Tractament d'aigües residuals del vi mitjançant el procés d'oxidació de contacte biològic A²O: disseny d'enginyeria i estudi de cas d'aplicació

1 Perills, fonts i característiques de les aigües residuals del vi

Amb el creixement de l'economia de la Xina i l'augment de la renda per càpita, el nivell de consum del mercat del vi de la Xina ha millorat ràpidament, la indústria del vi s'ha desenvolupat ràpidament i han sorgit un gran nombre de cellers. Al mateix temps, la florida producció de vi ha generat una gran quantitat d'aigües residuals. Com que aquestes empreses es troben majoritàriament en zones suburbanes remotes, sense instal·lacions completes de drenatge, l'abocament directe de contaminants orgànics d'alta concentració que contenen sucres, alcohols i compostos d'àcids orgànics afecta greument el medi ambient.

El flux general del procés de producció de vi és aproximadament:

classificació i desrapat → trituració → fermentació alcohòlica → premsat → fermentació malolàctica → assemblatge → criança → estabilització → embotellat → producte acabat. Les aigües residuals abocades provenen principalment de la trituració, premsat, fermentació, neteja i altres etapes durant el processament. Les aigües residuals de producció de vi tenen les característiques d'alta concentració, alt croma, alt SS i dificultat per a la decantació de la matèria en suspensió. La seva qualitat de l'aigua sol ser àcida, i la qualitat i la quantitat de l'aigua fluctuen molt durant la temporada de processament, mostrant canvis estacionals evidents entre la temporada de premsat i la temporada de no premsat.

2 Disseny de flux de procés

2.1 Antecedents del projecte i proves de qualitat de l'aigua d'influència

Una empresa de vins ubicada a Ningxia és una empresa vinícola. Les aigües residuals generades durant la producció i l'explotació provenen principalment del drenatge de neteja de tallers i dipòsits de vi, que contenen una certa quantitat de vi, sense aigües residuals industrials especials. Les aigües residuals pertanyen a aigües residuals orgàniques biodegradables d'alta concentració i aigües residuals domèstiques. Els paràmetres de qualitat de l'aigua provats es mostren aTaula 1.

2.2 Objectius de disseny

Aquest projecte pretén adoptar un procés rellevant. L'objectiu del disseny és que, després del tractament, les aigües residuals generades i les aigües residuals domèstiques compleixin l'estàndard de qualitat de l'aigua de "reg de cultiu en sec" a la "Norma de qualitat de l'aigua de reg de terres de conreu" (GB5084-2005), de manera que l'empresa pugui abocar contaminants d'acord amb la llei i complir les normes d'abocament.

2.3 Selecció del procés

Tenint en compte les característiques de les aigües residuals vitivinícoles, s'ha seleccionat el procés d'"oxidació de contacte biològic A²O", amb una escala de 5 m³/d i una superfície de 100 m². Es mostra la direcció del flux d'aigües residuals de la instal·lació de tractament d'aigües residualsFigura 1.

2.4 Disseny de flux de procés

2.4.1 Visió general del procés

Les aigües residuals domèstiques del projecte passen per una fossa sèptica per a la sedimentació i el pretractament de filtració, i després juntament amb les aigües residuals de producció recollides al dipòsit d'emmagatzematge, passen per una pantalla de barra per a la filtració. Després de la filtració, s'envia per una bomba elevadora al dipòsit d'equalització. Després de l'homogeneïtzació i l'equalització al dipòsit d'equalització, entra a la unitat de tractament biològic A²O. Aquesta unitat inclou principalment un dipòsit anaeròbic, un dipòsit anòxic i un dipòsit aeròbic, on tenen lloc reaccions biològiques com la degradació de la matèria orgànica, la nitrificació i desnitrificació, i l'alliberament i absorció de fòsfor per depurar la qualitat de l'aigua de les aigües residuals.

2.4.2 Disseny de processos

(1) Sedimentació i filtració de la fossa sèptica: les aigües residuals domèstiques entren a la fossa sèptica a través de canonades. La fossa sèptica utilitza els principis de la sedimentació i la fermentació anaeròbica per eliminar la matèria orgànica en suspensió de les aigües residuals domèstiques.

(2) Dipòsit d'emmagatzematge: les aigües residuals de producció entren al dipòsit d'emmagatzematge a través de canonades per a l'emmagatzematge. El dipòsit d'emmagatzematge adopta un disseny rectangular tancat, que pot evitar eficaçment l'emissió de gasos olorosos.

(3) Pantalla de barra: filtra principalment grans sòlids en suspensió a les aigües residuals per garantir el bon funcionament de les unitats de bomba i les estructures i equips de tractament posteriors.

(4) Dipòsit d'equalització: per tal de proporcionar les millors condicions per al tractament posterior, cal ajustar el cabal i la qualitat de l'aigua de les aigües residuals. L'homogeneïtzació i l'equiparació del cabal i la qualitat de l'aigua no només poden millorar la tractabilitat de les aigües residuals, reduir la càrrega d'impacte que es pot produir durant l'etapa de tractament bioquímic, diluir substàncies tòxiques per als microorganismes, sinó també refredar l'aigua a alta temperatura abocada a curt termini. S'instal·la un controlador de nivell de líquid al dipòsit d'equalització, i després es transmet un senyal a través de l'instrument de control de nivell de líquid i la bomba d'elevació envia les aigües residuals al dipòsit anaeròbic.

(5) Tanc anaeròbic: el procés anaeròbic utilitza una sèrie de deflectors instal·lats verticalment per fer que les aigües residuals tractades flueixin cap amunt i cap avall al llarg dels deflectors del reactor. Amb l'ajuda del biogàs generat al reactor durant el procés de tractament, els sòlids microbians del reactor experimenten moviments d'expansió i sedimentació amunt i avall en cada compartiment format pels deflectors. En aquest moment, el flux d'aigua a tot el reactor es mou horitzontalment a una velocitat relativament lenta. Com que les aigües residuals flueixen al voltant dels deflectors sota l'acció dels deflectors, la longitud total del recorregut del flux al reactor augmenta. A més, a causa de l'efecte de bloqueig dels deflectors i de la sedimentació dels fangs, els sòlids biològics es mantenen efectivament al reactor. Aquest procés també requereix calefacció circulant. Les aigües residuals romanen en aquest dipòsit durant 4 hores per al seu tractament.

(6) Tancs anòxics i aeròbics: aquest procés utilitza com a nucli un farciment modificat induït biològicament. En canviar el microambient, les soques bacterianes s'indueixen a mutar en una direcció determinada, de manera que els bacteris oxidants d'amoníac anaeròbics es multipliquen contínuament, aconseguint una oxidació anaeròbica estable de l'amoníac. Aquest procés no requereix addició química, induint principalment la variació genètica dels microorganismes. El dipòsit bioquímic aeròbic s'omple amb un embalatge biològic buit de doble esfera, de manera que els processos aeròbics i anaeròbics es desenvolupen simultàniament. Les aigües residuals romanen al dipòsit anòxic durant 4 hores i després entren al dipòsit aeròbic per al seu tractament, amb un temps de tractament d'unes 8 hores.

(7) Dipòsit de sedimentació secundari: després del tractament anòxic i aeròbic, les aigües residuals flueixen per si soles a aquest dipòsit. En aquest dipòsit s'instal·len una gran quantitat de fangs activats perduts i pel·lícula bacteriana caiguda. El sediment es bombeja periòdicament per una bomba de retorn i es retorna al dipòsit anaeròbic per a un tractament posterior de digestió anaeròbica, reduint el contingut de matèria orgànica i sòlids en suspensió a les aigües residuals abocades. Després de la sedimentació, els fangs es retornen al dipòsit anòxic per a la seva reutilització i les aigües residuals entren al dipòsit d'aigua neta a través de canonades. Les aigües residuals romanen en aquest dipòsit durant 2 hores.

(8) Dipòsit d'aigua neta: després del tractament, les aigües residuals entren al dipòsit d'aigua neta per a la desinfecció ultraviolada. Aquest dipòsit serveix per emmagatzemar les aigües residuals tractades que compleixen les normes. Les aigües residuals de 达标 es poden utilitzar per al reg per degoteig dels arbres forestals.

Es mostren el flux del procés i els punts de generació de contaminació de la depuradoraFigura 2.

3 Resultats i anàlisi

L'escala de la depuradora del projecte és de 5 m³/d, i el procés de tractament és el "procés d'oxidació per contacte biològic A²O". Mitjançant el seguiment dels resultats de l'operació del procés, es mostren els principals paràmetres de qualitat de l'aiguaTaula 2. La qualitat de l'aigua efluent compleix l'estàndard de secà de la "Norma de qualitat de l'aigua de reg de terres de conreu" (GB5084-2005). Les aigües residuals s'utilitzen per al reg per degoteig dels arbres forestals, assegurant que l'empresa aboca contaminants d'acord amb la llei i compleix els estàndards d'abocament, amb alts beneficis econòmics i perspectives.

4 Conclusió

En aquest article, d'acord amb les característiques de les aigües residuals del vi, el procés d'oxidació de contacte biològic A²O es va seleccionar de manera flexible com a procés bàsic per al disseny d'enginyeria rellevant. Les dades de seguiment de l'operació mostren que les aigües residuals orgàniques d'alta concentració que contenen vi es poden tractar eficaçment mitjançant aquest procés i la qualitat de l'aigua efluent millora molt. El procés d'oxidació de contacte biològic A²O té els avantatges d'una alta eficiència d'eliminació de COD i nitrogen d'amoníac, un funcionament estable, una forta resistència a la càrrega d'impacte, un funcionament i una gestió convenients i uns costos operatius baixos. És la tendència de desenvolupament de la tecnologia de tractament d'aigües residuals de producció de vi. Aquest document proporciona una solució factible i una referència de procés estable i fiable per al tractament d'aigües residuals vitivinícoles, i té un cert valor d'aplicació i una importància de guia d'enginyeria.