
數據顯示,2006年廢(fèi)棄物和(hé)廢水處理行(háng)業占人為溫室氣體排(pái)放總量的3%。溫室(shì)氣體排放增長的驅動力主要是人口增加導致的汙(wū)水量(liàng)增加,以及快速城市化和農村地區缺乏有效的處理設施(shī),普遍采(cǎi)用技術含量低(dī)的厭(yàn)氧處理工藝等。傳統(tǒng)水處理工業是個高耗(hào)能行業,每(měi)噸(dūn)汙水平均耗能達0.75Kwh。
截止到“十一五”末,我國汙水(shuǐ)集中處理能力接近每天1.23億噸(dūn),處理過程能耗的間接排放,相當於日排放二氧化碳當量8.3萬噸。由於我國汙水處理率還低(dī)於美國等發(fā)達國家,同時其它行業碳排(pái)放較高,汙水處理(lǐ)領域(yù)碳排放的比例還比較低。但是(shì),麵對這樣的行業規模(mó)以(yǐ)及巨大的能耗物耗,在汙水處理領域係統地開展碳減(jiǎn)排工作(zuò),已經顯得非(fēi)常必要。首先,汙水處(chù)理(lǐ)領域(yù)碳減排與能源交通等其他行業相比,減排(pái)成本較低,可以低成本為國家增加(jiā)碳匯。其次,“以高能(néng)耗高物耗為基礎(chǔ)的出水(shuǐ)以(yǐ)及(jí)由此帶來的減排水(shuǐ)汙(wū)染物,增排溫室氣體”局麵不利於汙水處理行業的健康發展,低碳汙(wū)水處理應是未來的發展方(fāng)向。
一、人工快速滲濾汙水處理係統——一種新型低碳汙水處理(lǐ)技術
人工快速滲(shèn)濾汙水(shuǐ)處理係統,簡稱CRI係統,是本公司與中國地質大(dà)學(北京)、北京大學深圳研究(jiū)生院聯合開(kāi)發的,具有自主知識產權的新型汙水處(chù)理技術。與傳統的土地快滲汙水處理工藝不同,CRI係統對土地快滲技術做了全麵的強化和提(tí)高,采用滲透性良好的人工快滲填料介質,以幹濕交替的運行方式,使汙水在自上(shàng)而下流經填料過程中發生綜(zōng)合的物理、化學、生物反應,使汙染物得以(yǐ)去除。該技術以其低碳排放、工藝流程簡單、係統(tǒng)水力負荷高、投資運行成(chéng)本(běn)低、建(jiàn)設周期短、出水效果(guǒ)好、操作維護簡便(biàn)、不產生活性汙(wū)泥等優點在全國範圍內迅速得到推廣,成為競爭力的汙水處(chù)理技術。
CRI係統一般由預處理單元、人工快滲係統和(hé)清(qīng)水收集係(xì)統三部分組成,其中(zhōng)人工快滲係統是該工藝的主(zhǔ)體部分。CRI係統(tǒng)的結構(gòu)從上至下結構分(fèn)別(bié)為40-50cm的超(chāo)高區、80-120cm的填料(liào)層和30-50cm的承托層,其中填料層的濾料是CRI係統的核心。目前,CRI係統所采用的滲濾介質是有一定粒度(dù)級配的河流衝(chōng)擊沙,再(zài)加上一定比例的特殊礦物填(tián)料,滲濾介質一般就地取材。由於CRI填料(liào)的滲透性能較好,大大(dà)提高了水力(lì)負荷值,另一方麵也提高了汙水處理設施能耗的使用效率:對於一般生活汙水采用(yòng)1.0~1.2m3/m2·d,對於(yú)河道水采用1.2~1.5m3/m2·d,對深度處理水采用1.5~2.0m3/m2·d,CRI係統的水力負荷值比傳(chuán)統土地快速滲濾RI的水力負荷上限高出3~5倍。
CRI係統采用間歇式布水的方式運行,即淹水和落幹相互交替運行,每個周期6h。在淹水期間,CRI係統(tǒng)的汙水經過一次提升後,利用重力作用進行"噴(pēn)泉式"布水,汙水在向上噴灑的過程中與空(kōng)氣進行較充分接觸,從而實現自然曝(pù)氣;在落幹期間,主要依靠快滲池水位逐(zhú)漸降低產生的負壓(yā)將空氣帶入快滲池,從而對填料生物膜進行自然複氧,為汙染物的去除提供(gòng)了(le)重要的條件。因此,CRI係統基本實現無動力運行,沒有曝氣係統,電耗主要(yào)集中在提升係統方麵。
CRI係統作為一個生物(wù)反應池,其內部還含有大量好氧降解微生物,從(cóng)而為其(qí)提供了穩定而的淨汙能力。經過檢測,CRI係統(tǒng)好氧降解細菌的數量為106~107CFU/mL,比接觸氧化工藝的好氧氧化段的細菌數量(106CFU/mL左右)略高,比活性汙泥法汙泥中細(xì)菌數量(107~108CFU/mL)略低(dī);除了細菌之(zhī)外,人工快滲池中上層還存在著大量跟汙染物好氧分解(jiě)相關的真菌和放線菌。另外(wài),CRI係統還有一個重要特點就是生物膜(mó)比(bǐ)表麵積較大。由於人工快滲池的CRI填料是分散較為均勻的顆粒狀填(tián)料,且填料表(biǎo)麵凹凸不平,故CRI填料表麵附著的生物膜具有巨大的比表麵積,有(yǒu)助於生物膜與汙水進行更充分接觸與進行生化反應。
低碳是人(rén)工快(kuài)滲汙水處理係統的一大特點,通過采用IPCC指南推薦方法對人工快(kuài)滲汙(wū)水處理係統溫室氣體排放進行核算,結果表明(míng),該係統在幹濕交替的汙水處理過程中,好氧作用時間明顯長於(yú)厭氧(yǎng)作用,CH4等溫(wēn)室(shì)氣體直接排放量非常小;另外,CRI係統沒(méi)有活性汙泥產生,其溫室氣體主要排放源是電耗和PAM消耗的間接排放,單位(wèi)汙水處理(lǐ)量的(de)間接碳排放量約為139.28gCO2/m3。對比我國9種主要汙水(shuǐ)處理工(gōng)藝的能耗碳排放,CRI係統的能耗碳(tàn)排放量(liàng)僅(jǐn)為126.78gCO2/m3,顯著低於國內平均水平,並且優於美國(guó)日本等發達國家的平均水平,在節能(néng)減耗(hào)成為國內汙(wū)水處理發(fā)展共同(tóng)焦點的背(bèi)景下,CRI係統有(yǒu)著廣闊的應用前景。CRI係統作為一種(zhǒng)新型的汙水處理方法,不僅可以很大程度上推動我國汙水處理(lǐ)行業實現清潔(jié)生產,而且對促進我國低碳(tàn)經(jīng)濟的發展和生(shēng)態文明城市的建設也具有重要(yào)的意義,是完成國家規定的節能減排任務的重要(yào)方法和(hé)途徑,這對於我國在碳(tàn)排放談(tán)判中掌握主動具有重要意義。
二、加快技術推廣應用(yòng),推進低碳技術發展(zhǎn)
作為成功進入汙水處理市政領域的新型生態處(chù)理(lǐ)工藝,CRI係統zui初主要以處理生活汙水為主,隨著(zhe)國家政策的發展、國內經濟(jì)的發展的要求,汙水處理的(de)要求也越來越嚴格,在這樣的(de)形勢下,公司緊(jǐn)緊抓住(zhù)機會,研究CRI汙(wū)水處理核心技術及其他汙水處理相(xiàng)關工藝技術,擴大公司發(fā)展規(guī)模,由前期的單一的CRI係(xì)統工藝逐漸發展為CRI係統工(gōng)藝、AO前(qián)處理 CRI係統工藝、CRI係統(tǒng) 生物塘後處理工藝等。目前(qián),CRI係統涉及的領域包括以下幾個(gè)方麵:
1、城鎮汙水處理:由於傳統(tǒng)工藝的汙水處理廠在(zài)我國(guó)城鎮(zhèn)建設中麵臨著諸如建(jiàn)設及運行費(fèi)用高、產生的活性汙泥較難妥善(shàn)處理等問題,人工快滲技術較好地(dì)解決了上述難題,在(zài)城鎮汙水處理領域進(jìn)行了廣泛的應用。同時,CRI係統(tǒng)也解決了在北方寒冷地區的應用(yòng)問題。2010年建成運行(háng)的穆棱汙水處理廠在溫度達到零下30多度的情況下,保證正常運行,出水穩定達標排放(fàng)。
2、農村連(lián)片整治:人工(gōng)快滲技術具有工藝簡單、布(bù)設靈活、運(yùn)營成本低(dī)等特點,是一種非常適合分散式處理(lǐ)的工藝,在湖南、湖北、河南、廣西等省(shěng)的農(nóng)村連片汙染整治工作中(zhōng)得到了廣泛的應用,起到了良好的推廣和示範作用。
3、工業園區(qū)汙水處理:通(tōng)過CRI係統與活性汙泥(ní)法工藝有機組合,不僅大大降低了建設和運(yùn)行成(chéng)本(běn),同時(shí)也對出水起到很好(hǎo)的把關作用,保障複(fù)雜進水的工業園區汙水能(néng)夠穩定達標排放。
4、河道水(shuǐ)環境修複:人工快滲技術是受汙染河(hé)流水環境修複(fù)的重要手段,用CRI係統修複(fù)的河流不僅水質得到*改善,而且河流中(zhōng)水生植(zhí)物、動物與生態係(xì)統也能得到迅速的重建。
5、飲用水安全保障與水體生態保護:經過CRI係統處理後的水質優於回用水標準,能夠達到地表IV類或V類水質標準,可(kě)作為飲用水水(shuǐ)源(yuán)地補水的重要處理措施和(hé)飲用水安全保障。
目前,人工快滲汙水(shuǐ)處理係統已經發展成為一種成熟、穩定的汙水處理工藝(yì),是我國二三線城市、縣、鎮級等汙水處理的重要應用技術之一,為我國節能減排(pái)、低碳發展和生態文明建(jiàn)設提供了大量可靠的實用技術(shù)範例。
三、加強工藝技術*,促進生態文明建設
公(gōng)司充分利用北京大學(xué)在深圳(zhèn)的資(zī)源優勢,依靠北京大學深圳研究生院(yuàn)、北(běi)京大學環境學院和香港科技大學的技術和人才優勢,對(duì)環境問題進行深(shēn)入研究。在公司自(zì)主研發的(de)人工快滲汙水處理技術以其建設和運營成本低、出水效果好的優點在全國範圍(wéi)內迅速得到推(tuī)廣應(yīng)用。技術也通過持續研發得(dé)到了不斷*,取(qǔ)得與(yǔ)快滲(shèn)技(jì)術相關的近(jìn)10項。“十二五”期間(jiān)環保產業是我國七大支柱產(chǎn)業之一,在此背景(jǐng)下,CRI係統將創造更好的社會和經濟效益。目前人工快滲技術已成為被我國汙水處理主管部門認可並(bìng)推廣的市政汙水(shuǐ)處理技術,該技術(shù)在城市汙水處理、小流域治理、汙水資源化領域的影響(xiǎng)力越來(lái)越顯著。未來三年,將利用這(zhè)一契機,采取"鞏固深圳基地,以(yǐ)中小城鎮為目標,以重點地區為突破,抓住流域水環境治理和水資源熱(rè)點(diǎn)問題,建設示範(fàn)、試點工(gōng)程(chéng)"的戰略,以"差異化的技術、差異化的市場"為(wéi)發展基本定位,逐步(bù)擴大該技術產品在國內、的*。