Очищення стічних вод вина з використанням процесу біологічного контактного окислення A²O: інженерний дизайн і приклад застосування

1 Небезпека, джерела та характеристики виноробних стічних вод

Із зростанням економіки Китаю та збільшенням доходу на душу населення рівень споживання китайського ринку вина швидко покращився, виноробна промисловість швидко розвивалася, і з’явилася велика кількість виноробень. У той же час процвітаюче виробництво вина породило велику кількість стічних вод. Оскільки ці підприємства здебільшого розташовані у віддалених приміських районах, де відсутні повні дренажні споруди, пряме скидання органічних забруднювачів високої-концентрації, що містять цукор, спирти та сполуки органічних кислот, серйозно впливає на довкілля.

Загальний процес виробництва вина виглядає приблизно так:

сортування та видалення плодів → дроблення → спиртове бродіння → пресування → яблучно-молочне бродіння → змішування → витримка → стабілізація → розлив → готовий продукт. Скидаються стічні води в основному з дроблення, пресування, бродіння, очищення та інших стадій під час обробки. Стічні води виробництва вина мають високу концентрацію, високу кольоровість, високу SS і труднощі з осіданням зважених речовин. Якість її води зазвичай кисла, і якість і кількість води сильно коливаються протягом сезону переробки, демонструючи очевидні сезонні зміни між сезоном нагнітання та сезоном без нагнітання.

2 Проектування технологічного процесу

2.1 Передумови проекту та перевірка якості води

Виноробна компанія в Нінся-виробляє вино. Стічні води, що утворюються під час виробництва та експлуатації, в основному надходять із дренажу цеху та очисних резервуарів для вина, що містить певну кількість вина, без спеціальних промислових стічних вод. Стічні води належать до біологічно розкладаних стічних вод із високою-концентрацією органіки та побутових стічних вод. Випробувані параметри якості води наведені вТаблиця 1.

2.2 Цілі проектування

Цей проект має намір прийняти відповідний процес. Мета проекту полягає в тому, щоб після очищення утворені стічні води та побутові стічні води відповідали стандарту якості води для «сухого землеробського зрошення» в «Стандарті якості води для зрошення сільськогосподарських угідь» (GB5084-2005), щоб підприємство могло скидати забруднюючі речовини відповідно до закону та відповідати стандартам скидів.

2.3 Вибір процесу

З огляду на характеристики виноробних стічних вод, було обрано процес «біологічного контактного окислення A²O» з масштабом 5 м³/день і площею підлоги 100 м². Напрямок потоку стічних вод очисної споруди показано намалюнок 1.

2.4 Проектування технологічного процесу

2.4.1 Огляд процесу

Побутові стічні води проекту проходять через септичну ємність для відстоювання та фільтраційної попередньої обробки, а потім разом із виробничими стічними водами, що збираються в накопичувальному резервуарі, проходять через решітку для фільтрації. Після фільтрації він направляється підйомним насосом у вирівнювальний резервуар. Після гомогенізації та вирівнювання у вирівнювальному резервуарі він надходить на блок біологічної очистки A²O. Ця установка в основному включає анаеробний резервуар, безкисневий резервуар і аеробний резервуар, де відбуваються біологічні реакції, такі як розкладання органічних речовин, нітрифікація та денітрифікація, а також виділення та поглинання фосфору для очищення якості води стічних вод.

2.4.2 Проектування процесу

(1) Осадження та фільтрація септика: побутові стічні води надходять у септик через трубопроводи. Септик використовує принципи седиментації та анаеробного бродіння для видалення зважених органічних речовин із побутових стічних вод.

(2) Накопичувальний резервуар: Виробничі стічні води надходять у накопичувальний резервуар через трубопроводи для зберігання. Резервуар для зберігання має замкнуту прямокутну конструкцію, яка може ефективно уникнути викиду неприємних газів.

(3) Стрічка: головним чином фільтрує великі зважені тверді речовини у стічній воді, щоб забезпечити безперебійну роботу насосних агрегатів і наступних очисних споруд і обладнання.

(4) Вирівнювальний резервуар: щоб забезпечити найкращі умови для подальшого очищення, потрібно відрегулювати швидкість потоку та якість води стічних вод. Гомогенізація та вирівнювання швидкості потоку та якості води може не лише покращити очисність стічних вод, зменшити ударне навантаження, яке може виникнути під час етапу біохімічного очищення, розбавити токсичні речовини для мікроорганізмів, але й охолодити високо{2}}температурну воду, що скидається, за короткий термін. Контролер рівня рідини встановлюється в резервуар вирівнювання, а потім сигнал передається через прилад контролю рівня рідини, і стічна вода направляється підйомним насосом в анаеробний резервуар.

(5) Анаеробний резервуар: анаеробний процес використовує низку вертикально встановлених перегородок, щоб очищена стічна вода текла вгору та вниз уздовж перегородок у реакторі. За допомогою біогазу, що утворюється в реакторі під час процесу очищення, мікробні тверді речовини в реакторі зазнають розширення та осідання вгору та вниз у кожному відділенні, утвореному перегородками. У цей час потік води у всьому реакторі рухається горизонтально з відносно повільною швидкістю. Оскільки стічна вода обтікає перегородки під дією перегородок, загальна довжина шляху потоку в реакторі збільшується. Крім того, завдяки блокуючому ефекту перегородок і осіданню осаду тверді біологічні речовини ефективно утримуються в реакторі. Цей процес також вимагає циркуляційного опалення. Стічні води залишаються в цьому резервуарі 4 години для очищення.

(6) Аноксидні та аеробні резервуари: цей процес використовує біологічно індукований модифікований наповнювач як серцевину. Змінюючи мікрооточення, штами бактерій спонукають мутувати в заданому напрямку, так що анаеробні бактерії, що окиснюють аміак, постійно розмножуються, досягаючи стабільного анаеробного окислення аміаку. Цей процес не потребує хімічного додавання, головним чином індукуючи генетичну варіацію мікроорганізмів. Аеробний біохімічний резервуар заповнений порожнистою дво-сферичною біологічною упаковкою, так що аеробні та анаеробні процеси протікають одночасно. Стічні води залишаються в безкисневому резервуарі протягом 4 годин, а потім надходять в аеробний резервуар для обробки з часом обробки приблизно 8 годин.

(7) Вторинний відстійник: після безкисневої та аеробної обробки стічні води самостійно надходять у цей резервуар. У цьому резервуарі осідає велика кількість втраченого активного мулу та відпали-бактеріальної плівки. Осад періодично відкачується зворотним насосом і повертається в анаеробну ємність для подальшої обробки анаеробним зброджуванням, що знижує вміст органічних речовин і завислих речовин у стічних водах, що скидаються. Після відстоювання осад повертається в безкисневий резервуар для повторного використання, а потім стічні води надходять у резервуар для чистої води через трубопроводи. Стічні води залишаються в цьому резервуарі 2 години.

(8) Резервуар для чистої води: після очищення стічна вода потрапляє в резервуар для чистої води для ультрафіолетової дезінфекції. Цей резервуар служить для зберігання очищених стічних вод, які відповідають стандартам. Стічні води 达标 можна використовувати для крапельного зрошення лісових дерев.

Технологічний хід і точки утворення забруднень очисної споруди показано намалюнок 2.

3 Результати та аналіз

Масштаб очисної споруди проекту становить 5 м³/добу, а процес очищення є «процесом біологічного контактного окислення A²O». За допомогою моніторингу результатів роботи процесу відображаються основні параметри якості водиТаблиця 2. Якість стічної води відповідає стандарту сухого землеробства в «Стандарті якості води для зрошення сільськогосподарських угідь» (GB5084-2005). Стічні води використовуються для крапельного зрошення лісових дерев, забезпечуючи скидання забруднюючих речовин підприємством відповідно до законодавства та відповідність стандартам скидів, з високою економічною вигодою та перспективами.

4 Висновок

У цьому документі, відповідно до характеристик виноробних стічних вод, процес біологічного контактного окислення A²O був гнучко обраний як основний процес для відповідного інженерного проектування. Дані моніторингу роботи показують, що стічні води з високою-концентрацією органічних речовин, які містять вино, можна ефективно очищати за допомогою цього процесу, а якість стічних вод значно покращується. Процес біологічного контактного окислення A²O має такі переваги, як висока ефективність видалення ХПК та аміачного азоту, стабільна робота, сильна стійкість до ударних навантажень, зручна робота та керування, а також низькі експлуатаційні витрати. Це тенденція розвитку технології очищення стічних вод виробництва вина. У цьому документі представлено можливе рішення та стабільний і надійний еталонний технологічний процес для очищення стічних вод від виноробства, він має певну прикладну цінність та значення для інженерних інструкцій.