數(shù)據(jù)顯示，2006年廢棄物和廢水處理行業(yè)占人為溫室氣體排放總量的3%。溫室氣體排放增長的驅(qū)動(dòng)力主要是人口增加導(dǎo)致的污水量增加，以及快速城市化和農(nóng)村地區(qū)缺乏有效的處理設(shè)施，普遍采用技術(shù)含量低的厭氧處理工藝等。傳統(tǒng)水處理工業(yè)是個(gè)高耗能行業(yè)，每噸污水平均耗能達(dá)0.75Kwh。
截止到“十一五”末，我國污水集中處理能力接近每天1.23億噸，處理過程能耗的間接排放，相當(dāng)于日排放二氧化碳當(dāng)量8.3萬噸。由于我國污水處理率還低于美國等發(fā)達(dá)國家，同時(shí)其它行業(yè)碳排放較高，污水處理領(lǐng)域碳排放的比例還比較低。但是，面對這樣的行業(yè)規(guī)模以及巨大的能耗物耗，在污水處理領(lǐng)域系統(tǒng)地開展碳減排工作，已經(jīng)顯得非常必要。首先，污水處理領(lǐng)域碳減排與能源交通等其他行業(yè)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(chǔ)的出水以及由此帶來的減排水污染物，增排溫室氣體”局面不利于污水處理行業(yè)的健康發(fā)展，低碳污水處理應(yīng)是未來的發(fā)展方向。
一、人工快速滲濾污水處理系統(tǒng)——一種新型低碳污水處理技術(shù)
人工快速滲濾污水處理系統(tǒng)，簡稱CRI系統(tǒng)，是本公司與中國地質(zhì)大學(xué)（北京）、北京大學(xué)深圳研究生院聯(lián)合開發(fā)的，具有自主知識產(chǎn)權(quán)的新型污水處理技術(shù)。與傳統(tǒng)的土地快滲污水處理工藝不同，CRI系統(tǒng)對土地快滲技術(shù)做了全面的強(qiáng)化和提高，采用滲透性良好的人工快滲填料介質(zhì)，以干濕交替的運(yùn)行方式，使污水在自上而下流經(jīng)填料過程中發(fā)生綜合的物理、化學(xué)、生物反應(yīng)，使污染物得以去除。該技術(shù)以其低碳排放、工藝流程簡單、系統(tǒng)水力負(fù)荷高、投資運(yùn)行成本低、建設(shè)周期短、出水效果好、操作維護(hù)簡便、不產(chǎn)生活性污泥等優(yōu)點(diǎn)在全國范圍內(nèi)迅速得到推廣，成為競爭力的污水處理技術(shù)。
CRI系統(tǒng)一般由預(yù)處理單元、人工快滲系統(tǒng)和清水收集系統(tǒng)三部分組成，其中人工快滲系統(tǒng)是該工藝的主體部分。CRI系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)從上至下結(jié)構(gòu)分別為40-50cm的超高區(qū)、80-120cm的填料層和30-50cm的承托層，其中填料層的濾料是CRI系統(tǒng)的核心。目前，CRI系統(tǒng)所采用的滲濾介質(zhì)是有一定粒度級配的河流沖擊沙，再加上一定比例的特殊礦物填料，滲濾介質(zhì)一般就地取材。由于CRI填料的滲透性能較好，大大提高了水力負(fù)荷值，另一方面也提高了污水處理設(shè)施能耗的使用效率：對于一般生活污水采用1.0~1.2m3/m2·d，對于河道水采用1.2~1.5m3/m2·d，對深度處理水采用1.5~2.0m3/m2·d，CRI系統(tǒng)的水力負(fù)荷值比傳統(tǒng)土地快速滲濾RI的水力負(fù)荷上限高出3～5倍。
CRI系統(tǒng)采用間歇式布水的方式運(yùn)行，即淹水和落干相互交替運(yùn)行，每個(gè)周期6h。在淹水期間，CRI系統(tǒng)的污水經(jīng)過一次提升后，利用重力作用進(jìn)行"噴泉式"布水，污水在向上噴灑的過程中與空氣進(jìn)行較充分接觸，從而實(shí)現(xiàn)自然曝氣；在落干期間，主要依靠快滲池水位逐漸降低產(chǎn)生的負(fù)壓將空氣帶入快滲池，從而對填料生物膜進(jìn)行自然復(fù)氧，為污染物的去除提供了重要的條件。因此，CRI系統(tǒng)基本實(shí)現(xiàn)無動(dòng)力運(yùn)行，沒有曝氣系統(tǒng)，電耗主要集中在提升系統(tǒng)方面。
CRI系統(tǒng)作為一個(gè)生物反應(yīng)池，其內(nèi)部還含有大量好氧降解微生物，從而為其提供了穩(wěn)定而的凈污能力。經(jīng)過檢測，CRI系統(tǒng)好氧降解細(xì)菌的數(shù)量為106~107CFU/mL，比接觸氧化工藝的好氧氧化段的細(xì)菌數(shù)量（106CFU/mL左右）略高，比活性污泥法污泥中細(xì)菌數(shù)量（107~108CFU/mL）略低；除了細(xì)菌之外，人工快滲池中上層還存在著大量跟污染物好氧分解相關(guān)的真菌和放線菌。另外，CRI系統(tǒng)還有一個(gè)重要特點(diǎn)就是生物膜比表面積較大。由于人工快滲池的CRI填料是分散較為均勻的顆粒狀填料，且填料表面凹凸不平，故CRI填料表面附著的生物膜具有巨大的比表面積，有助于生物膜與污水進(jìn)行更充分接觸與進(jìn)行生化反應(yīng)。
低碳是人工快滲污水處理系統(tǒng)的一大特點(diǎn)，通過采用IPCC指南推薦方法對人工快滲污水處理系統(tǒng)溫室氣體排放進(jìn)行核算，結(jié)果表明，該系統(tǒng)在干濕交替的污水處理過程中，好氧作用時(shí)間明顯長于厭氧作用，CH4等溫室氣體直接排放量非常小；另外，CRI系統(tǒng)沒有活性污泥產(chǎn)生，其溫室氣體主要排放源是電耗和PAM消耗的間接排放，單位污水處理量的間接碳排放量約為139.28gCO2/m3。對比我國9種主要污水處理工藝的能耗碳排放，CRI系統(tǒng)的能耗碳排放量僅為126.78gCO2/m3，顯著低于國內(nèi)平均水平，并且優(yōu)于美國日本等發(fā)達(dá)國家的平均水平，在節(jié)能減耗成為國內(nèi)污水處理發(fā)展共同焦點(diǎn)的背景下，CRI系統(tǒng)有著廣闊的應(yīng)用前景。CRI系統(tǒng)作為一種新型的污水處理方法，不僅可以很大程度上推動(dòng)我國污水處理行業(yè)實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)，而且對促進(jìn)我國低碳經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和生態(tài)文明城市的建設(shè)也具有重要的意義，是完成國家規(guī)定的節(jié)能減排任務(wù)的重要方法和途徑，這對于我國在碳排放談判中掌握主動(dòng)具有重要意義。
二、加快技術(shù)推廣應(yīng)用，推進(jìn)低碳技術(shù)發(fā)展
作為成功進(jìn)入污水處理市政領(lǐng)域的新型生態(tài)處理工藝，CRI系統(tǒng)zui初主要以處理生活污水為主，隨著國家政策的發(fā)展、國內(nèi)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展的要求，污水處理的要求也越來越嚴(yán)格，在這樣的形勢下，公司緊緊抓住機(jī)會，研究CRI污水處理核心技術(shù)及其他污水處理相關(guān)工藝技術(shù)，擴(kuò)大公司發(fā)展規(guī)模，由前期的單一的CRI系統(tǒng)工藝逐漸發(fā)展為CRI系統(tǒng)工藝、AO前處理 CRI系統(tǒng)工藝、CRI系統(tǒng) 生物塘后處理工藝等。目前，CRI系統(tǒng)涉及的領(lǐng)域包括以下幾個(gè)方面：
1、城鎮(zhèn)污水處理：由于傳統(tǒng)工藝的污水處理廠在我國城鎮(zhèn)建設(shè)中面臨著諸如建設(shè)及運(yùn)行費(fèi)用高、產(chǎn)生的活性污泥較難妥善處理等問題，人工快滲技術(shù)較好地解決了上述難題，在城鎮(zhèn)污水處理領(lǐng)域進(jìn)行了廣泛的應(yīng)用。同時(shí)，CRI系統(tǒng)也解決了在北方寒冷地區(qū)的應(yīng)用問題。2010年建成運(yùn)行的穆棱污水處理廠在溫度達(dá)到零下30多度的情況下，保證正常運(yùn)行，出水穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放。
2、農(nóng)村連片整治：人工快滲技術(shù)具有工藝簡單、布設(shè)靈活、運(yùn)營成本低等特點(diǎn)，是一種非常適合分散式處理的工藝，在湖南、湖北、河南、廣西等省的農(nóng)村連片污染整治工作中得到了廣泛的應(yīng)用，起到了良好的推廣和示范作用。
3、工業(yè)園區(qū)污水處理：通過CRI系統(tǒng)與活性污泥法工藝有機(jī)組合，不僅大大降低了建設(shè)和運(yùn)行成本，同時(shí)也對出水起到很好的把關(guān)作用，保障復(fù)雜進(jìn)水的工業(yè)園區(qū)污水能夠穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放。
4、河道水環(huán)境修復(fù)：人工快滲技術(shù)是受污染河流水環(huán)境修復(fù)的重要手段，用CRI系統(tǒng)修復(fù)的河流不僅水質(zhì)得到*改善，而且河流中水生植物、動(dòng)物與生態(tài)系統(tǒng)也能得到迅速的重建。
5、飲用水安全保障與水體生態(tài)保護(hù)：經(jīng)過CRI系統(tǒng)處理后的水質(zhì)優(yōu)于回用水標(biāo)準(zhǔn)，能夠達(dá)到地表IV類或V類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，可作為飲用水水源地補(bǔ)水的重要處理措施和飲用水安全保障。
目前，人工快滲污水處理系統(tǒng)已經(jīng)發(fā)展成為一種成熟、穩(wěn)定的污水處理工藝，是我國二三線城市、縣、鎮(zhèn)級等污水處理的重要應(yīng)用技術(shù)之一，為我國節(jié)能減排、低碳發(fā)展和生態(tài)文明建設(shè)提供了大量可靠的實(shí)用技術(shù)范例。
三、加強(qiáng)工藝技術(shù)完善，促進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)
公司充分利用北京大學(xué)在深圳的資源優(yōu)勢，依靠北京大學(xué)深圳研究生院、北京大學(xué)環(huán)境學(xué)院和香港科技大學(xué)的技術(shù)和人才優(yōu)勢，對環(huán)境問題進(jìn)行深入研究。在公司自主研發(fā)的人工快滲污水處理技術(shù)以其建設(shè)和運(yùn)營成本低、出水效果好的優(yōu)點(diǎn)在全國范圍內(nèi)迅速得到推廣應(yīng)用。技術(shù)也通過持續(xù)研發(fā)得到了不斷完善，取得與快滲技術(shù)相關(guān)的近10項(xiàng)。“十二五”期間環(huán)保產(chǎn)業(yè)是我國七大支柱產(chǎn)業(yè)之一，在此背景下，CRI系統(tǒng)將創(chuàng)造更好的社會和經(jīng)濟(jì)效益。目前人工快滲技術(shù)已成為被我國污水處理主管部門認(rèn)可并推廣的市政污水處理技術(shù)，該技術(shù)在城市污水處理、小流域治理、污水資源化領(lǐng)域的影響力越來越顯著。未來三年，將利用這一契機(jī)，采取"鞏固深圳基地，以中小城鎮(zhèn)為目標(biāo)，以重點(diǎn)地區(qū)為突破，抓住流域水環(huán)境治理和水資源熱點(diǎn)問題，建設(shè)示范、試點(diǎn)工程"的戰(zhàn)略，以"差異化的技術(shù)、差異化的市場"為發(fā)展基本定位，逐步擴(kuò)大該技術(shù)產(chǎn)品在國內(nèi)、的*。