人工快滲污水處理工藝特點及在中小城鎮污水處理中的應用

時間：2008-06-16 來源：深圳市深港產學研環保工程技術股份有限公司，廣東 作者：李璐 趙必貴 楊小毛

資料來源：深圳市深港產學研環保工程技術股份有限公司，廣東

摘　　要：人工快滲污水處理系統工藝（CRI）是在為解決我國污水收集較難、需要分散處理的中小城鎮及農村小型污水處理廠的工藝選擇的問題而產生的新型工藝，具有操作簡單、運行成本低、水處理效果好、沒有生化活性污泥產生的優點，適合在偏僻地區的農村污水處理廠使用的工藝。一般城鎮污水經過處理可以穩定達到《城鎮污水處理廠污染物排放標準》(GB18918-2002)一級A標準。

Abstract：

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2.1 CRI工藝發展背景

為解決我國中小城鎮及農村污水處理中存在的污水集中收集難，污水處理廠建設成本高，處理成本高，管理復雜，技術力量薄弱，產生污泥多且會有二次污染等諸多問題，通過多年努力研發出的人工快滲污水處理系統工藝（Constructed Rapid Infiltration System，簡稱CRI工藝），特別是針對這些問題而研發的新型污水處理技術，盡可能地提高污水處理水質效果、節省基礎建設投資、簡化工藝流程、降低污水處理成本和管理維護成本，非常適合廣大農村地區，特別是冰凍期較短的南方地區的使用。

CRI工藝源于原始土地處理法中的快滲工藝（Rapid Infiltration ，簡稱RI工藝），是通過人工回填砂質填料而替代天然土地，并且添加了多種為改善微環境的礦物質填料（以鈣系礦物為主），從而改善了微生物生長條件，同時使污水處理負荷比原始的RI工藝提高了10～100倍，不僅保留原RI工藝管理方便、運行費用低、沒有污泥產生的特點，而且還具有防止地下水污染、操作環境衛生等優點。目前已經在生活污水和河流污水處理上取得了廣泛的應用[2][3][4][5][6]。

快滲池采用間歇式的進水方式，每日對快滲池布水四次，間隔周期一般6小時。人工快滲工藝基本流程圖如下：

圖1 人工快滲污水處理系統工藝流程圖

其基本原理是采用間歇式運行方式，將經過一級處理后的污水直接布滿快滲池，污水豎直向下滲入快滲池填料中，經過人工配制的砂質填料，填料上生長的微生物首先對水中的污染物進行截流吸附，當填料中的污水水逐步下降，填料層能產生負壓，使空氣進入填料層，微生物與空氣相結接觸，吸收其中的氧氣通過生化反應后，從而降解水中的污染物。通過較低水力負荷，增強了各種污染物的處理能力，所以可以做到沒有污泥產生。當運行一段時間后，會發生臨時性的堵塞，只要通過對快滲池表層30cm填料層的翻曬，一般需要一天的時間，就可以使人工快滲池的滲透性恢復，而且恢復后不會影響水處理效果。

2.2 CRI工藝特點

通過多年研究和實踐工程的廣泛應用表明CRI工藝具有以下特點：

出水效果穩定
CRI工藝處理出水水質可以達到《城鎮污水處理廠污染物排放標準》GB18918-2002中一級A標準，對氨氮、COD、SS、BOD等，有非常高的去除效率。CRI系統繼承了土地處理工藝中抵抗沖擊負荷效果好，出水水質穩定。
                  表1  人工快滲污水處理系統處理效果  單位:mg/L

建設成本低、管理方便、運行費用低
CRI工藝流程簡單，不采用曝氣、不用污泥回流、不用處理污泥，污水經過一級處理沉淀后就可以直接進入快滲池進行二級生化處理，二級生化處理中沒有任何污泥產生，所以避免了建設污泥處理設施的成本，通常污水處理廠采用傳統工藝的污水處理設施建設中有40~50%用于污泥處理設施的處理，人工快滲工藝只有少量的初沉池污泥（泥沙）產生，所以既不用建設過多的污泥處理設施，通常只要簡單干化即可完成對污泥的處理，因此人工快滲工藝建設成本較低、管理方便，最終構成了噸水處理成本較低，一般污水處理廠噸水建設成本在900~1000元/噸。

綠色環保的污水處理工藝
系統除了初沉池有少量泥沙外，二級生化系統沒有任何污泥產生，從根本上徹底杜絕了二次污染問題，對周邊環境影響較小，表現在污水自由水面與空氣接觸時間較短（<6小時/天），不用曝氣，避免了臭氣擴散對周邊大氣環境的污染，而且沒有任何噪音產生。與人工濕地相比，沒有任何植物，因此無需修剪收割，也沒有蚊蠅蛙鳴的擾民問題。

易分割模塊化施工規模彈性大
主要的構筑物—快滲池形狀可以自由靈活調整，適應各種地塊形狀，采用土地處理工藝使其水力負荷可以在一定范圍內靈活控制；抗水量沖擊負荷能力強，可以應變突然的水質波動，而且長期停水后依然可以迅速恢復使用功能，無需重新培養微生物。

3 應用實例——大林鎮污水處理站

3.1 項目概況

四川雙流縣大林鎮位于四川成都市南郊50公里處的龍泉山脈東南端。全鎮幅員面積56平方公里，總人口2．7萬。轄3個場鎮居委會和20個行政村，是雙流縣有名的農業大鎮。該鎮為當地風景旅游區，更是新農村建設“全國環境優美鄉鎮”的重點鄉鎮。

  大林鎮位置圖                                                           大林鎮污水處理站

污水處理站進水處理對象為大林鎮大林村生產生活廢水，服務人口2500人。采用人工快滲污水處理系統工藝（CRI）處理規模為350t/d，污水主要為生活污水，包括居民排水、商業設施(如農家樂)排水、綠色農業排水、公共設施排水及部分養豬廢水，含動植物油脂較多。由于是新農村建設項目，管網設施比較完善，污水收集率較高，該污水水質主要以有機污染物為主。

設計指標如下：

設計出水水質達到《城鎮污水處理廠污染物排放標準》(GB18918-2002)一級A標準：

工藝流程采用人工快滲污水處理系統工藝，考慮到農家樂污水排放油脂類較多，其余污水水質比較單純，采用簡單工藝流程，具體流程如下：

本項目污水處理設施凈占地450平方米，總投資為49.23萬元，自2007年8月開工， 10月底竣工，11月通水，12月調試結束并環保驗收合格。

3.2 工藝參數

1） 格柵池

格柵用以截留廢水中較大顆粒的懸浮物、漂浮物、纖維物質和固體顆粒物，保證后續處理構筑物的正常運行，減輕后續處理單元的處理負荷，采用人工格柵。

工藝參數：B=0.5m  b=10mm

2） 隔油池

由于考慮本項目農家樂較多，污水含油量大，因此采用兩級隔油池設計,以減輕油污對快滲池運行的影響。

工藝參數：V=3m³

3） 調節沉淀池

用于匯集來自生活污水收集管網的生活污水，調節水量。安裝污水提升泵，污水經一次提升，后續處理工藝污水均為重力自流。調節池采用便攜式污泥泵排泥，視具體運行情況定期排泥。

工藝參數：設計最小水力停留時間=2.0h；面積負荷=0.6m/h

4） 配水泵池

用于調節供水量，滿足儲存一次快滲池布水所需要的水量。內裝液位自動控制開關，與快滲池電動閥通過自控系統可以實現聯動自控。

工藝參數：V0=22m³

5） 人工快滲池

人工快滲是本處理設施中的主體工藝單元，主要是利用快滲池的物理、化學和生物反應去除水中的COD、SS、氨氮、總磷等。

工藝參數：

滲池數量及尺寸：4座，由配水池配水

水力負荷： 1.2m³/(m².d)

6）污泥干化池

貯放來自調節沉淀池排泥與砂濾池的反沖洗污泥，并具有干化作用；干化后的污泥外運填埋處理，濾液回流到格柵池。地上鋼筋混凝土式，分2格。

有效使用面積：6m²

3.3 運行情況參數

格柵平均每天清理垃圾一次，沉淀池平均每周排泥兩次，快滲池間歇式運行每個快滲池平均每6小時布水一次，每天配水池自動布水24次。全廠操作可以實現自動控制，運行工人僅一人，每天工作一班，日常主要是清理垃圾以及清理調節池干化池的污泥。

全廠污水處理直接運行成本僅0.27元/t。

2008年4月18日委托成都市城市排水監測站進行水質檢測，進出水情況如下：

 表2  水質監測情況    單位:mg/L

4 結論

人工快滲污水處理系統工藝（CRI）是在為解決我國污水收集較難、需要分散處理的中小城鎮及農村小型污水處理廠的工藝選擇的問題而產生的新型工藝，非常適合一般中小城鎮及新農村小型水處理廠應用，最大限度的解決了由于地域偏遠、規模小、管理水平低、運行復雜費用高、污泥處置易引發二次污染等造成的污水處理困難的問題。

CRI工藝具有操作簡單、運行成本低、水處理效果好、沒有生化活性污泥產生的優點，適合在偏僻地區的中小城鎮及農村污水處理廠使用的工藝。目前已經有三十多個污水處理廠站設施采用該工藝技術，一般城鎮污水經處理可以穩定達到《城鎮污水處理廠污染物排放標準》(GB18918-2002)一級A標準。

參考文獻：

[1] 田文龍，劉瑤環 《我國污水處理事業的現狀和發展趨勢》 《中國科技信息》 2006年03期

[2] 潘彩萍，李璐，但錦鋒 《人工快滲工藝在生活污水中的應用》 《節能與環�！� 2005年第12期

[3] 張金炳，張永華，楊小毛，付麗，鐘佐燊　《用人工快速滲濾系統處理受污染河水的試驗研究》 《華北水利水電學院學報》 第25卷第3期

[4] 李正昱，何騰兵，楊小毛 《人工快速滲濾系統的研究與應用》　《中國給水排水》 2004年第20期

[5] 張金炳，黃培鴻，楊小毛《東莞華興電器廠生活污水人工快速滲濾處理系統》 《環境工程》 2003年第21卷第6 期

[6] 張金炳，陳鴻漢，鐘佐燊 《人工快速滲濾復合系統處理洗浴污水的試驗研究》 《水文地質工程地質》 2001年第6 期

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