年9月-2023年8月，这个项目首要由瓦赫宁根年夜学和代尔夫特理工年夜学展开研究。终究的办事用户都是荷兰最出名的水务公司，包罗RoyalHaskoning DHV、Witteveen + Bos、Waternet、Waterbedrijf Groningen、Dunea和Vitens。

其实从这个项目名称也能够看出项目组的野心。他们并没有认为慢滤过时了，并且认为很是合适用在饮用水出产，他们但愿经由过程此次研究，测试分歧滤料、过滤速度和添加营养物或接种物的结果，从而找出立异策略，从而加速生物活性层 (schmutzdecke)的构成时候，缩短启动周期，并避免其快速梗塞。另外一方面，找出可以优化的工艺前提，削减滤池占地面积和床层高度，提高其市场竞争力。

其实除荷兰，世界很多多少国度都没有住手对慢滤池的研究。2019年美国俄勒冈州水务局在一份专题陈述里，就曾用a timeless technology来形容慢滤手艺。跟着水处置行业对微生物熟悉的加深，慢滤手艺真的有可能鄙人一个百年里，在城市水处置范畴焕发新生。究竟，谁不喜好又好又廉价的工具呢？