隨著人們對環(huán)境意識和水資源的不斷提高，以及國家對環(huán)境保護以及水資源管理政策法規(guī)的嚴格制定，污水處理成為發(fā)展的必要趨勢。于是，人們發(fā)明了Rapid Infiltration System，簡稱RI系統(tǒng)，即所說的快速滲濾系統(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行滲濾，所以水力負荷一直無法得到提升，滲濾效率并不高，并沒有達到真正意義上的“快速”。于是，就有相關(guān)方面的專家致力于這一領(lǐng)域的研究，他們研究的人工快速滲濾系統(tǒng)（即CRI）已經(jīng)成功地從試驗研究階段轉(zhuǎn)向?qū)嶋H的工程應用階段，在我國南方的大部分地區(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，以及它相對于傳統(tǒng)的快速滲濾系統(tǒng)的優(yōu)勢所在。
１、ＣＲＩ系統(tǒng)的工作原理
以下的框圖對CRI的工藝流程做出了簡單的說明：
污水流經(jīng)沉淀池，經(jīng)過沉淀池的作用，活性污泥被沉淀并且被及時清理，同時污水中的臭性氣體通過管道高空排放，避免了對環(huán)境造成污染。水中的SS得到明顯降低，這樣，經(jīng)過滲透池的污水就不會或者很少會發(fā)生堵塞現(xiàn)象，滲透池對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，整個系統(tǒng)中設有兩個或者更多的滲透池，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反應，對污水中的污染物進行降解。由于微生物分為好氧型和厭氧型，設置多個滲透池的另一個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，到了另一個滲透池的淹水期，此時處于缺氧環(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、過濾、干燥或者輻射以及微生物的吞噬作用去除。這樣，經(jīng)過一系列復雜的生物化學和物理反應，多個滲透池交替對污染物分解，污水的凈化程度得到很大程度的提高。
由于CRI系統(tǒng)主要是通過微生物的生物化學作用達到對污染物降解的目的，整個系統(tǒng)過濾污水的過程中，不添加任何的化學物品，因此，不會造成二次污染。一般的滲濾系統(tǒng)過一段時間就必須對過濾裝置進行清理，否則就會由于堵塞而無法繼續(xù)滲濾，但是CRI填料中的污泥經(jīng)過各類細菌的消化分解，不會再填料中聚集，因此，系統(tǒng)并不需要經(jīng)常清洗。
經(jīng)過滲透池多次滲濾過的污水，已經(jīng)基本上得到凈化，再經(jīng)過地下聚水系統(tǒng)收集已經(jīng)凈化過得水，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)的水力負荷是可以調(diào)整的，這樣通過調(diào)整水力負荷，就可以處理不同的水量，同時對水凈化的效果影響極小。水力負荷的大小是與滲透池中填料的成分相關(guān)的，通過選擇不同級別的填料，就可以調(diào)整系統(tǒng)的水力負荷能力，以此達到不同的處理效果。由于系統(tǒng)調(diào)節(jié)方便，可以在不耗費大量投資的情況下，在應急處理污水和深度處理污水中作出轉(zhuǎn)化，提高了經(jīng)濟性，避免不必要的投資浪費。
2、人工快速滲濾系統(tǒng)的優(yōu)勢
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)的日水力負荷只有0.03m，但是，在河北的一個小型試驗表明了人工快速滲濾系統(tǒng)的優(yōu)勢所在。試驗表明，CRI的日水力負荷可以達到2m甚至更多，并且凈化后的水的質(zhì)量已經(jīng)由于國家二級處理出水的標準。其他的監(jiān)測數(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際工程表明，人工快速滲濾系統(tǒng)的各項指標均已經(jīng)達到了國家排放標準、生活雜用水水質(zhì)標準、城鎮(zhèn)二級污水處理廠一級排放標準以及再生水回用于景觀水體的水質(zhì)標準。
從經(jīng)濟性的角度來看，人工快速滲濾系統(tǒng)的建設成本極低，并且它的運行成本更為低廉。一個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，需要花去建設成本900元人民幣左右。如果系統(tǒng)被建設在地勢相對較低的地方，可以根據(jù)重力勢能做到污水自己流動，減少了提升污水的成本，這樣的話每處理一噸水的運行成本只有0.2元人民幣。
CRI系統(tǒng)具有很強的穩(wěn)定性，據(jù)測算，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)的抗沖擊負荷能力也很好，就算COD負荷達到900mg/L。CRI系統(tǒng)仍然可以正常運行。
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，中國地質(zhì)大學的相關(guān)研究報告指出，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個立方的污水，一萬立方的污水處理也不過至需要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應用前景展望
目前，已經(jīng)有一些地方小區(qū)開始建設成功該滲濾系統(tǒng)并且正式投入運營，據(jù)了解，該小區(qū)有住戶1000多戶，各戶的生活廢水通過管道流向CRI系統(tǒng)經(jīng)過處理，經(jīng)過檢測，處理后的廢水清澈透明，完全符合國家安全衛(wèi)士標準。從經(jīng)濟性來看，該小區(qū)建成CRI廢水處理系統(tǒng)花費資金約一萬余元，由于CRI系統(tǒng)運行費用較低，平時管理費用按照5000元/年來算，這樣每戶均收費150元即可，經(jīng)濟性非常可觀。
4、結(jié)語
水資源的嚴格管理和水污染的嚴格治理刻不容緩，政府部門應該加大治理力度。但是水資源的管理從來都不是易事，涉及到工業(yè)、農(nóng)業(yè)和家庭生活廢水等多個領(lǐng)域，使得水資源的管理變成了一項耗時耗資的巨大工程，新的治理方案急需研發(fā)，應運而生的CRI一定會因其經(jīng)濟性和實用性而得到推廣。（來源：北海海洋產(chǎn)業(yè)科技園區(qū)綜合服務中心）
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