生活污水處理回用CRI工藝
隨著人們對(duì)環(huán)境意識(shí)和水資源的不斷提高，以及國(guó)家對(duì)環(huán)境保護(hù)以及水資源管理政策法規(guī)的嚴(yán)格制定，污水處理成為發(fā)展的必要趨勢(shì)。于是，人們發(fā)明了Rapid Infiltration System，簡(jiǎn)稱(chēng)RI系統(tǒng)，即所說(shuō)的快速滲濾系統(tǒng)。但是，傳統(tǒng)的RI系統(tǒng)受到占地面積的限制，只是利用天然的砂石進(jìn)行滲濾，所以水力負(fù)荷一直無(wú)法得到提升，滲濾效率并不高，并沒(méi)有達(dá)到真正意義上的“快速”。于是，就有相關(guān)方面的專(zhuān)家致力于這一領(lǐng)域的研究，他們研究的人工快速滲濾系統(tǒng)（即CRI）已經(jīng)成功地從試驗(yàn)研究階段轉(zhuǎn)向?qū)嶋H的工程應(yīng)用階段，在我國(guó)南方的大部分地區(qū)已經(jīng)得到了推廣。本文就CRI系統(tǒng)在生活污水處理回用中的應(yīng)用做一些探討，主要討論的有CRI系統(tǒng)的工作原理，以及它相對(duì)于傳統(tǒng)的快速滲濾系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)所在。
１、ＣＲＩ系統(tǒng)的工作原理
以下的框圖對(duì)CRI的工藝流程做出了簡(jiǎn)單的說(shuō)明：
污水流經(jīng)沉淀池，經(jīng)過(guò)沉淀池的作用，活性污泥被沉淀并且被及時(shí)清理，同時(shí)污水中的臭性氣體通過(guò)管道高空排放，避免了對(duì)環(huán)境造成污染。水中的SS得到明顯降低，這樣，經(jīng)過(guò)滲透池的污水就不會(huì)或者很少會(huì)發(fā)生堵塞現(xiàn)象，滲透池對(duì)污水的滲濾速度得到提高。滲透池是人工快速滲濾系統(tǒng)的主體，一般，整個(gè)系統(tǒng)中設(shè)有兩個(gè)或者更多的滲透池，以提高滲濾效果。
滲透池中裝填有一定量的砂石填料，用以吸附和過(guò)濾污水中的懸浮物體，并且里面含有大量的微生物，利用微生物的生物化學(xué)反應(yīng)，對(duì)污水中的污染物進(jìn)行降解。由于微生物分為好氧型和厭氧型，設(shè)置多個(gè)滲透池的另一個(gè)作用就是部分污染物可以在淹水期被的厭氧微生物所分解，而另一些污染物則可以在另一個(gè)滲透池的落干期被好樣微生物所分解，比如污水中的氮污染物，在落干期的多樣環(huán)境下，微生物發(fā)生銨化和硝化作用，到了另一個(gè)滲透池的淹水期，此時(shí)處于缺氧環(huán)境，厭氧微生物的反硝化作用降解剩余的氮化物。一些病原體則被吸附、過(guò)濾、干燥或者輻射以及微生物的吞噬作用去除。這樣，經(jīng)過(guò)一系列復(fù)雜的生物化學(xué)和物理反應(yīng)，多個(gè)滲透池交替對(duì)污染物分解，污水的凈化程度得到很大程度的提高。
由于CRI系統(tǒng)主要是通過(guò)微生物的生物化學(xué)作用達(dá)到對(duì)污染物降解的目的，整個(gè)系統(tǒng)過(guò)濾污水的過(guò)程中，不添加任何的化學(xué)物品，因此，不會(huì)造成二次污染。一般的滲濾系統(tǒng)過(guò)一段時(shí)間就必須對(duì)過(guò)濾裝置進(jìn)行清理，否則就會(huì)由于堵塞而無(wú)法繼續(xù)滲濾，但是CRI填料中的污泥經(jīng)過(guò)各類(lèi)細(xì)菌的消化分解，不會(huì)再填料中聚集，因此，系統(tǒng)并不需要經(jīng)常清洗。
經(jīng)過(guò)滲透池多次滲濾過(guò)的污水，已經(jīng)基本上得到凈化，再經(jīng)過(guò)地下聚水系統(tǒng)收集已經(jīng)凈化過(guò)得水，流入清水池，得到清水。這便是人工快速滲濾系統(tǒng)的基本工藝流程。
人工快速滲濾系統(tǒng)的水力負(fù)荷是可以調(diào)整的，這樣通過(guò)調(diào)整水力負(fù)荷，就可以處理不同的水量，同時(shí)對(duì)水凈化的效果影響極小。水力負(fù)荷的大小是與滲透池中填料的成分相關(guān)的，通過(guò)選擇不同級(jí)別的填料，就可以調(diào)整系統(tǒng)的水力負(fù)荷能力，以此達(dá)到不同的處理效果。由于系統(tǒng)調(diào)節(jié)方便，可以在不耗費(fèi)大量投資的情況下，在應(yīng)急處理污水和深度處理污水中作出轉(zhuǎn)化，提高了經(jīng)濟(jì)性，避免不必要的投資浪費(fèi)。
2、人工快速滲濾系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)
就污水處理效果而言，與傳統(tǒng)的RI相比，CRI日處理污水量明顯得到提高，根據(jù)數(shù)據(jù)顯示，傳統(tǒng)的快速滲濾系統(tǒng)的日水力負(fù)荷只有0.03m，但是，在河北的一個(gè)小型試驗(yàn)表明了人工快速滲濾系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)所在。試驗(yàn)表明，CRI的日水力負(fù)荷可以達(dá)到2m甚至更多，并且凈化后的水的質(zhì)量已經(jīng)由于國(guó)家二級(jí)處理出水的標(biāo)準(zhǔn)。其他的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)也有明顯的改善，比如，COD的均值已經(jīng)下降到50mg/L,最低的一組數(shù)據(jù)甚至突破20mg/L，BOD也已經(jīng)降低到20mg/L。
在深圳一家電器公司的實(shí)際工程表明，人工快速滲濾系統(tǒng)的各項(xiàng)指標(biāo)均已經(jīng)達(dá)到了國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)、生活雜用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)、城鎮(zhèn)二級(jí)污水處理廠一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)以及再生水回用于景觀水體的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。
從經(jīng)濟(jì)性的角度來(lái)看，人工快速滲濾系統(tǒng)的建設(shè)成本極低，并且它的運(yùn)行成本更為低廉。一個(gè)CRI系統(tǒng)中的主要建材是填料部分，一般選擇為河流砂石。據(jù)估算，每處理一噸水，需要花去建設(shè)成本900元人民幣左右。如果系統(tǒng)被建設(shè)在地勢(shì)相對(duì)較低的地方，可以根據(jù)重力勢(shì)能做到污水自己流動(dòng)，減少了提升污水的成本，這樣的話每處理一噸水的運(yùn)行成本只有0.2元人民幣。
CRI系統(tǒng)具有很強(qiáng)的穩(wěn)定性，據(jù)測(cè)算，每一立方米體積的該系統(tǒng)可以處理2噸甚至更多的生活污水，而一般的傳統(tǒng)人工濕地系統(tǒng)的處理效率不及CRI的六分之一。并且該系統(tǒng)的抗沖擊負(fù)荷能力也很好，就算COD負(fù)荷達(dá)到900mg/L。CRI系統(tǒng)仍然可以正常運(yùn)行。
與傳統(tǒng)RI系統(tǒng)相比較，CRI系統(tǒng)的占地面積已經(jīng)縮小了很多，中國(guó)地質(zhì)大學(xué)的相關(guān)研究報(bào)告指出，CRI系統(tǒng)滲透池的最佳深度在2米左右，那么，1平方米的體積就可以處理2個(gè)立方的污水，一萬(wàn)立方的污水處理也不過(guò)至需要0.5平方的CRI面積，比傳統(tǒng)的人工濕地占地面積要小得多。
3、CRI應(yīng)用前景展望
目前，已經(jīng)有一些地方小區(qū)開(kāi)始建設(shè)成功該滲濾系統(tǒng)并且正式投入運(yùn)營(yíng)，據(jù)了解，該小區(qū)有住戶1000多戶，各戶的生活廢水通過(guò)管道流向CRI系統(tǒng)經(jīng)過(guò)處理，經(jīng)過(guò)檢測(cè)，處理后的廢水清澈透明，完全符合國(guó)家安全衛(wèi)士標(biāo)準(zhǔn)。從經(jīng)濟(jì)性來(lái)看，該小區(qū)建成CRI廢水處理系統(tǒng)花費(fèi)資金約一萬(wàn)余元，由于CRI系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用較低，平時(shí)管理費(fèi)用按照5000元/年來(lái)算，這樣每戶均收費(fèi)150元即可，經(jīng)濟(jì)性非?？捎^。
4、結(jié)語(yǔ)
水資源的嚴(yán)格管理和水污染的嚴(yán)格治理刻不容緩，政府部門(mén)應(yīng)該加大治理力度。但是水資源的管理從來(lái)都不是易事，涉及到工業(yè)、農(nóng)業(yè)和家庭生活廢水等多個(gè)領(lǐng)域，使得水資源的管理變成了一項(xiàng)耗時(shí)耗資的巨大工程，新的治理方案急需研發(fā)，應(yīng)運(yùn)而生的CRI一定會(huì)因其經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性而得到推廣。（來(lái)源：北海海洋產(chǎn)業(yè)科技園區(qū)綜合服務(wù)中心）