在接下來(lái)的幾年內(nèi)，人們對(duì)過(guò)濾器和接觸床展開(kāi)了大量研究。比如如何保證間歇過(guò)濾器的負(fù)荷均勻，Waring和Lowcock在1892年設(shè)計(jì)了一個(gè)簡(jiǎn)單的裝置，該裝置底層覆蓋細(xì)砂礫層，以促進(jìn)配水均勻，但是，這種設(shè)計(jì)會(huì)阻礙曝氣效果。所以，Waring還為此設(shè)計(jì)了一個(gè)強(qiáng)制性曝氣生物濾池系統(tǒng)，并申請(qǐng)了專(zhuān)利。

Stoddart研發(fā)了一種應(yīng)對(duì)配水均勻問(wèn)題的設(shè)計(jì)，他設(shè)計(jì)了一套具有對(duì)稱(chēng)排水口的波紋型金屬平板布水器，試驗(yàn)結(jié)果看似不錯(cuò)，但實(shí)際上這些平板的位置需要非常繁瑣的調(diào)整。Corbett最初采用設(shè)有溝槽的木質(zhì)水槽，又改為各種固定式噴頭。1896年，Carfield提出了在間歇式過(guò)濾器內(nèi)設(shè)置固定布水器的理念，虹吸作用可以保證間歇過(guò)濾時(shí)不會(huì)發(fā)生濾料局部淹水。

1889年，首次提出旋轉(zhuǎn)布水器的理念，其后Corbett一直對(duì)旋轉(zhuǎn)布水器進(jìn)行工藝細(xì)化，直到1894年，Whittaker和Bryant發(fā)明了脈沖式旋轉(zhuǎn)布水器。這種布水器不僅產(chǎn)生脈沖、間歇式布水、同時(shí)還可以對(duì)進(jìn)水保溫。然而，他們的模型多采用穿孔管布水方式，容易堵塞。之后，Mather和Platt發(fā)明了旋轉(zhuǎn)木槽布水器，解決了堵塞問(wèn)題。

3 、1900-1925

基于Hazen、Stoddart、Corbett和Dibdin在過(guò)去四分之一個(gè)世紀(jì)對(duì)經(jīng)典技術(shù)進(jìn)步所做出的貢獻(xiàn)，未來(lái)25年有可能成為實(shí)際應(yīng)用和完善的時(shí)代。已經(jīng)較成熟的生物處理系統(tǒng)包括間歇性過(guò)濾、滴濾池和接觸床。在污水曝氣基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)逐漸興起之時(shí)，懸浮生長(zhǎng)系統(tǒng)的理念還沒(méi)有誕生。

滴濾池在1901年首次引入美國(guó)，截止到1910年，在美國(guó)中西部和東部的一些城市累計(jì)已有大約10座滴濾池。巴爾的摩市的一座占地31英畝的滴濾池系統(tǒng)直到75年之后還在運(yùn)行。

這些早期的美國(guó)滴濾池一直采用固定噴頭布水器，并且持續(xù)了數(shù)十年。當(dāng)代污水處理設(shè)計(jì)手冊(cè)通常都有幾頁(yè)專(zhuān)門(mén)講解噴頭的設(shè)計(jì)和安裝。旋轉(zhuǎn)式噴頭在美國(guó)只有非常少量的試驗(yàn)應(yīng)用，而歐洲滴濾池的設(shè)計(jì)比較青睞使用旋轉(zhuǎn)式噴頭。

隨著滴濾池應(yīng)用的出現(xiàn)，間歇過(guò)濾的熱度開(kāi)始消退。勞倫斯實(shí)驗(yàn)站繼續(xù)開(kāi)展針對(duì)這兩種濾池的對(duì)比研究，他們發(fā)現(xiàn)采用粗粒濾料可以顯著減小濾池的占地面積，是因?yàn)榇至V料的負(fù)荷比較高。1916年，Tatham等學(xué)者開(kāi)始研究生物過(guò)濾的數(shù)學(xué)模型。

至于接觸床的設(shè)計(jì)，有幾個(gè)全規(guī)模應(yīng)用案例的一些記載。盡管一些大型工程都建在美國(guó)，但實(shí)際上接觸床并沒(méi)有激起歐洲地域之外的興趣。而且，濾料積水后產(chǎn)生的厭氧環(huán)境也會(huì)降低最終的出水水質(zhì)，這些麻煩問(wèn)題讓?xiě)?yīng)用者望而卻步。

1904年，Dibdin發(fā)現(xiàn)了好氧生物膜的優(yōu)越性，他決定研發(fā)一種石板床技術(shù)。并用厚板巖代替了粗粒濾料，厚板巖均勻平鋪成層狀。經(jīng)過(guò)十二個(gè)月的實(shí)驗(yàn)室研究后，Dibdin進(jìn)展順利，1905年他成功的展示了一個(gè)基于此的工程應(yīng)用。但是在皇家委員會(huì)的第五次報(bào)告，他們認(rèn)為這種方法只是應(yīng)用了初級(jí)沉淀的原理。

在美國(guó)，Dibdin的石板床技術(shù)迅速引起了人們的關(guān)注。1905年，人們?cè)谛聺晌髦莸腜lainfield開(kāi)展了實(shí)驗(yàn)測(cè)試。據(jù)歷史記載，應(yīng)用石板床技術(shù)比較重要的試驗(yàn)是在勞倫斯實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行的。在對(duì)比了石板床技術(shù)(固定膜系統(tǒng))和懸浮藻類(lèi)污水處理技術(shù)(懸浮生長(zhǎng)系統(tǒng))之后，研究人員在1913年報(bào)道了試驗(yàn)結(jié)果，后者可以實(shí)現(xiàn)更高的處理效率。

此后不久，英國(guó)維多利亞大學(xué)的一名化學(xué)專(zhuān)業(yè)教授，Gilbert John Fowler，參觀了勞倫斯實(shí)驗(yàn)室。一回到英國(guó)，他的學(xué)生Edward Ardern和William Lockett便開(kāi)始了對(duì)懸浮生長(zhǎng)系統(tǒng)的研究。1914年，這兩個(gè)學(xué)生發(fā)表了第一篇關(guān)于活性污泥工藝的文章，這種工藝與之前固定膜工藝的區(qū)別是采用了懸浮生物作為微生物主體。當(dāng)談到他的學(xué)生們時(shí)，F(xiàn)owler非常認(rèn)可Edward Ardern和William Lockett所做的貢獻(xiàn)和靈感，他認(rèn)為指勞倫斯試驗(yàn)站就是“污水處理的麥加圣地”。

類(lèi)似于Dibdin的石板床技術(shù)，William Owen Travis博士還在尋求如何進(jìn)一步提高接觸床的性能。Travis博士是英國(guó)漢普頓區(qū)當(dāng)?shù)亟】倒芪瘯?huì)的一名官員，他很熟悉接觸床易堵塞的問(wèn)題。

1904年，Travis博士為此想出了解決辦法，稱(chēng)為特拉維斯水解/膠體池(Hydrolytic or Colloider Tank)，基本構(gòu)造類(lèi)似于多級(jí)化糞池。依次分為沉砂區(qū)，水解區(qū)和出水區(qū)，后兩個(gè)區(qū)域中設(shè)置擋板或平行陣列板，設(shè)置這些擋板是為了吸附隨后的降解細(xì)顆粒物。

基于特拉維斯工藝的水廠只有一座，在英格蘭諾維奇，1909年建成。還有一座未建成的特拉維斯工藝水廠，設(shè)計(jì)師Wattenberg死后被中斷了施工。他的繼任者Karl Imhoff，隨后說(shuō)服董事會(huì)將工藝改為他的個(gè)人設(shè)計(jì)，也就是之后的英霍夫池(Imhoff Tank)。

4、1925-1950

在接下來(lái)的25年，人們對(duì)滴濾池進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。包括設(shè)計(jì)負(fù)荷的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)構(gòu)構(gòu)造和系統(tǒng)運(yùn)行的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用。幾家公司在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、提高水流容量等方面，做了很多工作，其中包括：Lakeside Engineering(好氧-過(guò)濾器)，Dorr/Link-Belt Comp.(生物過(guò)濾器)和Infilco(快速過(guò)濾器)。在大多數(shù)實(shí)際工程案例中，都已經(jīng)不再使用固定噴頭而改為旋轉(zhuǎn)布水系統(tǒng)。

滴濾池的普及當(dāng)然可以歸因于相對(duì)簡(jiǎn)單的操作和較高的性?xún)r(jià)比能力。此時(shí)，活性污泥工藝仍然屬于研發(fā)階段，一個(gè)主要問(wèn)題是活性污泥工藝的曝氣需要大量耗能。并且，法律問(wèn)題也困擾著活性污泥工藝，幾個(gè)掌握活性污泥工藝的主要城市提起了專(zhuān)利侵權(quán)訴訟，這導(dǎo)致許多城市就此放棄了懸浮生長(zhǎng)系統(tǒng)工藝，而改為保守的多的滴濾池工藝。

然而，還有幾個(gè)與固定膜技術(shù)類(lèi)似的技術(shù)方向值得研究。比如，Hays工藝，在1930年至1940年期間是滴濾池的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。Hays工藝是1930年來(lái)自德克薩斯州的化學(xué)家Clifford Hays的發(fā)明，這個(gè)工藝采用大石棉混凝土板垂直堆疊，這種設(shè)計(jì)方法類(lèi)似于Dibdin石板床(但是垂直排列，而不是水平)或Travis colloider系統(tǒng)。截止到1942年，在美國(guó)已經(jīng)有63個(gè)這樣的水廠，其中大多坐落于軍事設(shè)施區(qū)。

另一個(gè)例子是NidusRack工藝。由A.M.Buswell于1929年開(kāi)發(fā)，該工藝是以通過(guò)提高表面積來(lái)增加膠體顆粒間的吸引，其根本還是TravisColloider原理。

沿著Weigand和Poujoulat的研究路線(xiàn)，一些人開(kāi)始基于rotatingsupport media進(jìn)行獨(dú)立研究。 1929年，J.Doman報(bào)道了一個(gè)使用鍍鋅鋼板做成旋轉(zhuǎn)布水器的接觸過(guò)濾器，示意圖酷似現(xiàn)代RBC的設(shè)計(jì)。

編輯：王媛媛