
數據顯示,2006年廢棄物和廢水處理行業占人為溫室氣體排放總量的3%。溫室氣體排放增長的驅動力主要是人口增加導致的汙水量增加,以及快速城(chéng)市化和農村地區缺乏有效的(de)處理設施,普遍采用技術(shù)含量(liàng)低的(de)厭氧處(chù)理工藝等。傳統水處理工業是個高(gāo)耗(hào)能行業,每噸汙水平均耗能(néng)達0.75Kwh。
截止到“十一五(wǔ)”末(mò),我國汙水集中處理能力接近每(měi)天1.23億噸,處理(lǐ)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於美國等發達國家,同時其它行業碳排(pái)放較高,汙水處理領(lǐng)域碳排放的比例還(hái)比較低。但是,麵對這樣的行業規模以及巨大的能耗物耗,在汙水處理(lǐ)領域係統地開展碳減排工作,已(yǐ)經顯得非常必要。首先,汙(wū)水處理領域碳減(jiǎn)排與能(néng)源交通等其他行業相比,減排成本較低,可以低成本為國家增加碳匯。其次,“以高能耗高物耗為基礎的出(chū)水以及由(yóu)此帶來的(de)減排水汙染(rǎn)物,增排溫室氣體(tǐ)”局麵不利於汙水處理行業的健康發展,低碳汙水處(chù)理應是未來的發展方向。
一(yī)、人工快速滲濾汙水處理係(xì)統——一種新(xīn)型低碳汙水處理技術
人工快速滲濾汙水處理係統,簡稱CRI係統,是本公司與中國地質大學(北京)、北京大學深圳研究生院聯合開發的,具有(yǒu)自主知識產權的(de)新型汙水處理技術。與傳統的土地快滲汙水處理工藝不同,CRI係統對土(tǔ)地快滲技術做了全麵的強化和提(tí)高,采用滲透(tòu)性良好的人工快滲(shèn)填料介質,以幹濕交替的運(yùn)行方式,使汙水(shuǐ)在(zài)自上而下流(liú)經填料過程中發(fā)生綜合(hé)的物理、化學、生物反應(yīng),使汙染(rǎn)物得以去除。該技術以其低碳排放、工藝流程簡單、係統水力負荷高、投資運行成本低、建設周期短、出水效果好、操作維護簡(jiǎn)便、不產生活性汙泥等(děng)優點在全國範(fàn)圍內迅速得到推廣,成為競爭力的汙水(shuǐ)處理技(jì)術。
CRI係統一般由預處理單元、人工快(kuài)滲係統(tǒng)和清水(shuǐ)收集(jí)係統三(sān)部分組(zǔ)成,其中人工(gōng)快滲係(xì)統是該工藝的主體(tǐ)部分。CRI係統的結構從上至下結構分別為40-50cm的超高區、80-120cm的填料層和30-50cm的承托層,其中填料層的(de)濾料是CRI係統的核心。目前,CRI係統所采用的滲濾(lǜ)介質是有一定粒度級配的河流衝擊沙,再加上一定比(bǐ)例的特殊礦物填料(liào),滲濾介質一般就地取材。由於CRI填料的滲透性能較好,大大提高了水(shuǐ)力負(fù)荷值(zhí),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(bān)生活汙水采用1.0~1.2m3/m2·d,對於河道水采用1.2~1.5m3/m2·d,對深度處理(lǐ)水采用1.5~2.0m3/m2·d,CRI係統的水力負荷值比傳統(tǒng)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(hù)交(jiāo)替運行,每個周期6h。在淹水期間(jiān),CRI係統的汙水經過一次提升後,利用重力(lì)作用進行"噴泉式"布水(shuǐ),汙水在向上噴灑的過(guò)程中與空氣進行較充分接觸,從而實(shí)現自然曝(pù)氣(qì);在落幹期間,主要依靠快滲池水位逐漸降低產生的負壓將空(kōng)氣帶入快滲(shèn)池,從(cóng)而對填料生物膜進行自(zì)然複(fù)氧,為汙染物的去除提供了重(chóng)要的條件。因此(cǐ),CRI係統基本實現無動力運行,沒有曝(pù)氣係(xì)統,電(diàn)耗主(zhǔ)要集中在提升係統(tǒng)方麵(miàn)。
CRI係統(tǒng)作為一個生物反應池,其內部還含有大量(liàng)好(hǎo)氧降解微生物,從(cóng)而為其提供了穩定而的淨汙能力。經過檢測,CRI係(xì)統好氧降解細(xì)菌的數量為106~107CFU/mL,比接觸氧化工藝的(de)好氧氧化段的細菌數量(106CFU/mL左(zuǒ)右)略高,比活性汙泥法汙泥中細菌數量(107~108CFU/mL)略低;除了細菌之外,人工快滲池中上層還存在(zài)著大(dà)量跟汙染物好氧分解相關的真菌和(hé)放線菌。另外,CRI係統還有一個重要特點就是(shì)生物膜比表麵積較大。由於人(rén)工快滲池的(de)CRI填料(liào)是分散(sàn)較為(wéi)均勻的顆粒狀填料,且填料表麵凹凸(tū)不平,故CRI填料表麵(miàn)附著的生物膜具有巨(jù)大的比表麵積,有助於生物膜與汙水進行更充分接觸與進行生化反應。
低碳是人工快滲汙水處理係統的一大特點,通過(guò)采用IPCC指南推薦方法對人工快滲汙水處理係統溫室氣體排放進行核算,結果表明,該係統在幹(gàn)濕(shī)交替的汙水處理過程中,好(hǎo)氧作用時間明顯(xiǎn)長於厭氧作用,CH4等溫室(shì)氣體直接排放量非(fēi)常小;另外,CRI係統(tǒng)沒有活(huó)性汙泥產生,其溫室氣體主要排放(fàng)源是電耗和(hé)PAM消耗的間接排放,單位汙(wū)水處理量的間接碳排放量(liàng)約為139.28gCO2/m3。對比我(wǒ)國9種主要汙水處理工藝(yì)的能耗碳排放,CRI係統的(de)能耗碳(tàn)排放量僅為126.78gCO2/m3,顯著低於國內平均水平,並且優於美國日(rì)本(běn)等發達國家的平均水平,在節能減耗成為國內汙水(shuǐ)處理(lǐ)發展共(gòng)同焦點的背景下,CRI係統有著廣闊的(de)應用前景。CRI係統作為一種新型的汙水處理方法(fǎ),不僅可以很大程度上推動我國(guó)汙水處理行業實現清潔生產,而(ér)且對促(cù)進我國低碳經濟(jì)的發展和生態文明城市的建設也具(jù)有重要的意義,是完成國家規定的節能減排任(rèn)務的重要方法和途徑,這對於我國在碳排放談判中掌握主(zhǔ)動具有重要意義。
二、加快技術推廣應用,推(tuī)進低碳技術發展
作為成功(gōng)進入汙水處理市政領域的新型生態處理工藝,CRI係統(tǒng)zui初主要以處理(lǐ)生活汙水為主,隨著國家政策的發展、國(guó)內經濟的發展的要求,汙水處理的要求也越來越嚴格,在這樣的形勢下,公司(sī)緊緊抓住機會,研究CRI汙水處(chù)理(lǐ)核心技術及其他汙水(shuǐ)處(chù)理相關工藝技術,擴大公司(sī)發展規模,由前(qián)期的單一的CRI係統工藝逐漸(jiàn)發展為CRI係統工藝、AO前處理 CRI係統工(gōng)藝、CRI係統 生物(wù)塘後(hòu)處理工藝等(děng)。目前,CRI係統涉及的領域包(bāo)括(kuò)以下(xià)幾個方麵:
1、城鎮汙水處理:由於傳統工藝的(de)汙水處理廠(chǎng)在我國城鎮(zhèn)建(jiàn)設中(zhōng)麵臨著諸如建(jiàn)設及運行(háng)費用高、產生的活性汙泥較難妥善處理等問題,人工(gōng)快滲技術較好地(dì)解決了上述難題(tí),在(zài)城鎮汙水處理領域(yù)進行了廣泛的應用。同時,CRI係統也解決了在北方寒(hán)冷地區的應用問題。2010年建成運行的穆棱汙水處理(lǐ)廠在溫度達到零下30多度(dù)的情況下,保證正常運行(háng),出水穩定達標排放。
2、農村連片整(zhěng)治:人工快滲技術具有工藝簡單(dān)、布設(shè)靈活、運營成本低等(děng)特點,是一種非(fēi)常適(shì)合分散式處理的工藝,在湖南、湖北、河南、廣西等(děng)省的農村連片汙染整治工作中(zhōng)得(dé)到了廣泛(fàn)的應用,起到了良好(hǎo)的推廣和示範作用。
3、工業(yè)園區汙水處理:通過CRI係統與活性汙泥法工(gōng)藝有機組(zǔ)合,不僅大(dà)大(dà)降低了建設和運行成本,同時也對出水起到很好的把關作用,保(bǎo)障複雜進水的(de)工業(yè)園區汙(wū)水能夠穩定達標排放。
4、河道水環境修複:人工快滲技術是(shì)受汙染河流水環境修複的重要手(shǒu)段,用CRI係統修複(fù)的河(hé)流不僅水質得到*改善,而(ér)且河流中水生植物、動物與生態係統也能得到迅(xùn)速的重建。
5、飲用水安全保障與水體生態保護:經過(guò)CRI係統處理後的(de)水質優(yōu)於回用水標準,能夠達到地表IV類或V類水質標準,可(kě)作(zuò)為飲(yǐn)用水水源地補水的重(chóng)要處理措施(shī)和飲用水安全保障。
目前,人工(gōng)快滲汙水處理係統已經發展成為一種成熟、穩定的汙水處(chù)理工藝,是我國二三線城市、縣、鎮級等汙水處理的重要應用技術(shù)之(zhī)一,為我國節(jiē)能減排、低碳發展和(hé)生態(tài)文明建(jiàn)設提供了大(dà)量可靠的實用技(jì)術範例。
三、加強工藝技術完善,促進生態文明建(jiàn)設
公司充分利用北京大(dà)學在深圳的資源優勢,依靠北京大學深圳研究生院、北京大學環境(jìng)學院和香港科技大學的技術和人才優勢,對環境問題進行深入(rù)研究。在(zài)公司自主研發的人工快滲(shèn)汙水處理技術(shù)以其建設和運營成本低、出水效果好(hǎo)的優(yōu)點在全國範圍內迅速得到推廣應(yīng)用。技術也通過持續研發得到了不斷完(wán)善,取得與快滲技術相關的近10項。“十二五”期間環保產業是我(wǒ)國七大支柱產業之一(yī),在此背景下,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(wéi)被我國汙水處理主管部門認(rèn)可並推廣的市政汙水處理技術,該技術在城市(shì)汙水處(chù)理、小流域治理、汙水資源化領域的影響力越來越顯著。未來三(sān)年,將(jiāng)利用這(zhè)一契(qì)機,采取"鞏固深圳基地,以中(zhōng)小城鎮為目標,以重點(diǎn)地區為突破,抓住(zhù)流域(yù)水環境治理和水資源熱點(diǎn)問(wèn)題,建設示範、試點工程"的戰略,以"差異化的技術、差異化(huà)的(de)市場"為發展基本定位,逐步擴大該技術產品在國內、的*。