Behandling av vinavløpsvann ved bruk av A²O biologisk kontaktoksidasjonsprosess: Kasusstudie for teknisk design og bruk

1 Farer, kilder og egenskaper ved vinavløpsvann

Med veksten i Kinas økonomi og økningen i inntekt per innbygger har forbruksnivået i Kinas vinmarked raskt forbedret seg, vinindustrien har utviklet seg raskt, og et stort antall vinprodusenter har dukket opp. Samtidig har den blomstrende produksjonen av vin generert store mengder avløpsvann. Siden disse foretakene for det meste er lokalisert i avsidesliggende forstadsområder og mangler komplette dreneringsanlegg, påvirker direkte utslipp av høy-konsentrasjon av organiske miljøgifter som inneholder sukker, alkoholer og organiske syreforbindelser miljøet alvorlig.

Den generelle prosessflyten for vinproduksjon er omtrent:

sortering og avstilkning → knusing → alkoholisk gjæring → pressing → malolaktisk gjæring → blanding → aldring → stabilisering → tapping → ferdig produkt. Avløpsvannet som slippes ut kommer hovedsakelig fra knusing, pressing, gjæring, rensing og andre stadier under behandlingen. Avløpsvann fra vinproduksjon har egenskapene til høy konsentrasjon, høy kromatisering, høy SS og vanskeligheter med å sedimentere suspendert materiale. Vannkvaliteten er vanligvis sur, og vannkvaliteten og -mengden svinger mye i løpet av prosesssesongen, og viser tydelige sesongmessige endringer mellom pressesesongen og ikke-pressingssesongen.

2 Prosessflytdesign

2.1 Prosjektbakgrunn og innflytende vannkvalitetstesting

Et vinselskap lokalisert i Ningxia er en{0}}vinprodusent. Avløpsvannet som genereres under produksjon og drift kommer hovedsakelig fra drenering av verksted og vintankrengjøring, som inneholder en viss mengde vin, uten spesielt industrielt avløpsvann. Avløpsvannet tilhører biologisk nedbrytbart høy-konsentrasjonsorganisk avløpsvann og husholdningskloakk. Vannkvalitetsparametrene som er testet vises iTabell 1.

2.2 Designmål

Dette prosjektet har til hensikt å ta i bruk en relevant prosess. Designmålet er at etter behandling vil det genererte avløpsvannet og husholdningsavløpet oppfylle vannkvalitetsstandarden "tørr oppdrettsvanning" i "Farmland Irrigation Water Quality Standard" (GB5084-2005), slik at bedriften kan slippe ut forurensninger i henhold til loven og oppfylle utslippsstandardene.

2.3 Prosessvalg

Med tanke på egenskapene til vinavløpsvann ble prosessen "A²O biologisk kontaktoksidasjon" valgt, med en skala på 5 m³/d og et gulvareal på 100 m². Avløpsvannets strømningsretning for avløpsrenseanlegget er vist iFigur 1.

2.4 Prosessflytdesign

2.4.1 Prosessoversikt

Husholdningsavløpsvannet til prosjektet passerer gjennom en septiktank for sedimentering og filtreringsforbehandling, og passerer deretter sammen med produksjonsavløpsvannet som samles opp i lagertanken, gjennom en stangskjerm for filtrering. Etter filtrering sendes den med en løftepumpe til utjevningstanken. Etter homogenisering og utjevning i utjevningstanken går den inn i den biologiske behandlingsenheten A²O. Denne enheten omfatter i hovedsak en anaerob tank, en anoksisk tank og en aerob tank, hvor biologiske reaksjoner som nedbrytning av organisk materiale, nitrifikasjon og denitrifikasjon, samt fosforutslipp og -opptak skjer for å rense vannkvaliteten i kloakken.

2.4.2 Prosessdesign

(1) Sedimentering og filtrering av septiktank: Husholdningsavløpsvann kommer inn i septiktanken gjennom rørledninger. Septiktanken bruker prinsippene for sedimentering og anaerob gjæring for å fjerne suspendert organisk materiale fra husholdningskloakk.

(2) Lagertank: Produksjonsavløpsvann kommer inn i lagertanken gjennom rørledninger for lagring. Lagringstanken har en lukket rektangulær design, som effektivt kan unngå utslipp av luktende gasser.

(3) Barskjerm: Filtrerer hovedsakelig store suspenderte stoffer i avløpsvannet for å sikre jevn drift av pumpeenhetene og påfølgende behandlingsstrukturer og utstyr.

(4) Utjevningstank: For å gi de beste forutsetningene for etterbehandling, må strømningshastigheten og vannkvaliteten til avløpsvannet justeres. Homogenisering og utjevning av strømningshastighet og vannkvalitet kan ikke bare forbedre rensbarheten til avløpsvannet, redusere støtbelastningen som kan oppstå under det biokjemiske behandlingsstadiet, fortynne giftige stoffer for mikroorganismer, men også kjøle ned høy-temperaturvann som slippes ut på kort sikt. En væskenivåkontroller er installert i utjevningstanken, og deretter sendes et signal gjennom væskenivåkontrollinstrumentet, og avløpsvannet sendes av løftepumpen til den anaerobe tanken.

(5) Anaerob tank: Den anaerobe prosessen bruker en serie vertikalt installerte ledeplater for å få det behandlede avløpsvannet til å strømme opp og ned langs ledeplatene i reaktoren. Ved hjelp av biogassen som genereres i reaktoren under behandlingsprosessen, gjennomgår de mikrobielle faststoffene i reaktoren ekspansjons- og sedimentasjonsbevegelser opp og ned i hvert rom som dannes av ledeplatene. På dette tidspunktet beveger vannstrømmen i hele reaktoren seg horisontalt med relativt lav hastighet. Fordi avløpsvannet strømmer rundt ledeplatene under påvirkning av ledeplatene, øker den totale lengden av strømningsbanen i reaktoren. I tillegg, på grunn av blokkeringseffekten til ledeplatene og sedimenteringen av slam, holdes de biologiske faststoffene effektivt tilbake i reaktoren. Denne prosessen krever også sirkulerende oppvarming. Avløpsvannet blir i denne tanken i 4 timer for behandling.

(6) Anoksiske og aerobe tanker: Denne prosessen bruker biologisk indusert modifisert fyllstoff som kjernen. Ved å endre mikromiljøet induseres bakteriestammene til å mutere i en bestemt retning, slik at de anaerobe ammoniakkoksiderende bakteriene kontinuerlig formerer seg, og oppnår stabil anaerob ammoniakkoksidasjon. Denne prosessen krever ikke kjemisk tilsetning, hovedsakelig induserer genetisk variasjon av mikroorganismer. Den aerobe biokjemiske tanken er fylt med hul dobbel-sfære biologisk pakking, slik at aerobe og anaerobe prosesser foregår samtidig. Avløpsvannet blir værende i den anoksiske tanken i 4 timer og går deretter inn i den aerobe tanken for behandling, med en behandlingstid på ca. 8 timer.

(7) Sedimentasjonstank: Etter anoksisk og aerob behandling, strømmer avløpsvannet inn i denne tanken av seg selv. En stor mengde tapt aktivert slam og falt-av bakteriefilm legger seg i denne tanken. Sedimentet pumpes med jevne mellomrom ut av en returpumpe og returneres til den anaerobe tanken for videre anaerob fordøyelsesbehandling, noe som reduserer innholdet av organisk materiale og suspendert stoff i avløpsvannet som slippes ut. Etter sedimentering føres slammet tilbake til den anoksiske tanken for gjenbruk, og avløpsvannet kommer deretter inn i rentvannstanken gjennom rørledninger. Avløpsvannet blir liggende i denne tanken i 2 timer.

(8) Rentvannstank: Etter behandling kommer avløpsvannet inn i rentvannstanken for ultrafiolett desinfeksjon. Denne tanken tjener til å lagre det behandlede avløpsvannet som oppfyller standardene. Avløpsvannet kan brukes til dryppvanning av skogtrær.

Prosessflyten og forurensningsgenereringspunktene til avløpsrenseanlegget er vist iFigur 2.

3 Resultater og analyse

Skalaen til prosjektets kloakkbehandlingsanlegg er 5 m³/d, og renseprosessen er "A²O biologisk kontaktoksidasjonsprosess". Gjennom overvåking av operasjonsresultatene til prosessen vises de viktigste vannkvalitetsparametrene iTabell 2. Avløpsvannkvaliteten oppfyller standarden for tørr oppdrett i "Farmland Irrigation Water Quality Standard" (GB5084-2005). Avløpsvannet brukes til dryppvanning av skogtrær, og sikrer at virksomheten slipper ut forurensninger i henhold til loven og oppfyller utslippsstandardene, med høye økonomiske fordeler og utsikter.

4 Konklusjon

I denne artikkelen, i henhold til egenskapene til vinavløpsvann, ble den biologiske kontaktoksidasjonsprosessen A²O fleksibelt valgt som kjerneprosessen for relevant ingeniørdesign. Driftsovervåkingsdata viser at det høykonsentrerte organiske avløpsvannet som inneholder vin kan behandles effektivt ved denne prosessen, og avløpsvannkvaliteten er betydelig forbedret. Den biologiske kontaktoksidasjonsprosessen A²O har fordelene med høy fjerningseffektivitet for COD og ammoniakknitrogen, stabil drift, sterk slagbelastningsmotstand, praktisk drift og styring og lave driftskostnader. Det er utviklingstrenden for vinproduksjonsteknologi for avløpsvannbehandling. Denne artikkelen gir en gjennomførbar løsning og en stabil og pålitelig prosessreferanse for behandling av vinavløpsvann, og har en viss bruksverdi og teknisk veiledningsbetydning.