人工快渗污水处理系统简介

• RI 系统因为包括包气带(非饱和带)和非包气带(饱和带)， 所以也称为土壤含水层处理系统(soil-aquifer treatment system)。这种系统是经济有效的污水处理方法, 它与常 规的二级生化污水处理系统相比, 可以解决出水排入地表 水体而产生的富营养化问题，具有处理效果好、基建投资 低和运行费用低等优点。 • RI 系统本身也存在很多局限性, 其中由于系统污水处理负 荷低( 一般仅为6~ 130 m/ a) , 造成土地占用面积非常大。
CRI系统存在的问题
• 人工快渗系统经过近些年的研究虽然取得了一些成果，并在实际的工 程中得到了应用，但是作为一种新的污水处理工艺仍有许多问题需要 不断的探索和研究。 • 1、污染物去除机理研究 • 人工快渗系统对污染物的去除主要是依靠渗滤介质的吸附截留和微生 物的降解作用完成的，但是对其的污染物降解的具体机理、动力学等 缺少清晰的认识，人工快渗系统的前处理技术以及脱氮、除磷方面还 需要进一步研究。正因为这些基础研究的不足，导致目前人工快速渗 滤系统的工程设计还主要依赖于经验，这直接影响了人工快速渗滤系 统的推广和应用。 • 2、人工快渗系统运行参数研究 • 人工快渗系统运行参数主要包括预处理的方式、水力负荷、水力负荷 周期、湿干比、渗滤介质厚度、渗滤介质种类、饱水带设置高度等。 针对不同进水水质，不同的渗滤介质特性等其运行参数还没有一个合 适的计算公式或其它确定方式，均要重新进行试验研究确定。因此、 运行参数的研究还有待深入，以便解决在实际工程设计中应用问题。
深圳市同兴五金塑胶厂中水回用工程主要用来处理同兴五金塑 胶厂内办公楼和职工宿舍等处的生活污水，污水通过单独的管 道收集后，进入人工快渗系统。该系统设计规模为 800 吨/日， 设计水力负荷为 1.5m/d，总占地面积为 1560m2，绿化率为 35 ％，于 2004 年 5 月建成通水运行。
中信绿色高尔夫俱乐部生活污水处理工程主要用来处理深圳市 中信高尔夫球场内会所和职工宿舍等处的生活污水。该处理系 统设计规模为 1500 吨/日，总占地面积为 1400m2,该系统于 2004 年 4 月建成通水运行。
• CRI 对有机污染物的去除主要源于过滤截留、吸附和生物 降解作用共同完成。过滤截留和吸附作用在CRI 系统中主 要起调节机制，而有机污染物的真正去除主要靠生物降解。
CRI系统试验
CRI系统的构成
• 和传统的污水土地处理系统一样，人工快速渗滤系统基本上是由调节池、 预处理系统、配水和布水系统、快渗池、集水排水系统等五个部分组成。 • （1）调节池 • 人工快速渗滤系统一般采用的都是间歇式的进水方式，因此当污水的水 质、水量不稳定时就必须设立调节池，进行有效的调节水质和水量，保 证人工快速渗滤系统的连续稳定运行，从而控制整个系统的布水量和水 力负荷等运行参数。 • （2）预处理系统 • 预处理主要是为了减少进入渗滤池的悬浮物，初步去除一部分COD，降 低一部分污染物负荷。由于人工快渗系统水力负荷比较高，因此对预处 理要求也比较高。适当的预处理不仅可以减少渗滤池的污染物负荷，还 能减轻系统发生堵塞的频率，保证系统的连续正常运行。人工快渗系统 预处理设施一般采用沉淀池或砂滤池，当污水中悬浮物含量过高，沉淀 池不能满足要求时，需要额外增加砂滤池。同时，如果进水中有机物和 氨氮的浓度过高还可以采用水解酸化厌氧工艺或微曝气工艺等进行有效 的预处理。
• （3）配水和布水系统 • 配水系统主要包括污水泵站、配水池和输水管道等。配水池可根据整个系 统的要求，选择单独建设或与调节池合并。布水系统的作用主要是保证污 水均匀的投配到快渗池表面。它的动力可以是调节池与快渗池之间的水头 差所形成的重力，也可以由泵专门提供动力。布水的方式多采用 PVC 管 穿孔布水，布水管道即可以安放快渗池表面，又可以分步于快渗池的浅层 通过一层大粒经的滤料（如砾石层）等实现均匀布水。同时布水还可以采 用喷淋旋转方式进行，它即能保证布水的均匀，又可以加强污水的自然复 氧，缺点是气味较大，不适于公众频繁接触的地区。 • （4）快渗池 • 快渗池是人工快速渗滤系统的核心处理单元，根据实际工程条件、场地情 况，3建设形式可分为：地上式、半地下式和全地下式；同时快渗池建设 结构可选用：钢结构、砖结构和钢混结构等。快渗池采用水流形式为垂直 入渗方式，渗滤池内充填渗透性能好又具有一定阳离子交换容量的天然砂 或其它渗滤介质，污水流经渗滤池后各种污染物便得到大部分去除。 • （5）集水和排水系统 • 人工快渗系统的集水方式通常采用管道打孔的形式收集，也可以在快渗池 底部建设有坡度的暗沟直接收集。中小规模的人工快速渗滤系统的排水方 式一般采用暗管收集。如果出水回用后面还可以设置清水池，并附带相应 的消毒等设备。
CRI系统存在的问题
• 3、复氧方式和堵塞问题 • 堵塞问题一直都是污水土地处理系统中的主要问题，对于人工快渗系 统也不例外，因为它不仅直接影响系统的水力负荷，同时也影响系统 的使用寿命和运行效率。常规的复氧方式主要是间歇进水，安装通气 管以及种植一些植物等，还需要针对人工快渗系统的复氧方式和效率 进行研究，以便更有效的解决堵塞等问题。 • 4、应用范围不够广泛 • 现有的实验研究和工程实例中人工快渗系统多用来处理一般生活污水 和微污染河水，很少有利用其处理污染物浓度和负荷较高的污水，特 别是一些生化性较好的工业废水。也就是说目前实验研究和工程实例 中人工快渗系统处理的对象的水质还是偏好，另外也没有见到利用该 技术处理其他污染因子的报道，处理的范围和对象仍不够广。同时人 工快渗系统对污染物的去除主要是依靠微生物的降解，而在北方当冬 季温度降低时，微生物活性变差，导致出水水质变差，现在的工程应 用实例大多在南方，因此，如何解决冬季运行问题，也需要进行探讨。
牛成河水资源化工程处理受污染的牛成河河水以及初期雨水， 处理后出水进入铁岗水库。该处理系统设计规模为 3000 吨/日， 总占地面积为 5000m2， 绿化率为 30%。
深圳市观澜高尔夫球会牛湖河治理工程主要用来处理流经深圳 观澜湖高尔夫球场牛湖河受污染河水，牛湖河主要接纳了该河 上游牛湖村的生活污水以及工业废水。该处理系统一期工程设 计规模为 5000 吨/日，占地面积为 3500m2，于2003 年 6 月建 成；二期工程设计规模为 5000 吨/日，占地面积 3000 m2，于 2003年 12 月建成。因此，本系统总设计规模为 10000 吨/日， 实际处理能力为 13000吨/日，总占地面积为 8000 m2，绿化率 为 20%。
CRI系统存在的问题
• 5、脱氮除磷效果不好 • 人工快渗系统对总氮、总磷的去除效果一直不是 很理想，总磷的去除主要是添加一些特殊的渗滤 介质，使其与磷酸盐产生吸附或化学反应，达到 去除磷的目的，目前尚处于实验室研究阶段。总 氮的去除比较少，主要是由于快渗池的下部碳氮 比较低，碳源不足，远远达不到反硝化的要求， 对总氮的去除率较差，因此，有必要考虑添加辅 助碳源，以期达到去除总氮的效果。
CRI系统的特征
• 张金炳对 CRI的特征进行了概括，认为 CRI 具有如下特征： • 1）渗滤介质一般选择既具有一定的渗透性能，又具有一定阳离子交换容 量的粉砂、细砂、中砂或砾石等天然砂砾石； • 2）滤层厚度一般为 1~2 m； • 3）水力途径一般是垂直流，污水自上而下自流通过渗滤介质； • 4）快滤池之后不需再设二次沉淀池； • 5）一般不需曝气和反冲洗； • 6）由于采用人工建造，机动灵活，不受场地条件限制，不会因渗漏而造 成对地下水环境的影响；
CRI系统的工艺原理
• CRI 系统的工艺原理为：在快渗池中填充一定量粒径比较 小的滤料，在正常运行过程中，滤料表面生长生物膜。当 污水流经时，由于滤料呈压实状态，利用滤料粒径较小的 特点，滤料中粘土性矿物和有机质的吸附作用以及生物膜 的生物微絮凝作用，截留和吸附污水中的悬浮物和溶解性 物质；同时滤料的高比表面积带来的高浓度生物膜的降解 能力对污水中污染物快速净化。
人工快渗污水处理系统
• 人工快渗污水处理系统（Constructed Rapid Infiltration System，简称 CRI 系统）是一种新 型的土地处理技术，是在污水快速渗滤（Rapid Infiltration System，简称 RI 系统）的基础上发 展起来的。该系统的快渗池内人工填充一定颗粒 级配的天然介质，并掺入一定量的特殊填料，采 用干、湿交替的运行方式，既保证有较高的水力 负荷（1.0–2.0 m/d），又能满足出水的处理目标。
人工快渗污水处理系统简介
Hale Waihona Puke 目录• 快速渗滤土地处理系统(RI/SAT)
• 人工快渗污水处理系统（CRI）
• CRI系统的工艺原理 • CRI系统试验 • CRI系统的构成 • CRI系统的工艺流程及工程实例
• CRI系统的特征
• CRI系统的前景
• CRI系统存在的问题
快速渗滤土地处理系统
• 快速渗滤土地处理系统 (rapid infiltration land treatment system，简称 RI)是将污水有控制地投配到具 有良好渗滤性能的土壤表面，污水在向下渗透过程中由于 生物氧化、硝化、反硝化、过滤、沉淀、氧化和还原等一 系列作用而得到净化的一种污水土地处理工艺类型。
CRI系统的构成
CRI系统工艺流程及工程实例
• CRI 系统工艺流程分预处理单元（隔栅、 预沉池、砂滤池等）和主反应单元（快渗 池）两部分。以下五个实际工程的工艺流 程在预处理单元有所不同，主反应单元均 为人工快渗池。
天基工业园生活污水处理工程主要用来处理深圳市天基工 业园内职工宿舍生活污水，该系统设计规模为 600 吨/日， 设计水力负荷为 1.5m/d，总占地面积为 815m2，绿化率 为 35％。
• 7）采用人工介质回填，系统水力负荷高(一般大于 1 m/d )，占地面积小；
• 8）渗滤介质的可选性，使得系统可以根据不同进水浓度和出水水质要求 调整设计参数，机动灵活。
CRI系统的前景
• 由于 CRI 系统采用人工构建,其适用性及可人工调 控性强，而且水力负荷高，系统单位面积处理能力 大,基建投资及运行费用相对于常规生化处理技术 又低得多，因此可以作为城市污水管网和集中处理 所不能及的中小规模污水就地分散处理。这一点对 于湖泊分散点源污染的控制也具有很大意义。 • 对于资金不足而又没有合适的土地地区，CRI 系统 也不失为一好的选择。 • 此外，CRI 系统还可以作为微污染原水的给水预处 理装置，解决不合乎要求的水源直接进入水厂所带 来的一些问题。