Tratarea apelor uzate de vin folosind procesul de oxidare prin contact biologic A²O: proiectare tehnică și studiu de caz de aplicare

1 Pericole, surse și caracteristici ale apelor uzate din vin

Odată cu creșterea economiei Chinei și creșterea venitului pe cap de locuitor, nivelul de consum al pieței vinului din China s-a îmbunătățit rapid, industria vinului s-a dezvoltat rapid și au apărut un număr mare de crame. În același timp, producția înfloritoare de vin a generat o cantitate mare de apă uzată. Întrucât aceste întreprinderi sunt în mare parte situate în zone suburbane îndepărtate, lipsite de instalații complete de drenaj, evacuarea directă a poluanților organici cu concentrație mare care conțin zaharuri, alcooli și compuși acizi organici afectează grav mediul.

Fluxul general al procesului de producție a vinului este aproximativ:

sortare și defrișare → zdrobire → fermentație alcoolică → presare → fermentație malolactică → amestecare → învechire → stabilizare → îmbuteliere → produs finit. Apele uzate evacuate provin în principal din zdrobire, presare, fermentare, curățare și alte etape din timpul procesării. Apele uzate din producția de vin au caracteristicile unei concentrații ridicate, croma mare, SS ridicat și dificultăți de decantare a materiei în suspensie. Calitatea apei este de obicei acidă, iar calitatea și cantitatea apei fluctuează foarte mult în timpul sezonului de prelucrare, arătând schimbări sezoniere evidente între sezonul de presare și cel de nepresare.

2 Proiectarea fluxului de proces

2.1 Contextul proiectului și testarea calității apei influente

O companie de vinuri situată în Ningxia este o întreprindere de vinificație. Apele uzate generate în timpul producției și exploatării provin în principal din drenajul de curățare a atelierelor și a rezervoarelor de vin, conținând o anumită cantitate de vin, fără ape uzate industriale speciale. Apele uzate aparțin apelor uzate organice biodegradabile cu concentrație ridicată și apelor uzate menajere. Parametrii de calitate a apei testați sunt prezentați înTabelul 1.

2.2 Obiective de proiectare

Acest proiect intenționează să adopte un proces relevant. Obiectivul de proiectare este ca, după epurare, apele uzate generate și canalizarea menajeră să îndeplinească standardul de calitate a apei „irigare uscată” din „Standardul de calitate a apei de irigare a terenurilor agricole” (GB5084-2005), astfel încât întreprinderea să poată evacua poluanți conform legii și să îndeplinească standardele de deversare.

2.3 Selectarea procesului

Având în vedere caracteristicile apelor uzate de vin, s-a selectat procesul de „oxidare de contact biologic A²O”, cu o scară de 5 m³/zi și o suprafață de pardoseală de 100 m². Direcția de curgere a apei uzate a stației de tratare a apelor uzate este prezentată înFigura 1.

2.4 Proiectarea fluxului de proces

2.4.1 Prezentare generală a procesului

Apele uzate menajere ale proiectului trec printr-o fosă septică pentru sedimentare și pretratare de filtrare, iar apoi împreună cu apele uzate de producție colectate în rezervorul de stocare, trec printr-o sită de bară pentru filtrare. După filtrare, acesta este trimis de o pompă de ridicare în rezervorul de egalizare. După omogenizare și egalizare în rezervorul de egalizare, acesta intră în unitatea de tratare biologică A²O. Această unitate include în principal un rezervor anaerob, un rezervor anoxic și un rezervor aerob, în ​​care au loc reacții biologice precum degradarea materiei organice, nitrificarea și denitrificarea și eliberarea și absorbția de fosfor pentru a purifica calitatea apei din canalizarea.

2.4.2 Proiectarea procesului

(1) Sedimentarea și filtrarea fosei septice: Apele uzate menajere intră în fosa septică prin conducte. Fosa septică folosește principiile sedimentării și fermentației anaerobe pentru a îndepărta materia organică în suspensie din canalizarea menajeră.

(2) Rezervor de stocare: Apele uzate de producție intră în rezervorul de stocare prin conducte pentru stocare. Rezervorul de stocare adoptă un design dreptunghiular închis, care poate evita eficient emisia de gaze mirositoare.

(3) Ecran de bară: filtrează în principal solidele mari în suspensie în apele uzate pentru a asigura funcționarea fără probleme a unităților de pompare și a structurilor și echipamentelor ulterioare de tratare.

(4) Rezervor de egalizare: Pentru a oferi cele mai bune condiții pentru tratarea ulterioară, debitul și calitatea apei uzate trebuie ajustate. Omogenizarea și egalizarea debitului și a calității apei pot nu numai să îmbunătățească tratabilitatea apei uzate, să reducă sarcina de impact care poate apărea în timpul etapei de tratare biochimică, să dilueze substanțele toxice pentru microorganisme, dar și să răcească apa la temperatură înaltă evacuată pe termen scurt. În rezervorul de egalizare este instalat un controler de nivel al lichidului, apoi un semnal este transmis prin instrumentul de control al nivelului lichidului, iar apa uzată este trimisă de pompa de ridicare către rezervorul anaerob.

(5) Rezervor anaerob: Procesul anaerob folosește o serie de deflectoare instalate vertical pentru a face ca apa uzată tratată să curgă în sus și în jos de-a lungul deflectoarelor din reactor. Cu ajutorul biogazului generat în reactor în timpul procesului de tratare, solidele microbiene din reactor suferă mișcări de expansiune și sedimentare în sus și în jos în fiecare compartiment format de deflectoare. În acest moment, fluxul de apă din întregul reactor se mișcă orizontal cu o viteză relativ mică. Deoarece apa uzată curge în jurul deflectoarelor sub acțiunea deflectoarelor, lungimea totală a căii de curgere în reactor crește. În plus, datorită efectului de blocare al deflectoarelor și sedimentării nămolului, solidele biologice sunt reținute eficient în reactor. Acest proces necesită și încălzire prin circulație. Apa uzată rămâne în acest rezervor timp de 4 ore pentru tratare.

(6) Rezervoare anoxice și aerobe: Acest proces folosește umplutură modificată indusă biologic ca miez. Prin schimbarea micromediului, tulpinile bacteriene sunt induse să muteze într-o direcție stabilită, astfel încât bacteriile anaerobe de oxidare a amoniacului să se înmulțească continuu, realizând o oxidare stabilă a amoniacului anaerob. Acest proces nu necesită adăugare chimică, inducând în principal variația genetică a microorganismelor. Rezervorul biochimic aerob este umplut cu ambalaj biologic cu dublă sferă, astfel încât procesele aerobe și anaerobe se desfășoară simultan. Apa uzată rămâne în rezervorul anoxic timp de 4 ore și apoi intră în rezervorul aerob pentru tratare, cu un timp de tratare de aproximativ 8 ore.

(7) Rezervor de sedimentare secundar: După tratarea anoxică și aerobă, apa uzată curge în acest rezervor de la sine. O cantitate mare de nămol activ pierdut și peliculă bacteriană căzută se depun în acest rezervor. Sedimentul este pompat periodic de o pompă de retur și returnat în rezervorul anaerob pentru un tratament suplimentar de digestie anaerobă, reducând conținutul de materie organică și solide în suspensie în apele uzate evacuate. După sedimentare, nămolul este returnat în rezervorul anoxic pentru reutilizare, iar apa uzată intră apoi în rezervorul de apă curată prin conducte. Apa uzată rămâne în acest rezervor timp de 2 ore.

(8) Rezervor de apă curată: După tratare, apa uzată intră în rezervorul de apă curată pentru dezinfecția cu ultraviolete. Acest rezervor servește la stocarea apei uzate tratate care respectă standardele. Apa uzată 达标 poate fi folosită pentru irigarea prin picurare a copacilor pădurii.

Debitul procesului și punctele de generare a poluării ale stației de tratare a apelor uzate sunt prezentate înFigura 2.

3 Rezultate și analiză

Dimensiunea stației de tratare a apelor uzate a proiectului este de 5 m³/zi, iar procesul de epurare este „procesul de oxidare prin contact biologic A²O”. Prin monitorizarea rezultatelor operațiunii procesului, sunt afișați principalii parametri de calitate a apeiTabelul 2. Calitatea apei efluente îndeplinește standardul de agricultură uscată din „Standardul de calitate a apei de irigare a terenurilor agricole” (GB5084-2005). Apa uzată este utilizată pentru irigarea prin picurare a arborilor forestieri, asigurându-se că întreprinderea evacuează poluanți conform legii și respectă standardele de deversare, cu beneficii și perspective economice ridicate.

4 Concluzie

În această lucrare, în conformitate cu caracteristicile apelor uzate de vin, procesul de oxidare prin contact biologic A²O a fost selectat în mod flexibil ca proces de bază pentru proiectarea inginerească relevantă. Datele de monitorizare a funcționării arată că apele uzate organice cu concentrație mare care conțin vin pot fi tratate eficient prin acest proces, iar calitatea apei efluente este mult îmbunătățită. Procesul de oxidare prin contact biologic A²O are avantajele unei eficiențe ridicate de îndepărtare pentru COD și azot amoniac, funcționare stabilă, rezistență puternică la încărcare la impact, operare și gestionare convenabilă și costuri de operare scăzute. Este tendința de dezvoltare a tehnologiei de tratare a apelor uzate de producție de vin. Această lucrare oferă o soluție fezabilă și o referință de proces stabilă și fiabilă pentru tratarea apelor uzate de vin și are o anumită valoare de aplicare și o semnificație de ghidare inginerească.