快渗工艺介绍

第一章概述

人工快渗污水处理系统（Constructed Rapid Infiltration System，简称CRI系统）是由深港产学研环境技术中心、中国地质大学（北京）与北京大学深圳研究生院联合开发的、具有自主知识产权的新型污水处理工艺。该技术具有建设和运营成本低、运行稳定、建设周期短、出水效果好的优点。

人工快渗系统自2001年应用于实际工程以来，在我国很多地区得到了应用和推广。该系统于2004年1月份通过了由中国环境科学研究院工程设计中心组织的、以刘鸿亮院士为主任的专家鉴定，获得了较高的评价，认为该处理工艺具有国内先进水平；国家发展改革委员会于2004年3月组织专家实地考察后，推荐该技术作为我国中小城镇污水处理的遴选技术之一。2004年9月，人工快渗技术成功申请了国家发明专利（专利公开号：CN1676469A）；2004年10月，白花洞生活污水人工快渗处理系统被评为国家重点环保实用技术示范工程；2005年3月，人工快渗技术入选2005年国家重点环境保护实用技术（编号2005-B-025）；同月，中央电视台科技之光栏目对人工快渗技术进行了专题介绍。

根据已有的工程经验，对于河流污水水力负荷可达1.5m3/(m2•d)以上，对于生活污水日水力负荷可达1.0m3/(m2•d)以上，出水水质一般都优于《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）的一级A标准，甚至可以达到国家《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）的III 类标准。一般地，COD Cr低于40mg/L，BOD5低于10mg/L，NH4-N低于5 mg/L。

第二章 CRI系统工艺原理

人工快速渗滤系统（CRI）是在快速渗滤系统的基础上，采用渗透性能良好的CRI介质（以一定级配的天然河砂为主，并掺入活性矿物填料），采用干湿交替的运转方式，污水在通过快渗池时产生综合的物理、化学和生物反应，使污染物得以去除。

2.1 机械过滤与吸附作用

过滤与吸附是CRI系统中污染物去除的中间过程，悬浮物、重金属、氮和微生物等污染物质的去除，几乎总是先借助于过滤与吸附作用，从液相转入固相，而后在落干期内得到最终去除。而有机耗氧物质（COD和BOD5）以及磷等，则为部分直接降解，部分借助于过滤和吸附作用。

和其他污水处理系统相比，CRI系统采用CRI填料为渗滤介质，填料颗粒细小，起着重要过滤与吸附作用。

2.2 化学转化

一般而言，Eh值约为220mV时，硫化物可以氧化成硫酸盐，在天然河砂为主要介质的条件下，S2-的去除主要发生在表层以下50cm内，这正是氧化还原条件交替位置，因此CRI系统的滤层厚度一般取1.0m以上，能够满足对硫化物的去除。

磷在城市污水和河流污水中一般以磷酸盐的形式存在，由于CRI系统不种植作物，不存在作物对磷的吸收，磷在CRI系统中的去除主要是化学作用，渗池内的渗滤介质除一定级配的天然河砂外，还掺有少量活

性矿物填料，污水中的磷与渗池内矿物填料能形成磷酸盐沉淀而去除。

2.3 生物氧化与生化还原作用

CRI系统采用干湿交替的运转方式，即在各渗池里淹水和落干相互交替。一次淹水和一次落干为一个水力负荷周期。落干期渗池大部分为好氧环境，淹水期渗池为厌氧环境，渗池内好氧和厌氧环境相互交替作用。

在正常运行过程中，滤料表面生长着生物膜，当污水流过时，通过吸附和过滤作用截留污水中的悬浮物和部分溶解性污染物，同时，因滤料表层（特别是渗池上部滤料表面）生长着丰富的生物膜，当污水流过滤料时，利用滤料的高比表面积形成的生物膜的降解能力对污水进行快速净化。

就氮的去除而言，落干时产生铵化和硝化作用，淹水期产生反硝化作用，氮通过上述转化过程而被去除。

废水中的COD和BOD5一般由悬浮性和溶解性两部分组成，前者可以通过机械过滤，后者可以通过吸附与生物作用而分别得到去除。

第三章 CRI系统工艺和特点

3.1 CRI系统工艺流程

CRI系统工艺流程如下：

预处理系统

人工快渗系统

清水收集系统

进水

出水

预处理的作用主要是降低污水中的SS，以便提高渗池的渗滤速度，防止堵塞。污水通过快渗池，产生综合的物理、化学和生物反应使污染物得以去除，其中主要是生物化学反应。一般预处理系统可以采用普通沉淀、砂滤工艺以及一级强化絮凝工艺等。清水收集系统的功能是收集经过快渗系统处理的的清洁水以供回用。经过CRI系统处理后的出水可以回用作为绿化、冲洗路面和冲厕用水。

3.2 CRI系统适用范围

适用范围：城市污水集中和分散处理、中水回用、受污染水体修复以及微污染原水资源化处理。

适用地区：主要适用于冰冻期较短的地区。

3.3 CRI系统特点

与常规的活性污泥法比较，CRI系统具有如下特点：

1) 不产生活性污泥，省去活性污泥的处理费用，不会造成因活

性污泥处置不当而引起对环境的二次污染。

2) 建设投资费用省，以万吨级污水处理厂常规工艺为例，一般

吨水投资费用约为800～900元。

3) 运行费用低，是一般活性污泥法的三分之一，直接运行成本

约0.2元/吨。

4) 出水效果优于传统活性污泥法，一般均可达到城镇污水处理

厂出水一级A或B标准。

5) 便于操作，易于管理和维护，系统简单，对操作人员学历素

质要求不高。

6) 抗冲击负荷强，可以处理COD小于600mg/L的生活污水； CRI

系统停止运行较长时间后，经3～5天的翻晒保养即可迅速恢复

正常运行。

3.4 CRI系统的处理效果

CRI系统对污染物的去除效果为：COD达85％以上，BOD达90％以上，SS的去除率达到95％以上，氨氮去除率为90％左右，总磷的去除率可达50~70％以上。

城市污水经该工艺处理后一般达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）的一级A标准或达到人体非直接接触的景观回用水及绿化回用水的水质要求；受污染的水体经过该工艺处理后，可达到《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）中的V类标准甚至III类标准，是河流水体水环境修复工程的重要手段。

3.5 CRI系统的运转方式

CRI系统采用干湿交替的运转方式，即在各快渗池里淹水和落干相互交替运行，一般每日3～5个周期。此外，在适当时间间隔内，应对快渗池表层填料进行常规翻晒保养。