Очистка винных сточных вод с использованием процесса биологического контактного окисления A²O: инженерный проект и практический пример применения

1 Опасности, источники и характеристики сточных вод виноделия

С ростом экономики Китая и увеличением дохода на душу населения уровень потребления на винном рынке Китая быстро улучшился, винная промышленность быстро развивалась, и появилось большое количество винодельческих предприятий. В то же время процветающее производство вина привело к образованию большого количества сточных вод. Поскольку эти предприятия в основном расположены в отдаленных пригородных районах и не имеют полноценной дренажной системы, прямой сброс органических загрязнителей высокой-концентрации, содержащих сахара, спирты и соединения органических кислот, серьезно влияет на окружающую среду.

Общая технологическая схема производства вина выглядит примерно так:

сортировка и очистка гребней → дробление → спиртовое брожение → прессование → яблочно-молочное брожение → купажирование → выдержка → стабилизация → розлив → готовый продукт. Сбрасываемые сточные воды в основном поступают на дробление, прессование, ферментацию, очистку и другие этапы обработки. Сточные воды винодельческого производства характеризуются высокой концентрацией, высокой цветностью, высоким содержанием взвешенных веществ и сложностью осаждения взвешенных веществ. Качество воды обычно кислое, а качество и количество воды сильно колеблется в течение сезона обработки, демонстрируя очевидные сезонные изменения между сезоном прессования и сезоном не-прессования.

2 Разработка технологического процесса

2.1 Предыстория проекта и тестирование качества поступающей воды

Винная компания, расположенная в Нинся, занимается-производством вина. Сточные воды, образующиеся в процессе производства и эксплуатации, в основном поступают из канализации цехов и винных резервуаров, содержащих определенное количество вина, без каких-либо специальных промышленных сточных вод. Сточные воды относятся к биоразлагаемым органическим сточным водам с высокой-концентрацией и бытовым сточным водам. Проверенные параметры качества воды показаны на рис.Таблица 1.

2.2 Цели проектирования

Этот проект намерен внедрить соответствующий процесс. Цель проекта состоит в том, чтобы после очистки образующиеся сточные воды и бытовые сточные воды соответствовали стандарту качества воды для «сухого орошения» в «Стандарте качества воды для орошения сельскохозяйственных угодий» (GB5084-2005), чтобы предприятие могло сбрасывать загрязняющие вещества в соответствии с законом и соответствовать стандартам сброса.

2.3 Выбор процесса

Учитывая характеристики винных сточных вод, был выбран процесс «Биологическое контактное окисление A²O» с производительностью 5 м³/день и площадью 100 м². Направление потока сточных вод очистного сооружения показано на рис.Рисунок 1.

2.4 Разработка технологического процесса

2.4.1 Обзор процесса

Бытовые сточные воды проекта проходят через септик для отстаивания и предварительной фильтрационной очистки, а затем вместе с производственными сточными водами, собранными в накопительной емкости, проходят через решетчатое сито для фильтрации. После фильтрации он направляется подъемным насосом в уравнительный бак. После гомогенизации и выравнивания в уравнительной емкости он поступает на установку биологической очистки A²O. Эта установка в основном включает в себя анаэробный резервуар, бескислородный резервуар и аэробный резервуар, в которых происходят биологические реакции, такие как разложение органических веществ, нитрификация и денитрификация, а также высвобождение и поглощение фосфора для очистки сточных вод.

2.4.2 Проектирование процесса

(1) Отстойник и фильтрация септика: бытовые сточные воды попадают в септик по трубопроводам. Септик использует принципы седиментации и анаэробного брожения для удаления взвешенных органических веществ из бытовых сточных вод.

(2) Резервуар для хранения: Производственные сточные воды поступают в резервуар для хранения по трубопроводам для хранения. Резервуар для хранения имеет закрытую прямоугольную конструкцию, что позволяет эффективно избежать выброса неприятных газов.

(3) Решетчатый фильтр: в основном фильтрует крупные взвешенные твердые частицы в сточных водах, обеспечивая бесперебойную работу насосных агрегатов и последующих очистных сооружений и оборудования.

(4) Уравнительный резервуар: чтобы обеспечить наилучшие условия для последующей очистки, необходимо отрегулировать расход и качество сточных вод. Гомогенизация и выравнивание расхода и качества воды позволяют не только улучшить очистку сточных вод, снизить ударную нагрузку, которая может возникнуть на этапе биохимической очистки, разбавить токсичные для микроорганизмов вещества, но и за короткий срок охладить сбрасываемую высокотемпературную воду. В уравнительной емкости устанавливается регулятор уровня жидкости, затем сигнал передается через прибор контроля уровня жидкости, и сточные воды подъемным насосом направляются в анаэробный резервуар.

(5) Анаэробный резервуар. В анаэробном процессе используется ряд вертикально установленных перегородок, которые заставляют очищенные сточные воды течь вверх и вниз вдоль перегородок в реакторе. С помощью биогаза, образующегося в реакторе в процессе очистки, твердые микробные частицы в реакторе подвергаются расширению и седиментации, перемещаясь вверх и вниз в каждом отсеке, образованном перегородками. В это время поток воды во всем реакторе движется горизонтально с относительно медленной скоростью. Поскольку сточные воды обтекают перегородки под действием перегородок, общая длина пути потока в реакторе увеличивается. Кроме того, благодаря блокирующему эффекту перегородок и осаждению ила биологические твердые вещества эффективно удерживаются в реакторе. Этот процесс также требует циркуляционного нагрева. Сточные воды остаются в этом резервуаре в течение 4 часов для очистки.

(6) Бескислородные и аэробные резервуары: в этом процессе в качестве сердцевины используется биологически модифицированный наполнитель. Изменяя микроокружение, бактериальные штаммы мутируют в заданном направлении, так что анаэробные бактерии, окисляющие аммиак, непрерывно размножаются, достигая стабильного анаэробного окисления аммиака. Этот процесс не требует добавления химических веществ, главным образом вызывая генетическую изменчивость микроорганизмов. Аэробный биохимический резервуар заполнен полой двухсферной биологической насадкой, благодаря чему аэробные и анаэробные процессы протекают одновременно. Сточные воды остаются в бескислородном резервуаре в течение 4 часов, а затем поступают в аэробный резервуар для очистки, время очистки составляет около 8 часов.

(7) Вторичный отстойник: после бескислородной и аэробной очистки сточные воды сами попадают в этот резервуар. В этом резервуаре оседает большое количество потерянного активного ила и отвалившейся-бактериальной пленки. Осадок периодически откачивается обратным насосом и возвращается в анаэробный резервуар для дальнейшей анаэробной обработки, снижающей содержание органических веществ и взвешенных веществ в сбрасываемых сточных водах. После осаждения осадок возвращается в бескислородный резервуар для повторного использования, а затем сточные воды по трубопроводам попадают в резервуар чистой воды. Сточные воды остаются в этом резервуаре в течение 2 часов.

(8) Резервуар для чистой воды: после очистки сточные воды поступают в резервуар для чистой воды для ультрафиолетовой дезинфекции. Этот резервуар служит для хранения очищенных сточных вод, соответствующих нормам. Очищенные сточные воды можно использовать для капельного орошения лесных деревьев.

Технологические потоки и точки образования загрязнений очистных сооружений показаны на рис.Рисунок 2.

3 Результаты и анализ

Производительность очистных сооружений проекта составляет 5 м³/сут, а процесс очистки представляет собой «процесс биологического контактного окисления A²O». Посредством мониторинга результатов работы процесса основные параметры качества воды отображаются наТаблица 2. Качество сточных вод соответствует стандарту сухого земледелия «Стандарту качества воды для орошения сельскохозяйственных угодий» (GB5084-2005). Сточные воды используются для капельного орошения лесных деревьев, гарантируя, что предприятие сбрасывает загрязняющие вещества в соответствии с законодательством и соответствует нормам сброса, что дает высокую экономическую выгоду и перспективы.

4 Заключение

В этой статье, в соответствии с характеристиками винных сточных вод, процесс биологического контактного окисления A²O был выбран в качестве основного процесса для соответствующего инженерного проектирования. Данные мониторинга эксплуатации показывают, что с помощью этого процесса можно эффективно очищать сточные воды с высокой-органической концентрацией, содержащие вино, и качество сточных вод значительно улучшается. Процесс биологического контактного окисления A²O имеет такие преимущества, как высокая эффективность удаления ХПК и аммиачного азота, стабильная работа, устойчивость к сильным ударным нагрузкам, удобство эксплуатации и управления, а также низкие эксплуатационные расходы. Это тенденция развития технологии очистки сточных вод винодельческого производства. В этом документе представлено осуществимое решение, а также стабильный и надежный процесс очистки сточных вод винодельческих предприятий, а также имеется определенная прикладная ценность и важное инженерное руководство.