Tretman vinskih otpadnih voda korištenjem A²O biološkog kontaktnog procesa oksidacije: inženjerski dizajn i studija slučaja primjene

1 Opasnosti, izvori i karakteristike vinskih otpadnih voda

Sa rastom kineske ekonomije i povećanjem dohotka po glavi stanovnika, nivo potrošnje kineskog tržišta vina se brzo poboljšao, vinska industrija se brzo razvijala i pojavio se veliki broj vinarija. Istovremeno, procvat proizvodnje vina stvorio je veliku količinu otpadnih voda. Kako su ova preduzeća uglavnom locirana u udaljenim prigradskim područjima, bez kompletnih drenažnih objekata, direktno ispuštanje organskih zagađivača visoke koncentracije koji sadrže šećere, alkohole i jedinjenja organskih kiselina ozbiljno utiče na životnu sredinu.

Opšti tok procesa proizvodnje vina je otprilike:

sortiranje i uklanjanje plodova → drobljenje → alkoholna fermentacija → prešanje → malolaktička fermentacija → miješanje → starenje → stabilizacija → flaširanje → gotov proizvod. Otpadne vode koje se ispuštaju uglavnom potiču od drobljenja, prešanja, fermentacije, čišćenja i drugih faza tokom prerade. Otpadne vode proizvodnje vina imaju karakteristike visoke koncentracije, visokog hroma, visokog SS i teškoće taloženja suspendovanih materija. Kvaliteta vode je obično kisela, a kvalitet i količina vode uvelike variraju tokom sezone prerade, pokazujući očigledne sezonske promjene između sezone prešanja i sezone bez prešanja.

2 Dizajn toka procesa

2.1 Pozadina projekta i ispitivanje kvaliteta uticajne vode

Vinska kompanija koja se nalazi u Ningxia je preduzeće za proizvodnju vina. Otpadne vode koje nastaju tokom proizvodnje i rada uglavnom potiču iz radioničke i drenaže za čišćenje vinskih rezervoara, koja sadrži određenu količinu vina, bez posebnih industrijskih otpadnih voda. Otpadne vode spadaju u biorazgradivu organsku otpadnu vodu visoke koncentracije i kućnu kanalizaciju. Testirani parametri kvaliteta vode prikazani su uTabela 1.

2.2 Ciljevi dizajna

Ovaj projekat namjerava usvojiti relevantan proces. Cilj dizajna je da nakon tretmana proizvedena otpadna voda i kućna kanalizacija budu u skladu sa standardom kvaliteta vode za "suvo navodnjavanje" u "Standard kvaliteta vode za navodnjavanje poljoprivrednog zemljišta" (GB5084-2005), tako da preduzeće može ispuštati zagađivače u skladu sa zakonom i ispunjavati standarde za ispuštanje.

2.3 Izbor procesa

S obzirom na karakteristike vinske otpadne vode, odabran je proces "A²O biološka kontaktna oksidacija", s razmjerom od 5 m³/d i površinom od 100 m². Prikazan je smjer toka otpadnih voda u postrojenju za prečišćavanje otpadnih vodaSlika 1.

2.4 Dizajn toka procesa

2.4.1 Pregled procesa

Kućna otpadna voda projekta prolazi kroz septičku jamu za taloženje i predtretman filtracijom, a zatim zajedno sa proizvodnom otpadnom vodom prikupljenom u rezervoaru za skladištenje, prolazi kroz rešetku za filtriranje. Nakon filtriranja, pumpom za podizanje se šalje u rezervoar za izjednačavanje. Nakon homogenizacije i izjednačavanja u rezervoaru za izjednačavanje, ulazi u jedinicu za biološki tretman A²O. Ova jedinica uglavnom uključuje anaerobni rezervoar, anoksični rezervoar i aerobni rezervoar, gde se odvijaju biološke reakcije kao što su degradacija organske materije, nitrifikacija i denitrifikacija, te oslobađanje i upijanje fosfora za pročišćavanje kvaliteta vode iz kanalizacije.

2.4.2 Dizajn procesa

(1) Sedimentacija i filtracija septičke jame: Otpadne vode iz domaćinstava ulaze u septičku jamu kroz cjevovode. Septička jama koristi principe sedimentacije i anaerobne fermentacije za uklanjanje suspendiranih organskih tvari iz kućne kanalizacije.

(2) Spremnik za skladištenje: Proizvodna otpadna voda ulazi u rezervoar kroz cjevovode za skladištenje. Spremnik za skladištenje ima zatvoreni pravougaoni dizajn, koji može efikasno izbjeći emisiju mirisnih plinova.

(3) Bar sito: Uglavnom filtrira velike suspendirane čvrste tvari u otpadnoj vodi kako bi se osigurao nesmetan rad pumpnih jedinica i naknadnih struktura i opreme za tretman.

(4) Rezervoar za izjednačavanje: Da bi se obezbedili najbolji uslovi za naknadni tretman, potrebno je prilagoditi protok i kvalitet vode otpadne vode. Homogenizacija i izjednačavanje protoka i kvaliteta vode ne samo da može poboljšati prečišćavanje otpadnih voda, smanjiti udarno opterećenje koje može nastati u fazi biohemijskog tretmana, razrijediti toksične tvari za mikroorganizme, već i kratkoročno ohladiti ispuštenu vodu visoke temperature. Regulator nivoa tečnosti se ugrađuje u rezervoar za izjednačavanje, a zatim se signal prenosi preko instrumenta za kontrolu nivoa tečnosti, a otpadna voda se podiznom pumpom šalje u anaerobni rezervoar.

(5) Anaerobni rezervoar: Anaerobni proces koristi niz vertikalno postavljenih pregrada kako bi tretirana otpadna voda tekla gore-dole duž pregrada u reaktoru. Uz pomoć biogasa koji se stvara u reaktoru tokom procesa obrade, mikrobne čvrste materije u reaktoru prolaze kroz ekspanziju i sedimentaciju gore-dole u svakom odeljku formiranom od pregrada. U ovom trenutku, tok vode u cijelom reaktoru kreće se horizontalno relativno malom brzinom. Budući da otpadna voda teče oko pregrada pod dejstvom pregrada, ukupna dužina protoka u reaktoru se povećava. Osim toga, zbog efekta blokiranja pregrada i taloženja mulja, biološke čvrste tvari se efikasno zadržavaju u reaktoru. Ovaj proces također zahtijeva cirkulacijsko grijanje. Otpadna voda ostaje u ovom rezervoaru 4 sata radi tretmana.

(6) Anoksični i aerobni rezervoari: Ovaj proces koristi biološki indukovano modifikovano punilo kao jezgro. Promjenom mikrookruženja, bakterijski sojevi se induciraju da mutiraju u zadanom smjeru, tako da se anaerobne bakterije koje oksidiraju amonijak kontinuirano razmnožavaju, postižući stabilnu anaerobnu oksidaciju amonijaka. Ovaj proces ne zahtijeva hemijsko dodavanje, uglavnom izaziva genetsku varijaciju mikroorganizama. Aerobni biohemijski rezervoar je napunjen šupljim dvosfernim biološkim pakovanjem, tako da se aerobni i anaerobni procesi odvijaju istovremeno. Otpadna voda ostaje u anoksičnom rezervoaru 4 sata, a zatim ulazi u aerobni rezervoar na tretman, sa vremenom tretmana od oko 8 sati.

(7) Sekundarni taložnik: Nakon anoksičnog i aerobnog tretmana, otpadna voda sama teče u ovaj rezervoar. U ovom rezervoaru se taloži velika količina izgubljenog aktivnog mulja i otpalog bakterijskog filma. Talog se periodično ispumpava povratnom pumpom i vraća u anaerobni rezervoar za dalju obradu anaerobnom digestijom, smanjujući sadržaj organske materije i suspendovanih čvrstih materija u ispuštenoj otpadnoj vodi. Nakon sedimentacije, mulj se vraća u anoksični rezervoar za ponovnu upotrebu, a otpadna voda zatim kroz cjevovode ulazi u rezervoar čiste vode. Otpadna voda ostaje u ovom rezervoaru 2 sata.

(8) Rezervoar čiste vode: Nakon tretmana, otpadna voda ulazi u rezervoar čiste vode radi ultraljubičaste dezinfekcije. Ovaj rezervoar služi za skladištenje prečišćene otpadne vode koja zadovoljava standarde. Otpadne vode 达标 se mogu koristiti za navodnjavanje šumskog drveća kap po kap.

Prikazani su tok procesa i tačke stvaranja zagađenja postrojenja za prečišćavanje otpadnih vodaSlika 2.

3 Rezultati i analiza

Obim postrojenja za prečišćavanje otpadnih voda projekta je 5 m³/d, a proces prečišćavanja je „A²O biološki kontaktni proces oksidacije“. Kroz praćenje operativnih rezultata procesa prikazani su glavni parametri kvaliteta vodeTabela 2. Kvalitet otpadne vode zadovoljava standard za suhu poljoprivredu u "Standardu kvaliteta vode za navodnjavanje na farmi" (GB5084-2005). Otpadne vode se koriste za navodnjavanje šumskog drveća kap po kap, osiguravajući da preduzeće ispušta zagađujuće materije u skladu sa zakonom i ispunjava standarde ispuštanja, sa visokim ekonomskim koristima i perspektivama.

4 Zaključak

U ovom radu, prema karakteristikama vinske otpadne vode, fleksibilno je odabran A²O proces biološke kontaktne oksidacije kao temeljni proces za relevantno inženjersko projektovanje. Podaci praćenja rada pokazuju da se organska otpadna voda visoke koncentracije koja sadrži vino može efikasno tretirati ovim procesom, a kvalitet otpadne vode je značajno poboljšan. Proces biološke kontaktne oksidacije A²O ima prednosti visoke efikasnosti uklanjanja COD-a i amonijačnog azota, stabilnog rada, jake otpornosti na udarno opterećenje, praktičnog rada i upravljanja i niskih operativnih troškova. To je trend razvoja tehnologije obrade otpadnih voda u proizvodnji vina. Ovaj rad pruža izvodljivo rješenje i stabilnu i pouzdanu referencu procesa za tretman vinskih otpadnih voda, te ima određenu primjenu i značaj inženjerskih smjernica.