1 Κίνδυνοι, πηγές και χαρακτηριστικά των λυμάτων του κρασιού
Με την ανάπτυξη της οικονομίας της Κίνας και την αύξηση του κατά κεφαλήν εισοδήματος, το επίπεδο κατανάλωσης της αγοράς κρασιού της Κίνας έχει βελτιωθεί γρήγορα, η βιομηχανία κρασιού αναπτύχθηκε γρήγορα και ένας μεγάλος αριθμός οινοποιείων έχει εμφανιστεί. Ταυτόχρονα, η άνθηση της παραγωγής κρασιού έχει δημιουργήσει μεγάλη ποσότητα λυμάτων. Καθώς αυτές οι επιχειρήσεις βρίσκονται ως επί το πλείστον σε απομακρυσμένες προαστιακές περιοχές, χωρίς πλήρεις εγκαταστάσεις αποχέτευσης, η άμεση απόρριψη οργανικών ρύπων υψηλής-συγκέντρωσης που περιέχουν σάκχαρα, αλκοόλες και ενώσεις οργανικών οξέων επηρεάζει σοβαρά το περιβάλλον.
Η γενική ροή της διαδικασίας παραγωγής κρασιού είναι περίπου:
διαλογή και αφαίρεση του στελέχους → σύνθλιψη → αλκοολική ζύμωση → συμπίεση → μηλογαλακτική ζύμωση → ανάμειξη → παλαίωση → σταθεροποίηση → εμφιάλωση → τελικό προϊόν. Τα λύματα που απορρίπτονται προέρχονται κυρίως από τη σύνθλιψη, τη συμπίεση, τη ζύμωση, τον καθαρισμό και άλλα στάδια κατά την επεξεργασία. Τα λύματα παραγωγής κρασιού έχουν τα χαρακτηριστικά της υψηλής συγκέντρωσης, του υψηλού χρώματος, του υψηλού SS και της δυσκολίας καθίζησης αιωρούμενων υλών. Η ποιότητα του νερού του είναι συνήθως όξινη και η ποιότητα και η ποσότητα του νερού παρουσιάζουν μεγάλες διακυμάνσεις κατά τη διάρκεια της περιόδου επεξεργασίας, εμφανίζοντας εμφανείς εποχιακές αλλαγές μεταξύ της εποχής συμπίεσης και της περιόδου μη{3}}πήξης.
2 Σχεδιασμός ροής διαδικασίας
2.1 Έλεγχος ποιότητας υπόβαθρου έργου και εισροής νερού
Μια οινοποιία που βρίσκεται στη Ningxia είναι μια-επιχείρηση παραγωγής κρασιού. Τα λύματα που παράγονται κατά την παραγωγή και τη λειτουργία προέρχονται κυρίως από αποχέτευση καθαρισμού εργαστηρίου και δεξαμενής κρασιού, που περιέχουν συγκεκριμένη ποσότητα κρασιού, χωρίς ειδικά βιομηχανικά λύματα. Τα λύματα ανήκουν σε βιοαποδομήσιμα οργανικά λύματα υψηλής{3}συγκέντρωσης και οικιακά λύματα. Οι παράμετροι ποιότητας του νερού που δοκιμάστηκαν φαίνονται στοΠίνακας 1.
| Πίνακας 1 Παράμετροι ποιότητας νερού εισροής | |
| Παράμετρος | Αξία |
| CODcr | Λιγότερο ή ίσο με 2400 mg/L |
| BOD5 | Λιγότερο ή ίσο με 900 mg/L |
| SS | Λιγότερο ή ίσο με 800 mg/L |
2.2 Στόχοι σχεδιασμού
Το έργο αυτό σκοπεύει να υιοθετήσει σχετική διαδικασία. Στόχος του σχεδιασμού είναι μετά την επεξεργασία, τα παραγόμενα λύματα και τα οικιακά λύματα να πληρούν το πρότυπο ποιότητας του νερού "dry farming irrigation" στο "Farmland Irrigation Water Quality Standard" (GB5084-2005), ώστε η επιχείρηση να μπορεί να απορρίπτει ρύπους σύμφωνα με το νόμο και να πληροί τα πρότυπα απόρριψης.
2.3 Επιλογή διαδικασίας
Λαμβανομένων υπόψη των χαρακτηριστικών των λυμάτων του κρασιού, επιλέχθηκε η διαδικασία «οξείδωσης βιολογικής επαφής A²O», με κλίμακα 5 m³/d και επιφάνεια δαπέδου 100 m². Η κατεύθυνση ροής των λυμάτων της εγκατάστασης επεξεργασίας λυμάτων φαίνεται στοΕικόνα 1.
2.4 Σχεδιασμός ροής διεργασιών
2.4.1 Επισκόπηση διαδικασίας
Τα οικιακά λύματα του έργου διέρχονται από σηπτική δεξαμενή για προεπεξεργασία καθίζησης και διήθησης και στη συνέχεια μαζί με τα λύματα παραγωγής που συλλέγονται στη δεξαμενή αποθήκευσης, περνούν από ένα πλέγμα για διήθηση. Μετά το φιλτράρισμα, αποστέλλεται από μια αντλία ανύψωσης στη δεξαμενή εξισορρόπησης. Μετά την ομογενοποίηση και την εξίσωση στη δεξαμενή εξισορρόπησης, εισέρχεται στη μονάδα βιολογικού καθαρισμού A²O. Αυτή η μονάδα περιλαμβάνει κυρίως μια αναερόβια δεξαμενή, μια ανοξική δεξαμενή και μια αερόβια δεξαμενή, όπου πραγματοποιούνται βιολογικές αντιδράσεις όπως η αποικοδόμηση οργανικής ύλης, η νιτροποίηση και η απονιτροποίηση και η απελευθέρωση και πρόσληψη φωσφόρου για τον καθαρισμό της ποιότητας του νερού των λυμάτων.
2.4.2 Σχεδιασμός διαδικασίας
(1) Καθίζηση και διήθηση σηπτικής δεξαμενής: Τα οικιακά λύματα εισέρχονται στη σηπτική δεξαμενή μέσω αγωγών. Η σηπτική δεξαμενή χρησιμοποιεί τις αρχές της καθίζησης και της αναερόβιας ζύμωσης για την απομάκρυνση της αιωρούμενης οργανικής ύλης από τα οικιακά λύματα.
(2) Δεξαμενή αποθήκευσης: Τα λύματα παραγωγής εισέρχονται στη δεξαμενή αποθήκευσης μέσω αγωγών για αποθήκευση. Η δεξαμενή αποθήκευσης υιοθετεί ένα κλειστό ορθογώνιο σχέδιο, το οποίο μπορεί να αποφύγει αποτελεσματικά την εκπομπή οσμών αερίων.
(3) Οθόνη ράβδου: Φιλτράρει κυρίως μεγάλα αιωρούμενα στερεά στα λύματα για να εξασφαλίσει την ομαλή λειτουργία των μονάδων αντλίας και τις επακόλουθες δομές και εξοπλισμό επεξεργασίας.
(4) Δεξαμενή εξισορρόπησης: Προκειμένου να παρέχονται οι καλύτερες συνθήκες για μετέπειτα επεξεργασία, ο ρυθμός ροής και η ποιότητα του νερού των λυμάτων πρέπει να προσαρμοστούν. Η ομογενοποίηση και η εξίσωση του ρυθμού ροής και της ποιότητας του νερού όχι μόνο μπορεί να βελτιώσει την επεξεργασιμότητα των λυμάτων, να μειώσει το φορτίο κρούσης που μπορεί να προκύψει κατά το στάδιο της βιοχημικής επεξεργασίας, να αραιώσει τοξικές ουσίες για μικροοργανισμούς, αλλά και να ψύξει βραχυπρόθεσμα το νερό σε υψηλή{2} θερμοκρασία. Ένας ελεγκτής στάθμης υγρού εγκαθίσταται στη δεξαμενή εξισορρόπησης και στη συνέχεια μεταδίδεται ένα σήμα μέσω του οργάνου ελέγχου στάθμης υγρού και τα λύματα αποστέλλονται από την αντλία ανύψωσης στην αναερόβια δεξαμενή.
(5) Αναερόβια δεξαμενή: Η αναερόβια διαδικασία χρησιμοποιεί μια σειρά από κατακόρυφα εγκατεστημένα διαφράγματα για να κάνει τα επεξεργασμένα λύματα να ρέουν πάνω και κάτω κατά μήκος των διαφραγμάτων στον αντιδραστήρα. Με τη βοήθεια του βιοαερίου που παράγεται στον αντιδραστήρα κατά τη διαδικασία επεξεργασίας, τα μικροβιακά στερεά στον αντιδραστήρα υφίστανται κινήσεις διαστολής και καθίζησης πάνω και κάτω σε κάθε διαμέρισμα που σχηματίζεται από τα διαφράγματα. Αυτή τη στιγμή, η ροή του νερού σε ολόκληρο τον αντιδραστήρα κινείται οριζόντια με σχετικά χαμηλή ταχύτητα. Επειδή τα λύματα ρέουν γύρω από τα διαφράγματα υπό τη δράση των διαφραγμάτων, το συνολικό μήκος της διαδρομής ροής στον αντιδραστήρα αυξάνεται. Επιπρόσθετα, λόγω της επίδρασης αποκλεισμού των διαφραγμάτων και της καθίζησης της λάσπης, τα βιολογικά στερεά διατηρούνται αποτελεσματικά στον αντιδραστήρα. Αυτή η διαδικασία απαιτεί επίσης θέρμανση με κυκλοφορία. Τα λύματα παραμένουν σε αυτή τη δεξαμενή για 4 ώρες για επεξεργασία.
(6) Ανοξικές και αερόβιες δεξαμενές: Αυτή η διαδικασία χρησιμοποιεί βιολογικά επαγόμενο τροποποιημένο πληρωτικό ως πυρήνα. Με την αλλαγή του μικροπεριβάλλοντος, τα βακτηριακά στελέχη προκαλούνται να μεταλλάσσονται σε μια καθορισμένη κατεύθυνση, έτσι ώστε τα αναερόβια οξειδωτικά βακτήρια της αμμωνίας να πολλαπλασιάζονται συνεχώς, επιτυγχάνοντας σταθερή αναερόβια οξείδωση αμμωνίας. Αυτή η διαδικασία δεν απαιτεί χημική προσθήκη, προκαλώντας κυρίως γενετική παραλλαγή μικροοργανισμών. Η αερόβια βιοχημική δεξαμενή είναι γεμάτη με κοίλη διπλή-σφαίρα βιολογική συσκευασία, έτσι ώστε οι αερόβιες και αναερόβιες διεργασίες να πραγματοποιούνται ταυτόχρονα. Τα λύματα παραμένουν στην ανοξική δεξαμενή για 4 ώρες και στη συνέχεια εισέρχονται στην αερόβια δεξαμενή για επεξεργασία, με χρόνο επεξεργασίας περίπου 8 ώρες.
(7) Δεξαμενή δευτερογενούς καθίζησης: Μετά από ανοξική και αερόβια επεξεργασία, τα λύματα ρέουν σε αυτήν τη δεξαμενή από μόνα τους. Μεγάλη ποσότητα χαμένης ενεργοποιημένης λάσπης και πεσμένης-βακτηριακής μεμβράνης εγκαθίσταται σε αυτή τη δεξαμενή. Το ίζημα αντλείται περιοδικά από μια αντλία επιστροφής και επιστρέφεται στην αναερόβια δεξαμενή για περαιτέρω επεξεργασία αναερόβιας χώνευσης, μειώνοντας την περιεκτικότητα σε οργανική ύλη και αιωρούμενα στερεά στα λύματα που απορρίπτονται. Μετά την καθίζηση, η λάσπη επιστρέφει στην ανοξική δεξαμενή για επαναχρησιμοποίηση και τα λύματα εισέρχονται στη δεξαμενή καθαρού νερού μέσω αγωγών. Τα λύματα παραμένουν σε αυτή τη δεξαμενή για 2 ώρες.
(8) Δεξαμενή καθαρού νερού: Μετά την επεξεργασία, τα λύματα εισέρχονται στη δεξαμενή καθαρού νερού για απολύμανση με υπεριώδη ακτινοβολία. Αυτή η δεξαμενή χρησιμεύει για την αποθήκευση των επεξεργασμένων λυμάτων που πληρούν τα πρότυπα. Τα λύματα μπορούν να χρησιμοποιηθούν για στάγδην άρδευση δασικών δέντρων.
Τα σημεία ροής διεργασίας και δημιουργίας ρύπανσης της εγκατάστασης επεξεργασίας λυμάτων παρουσιάζονται στοΕικόνα 2.
3 Αποτελέσματα και ανάλυση
Η κλίμακα της εγκατάστασης επεξεργασίας λυμάτων του έργου είναι 5 m³/ημέρα και η διαδικασία επεξεργασίας είναι η «διεργασία οξείδωσης βιολογικής επαφής A²O». Μέσω της παρακολούθησης των αποτελεσμάτων λειτουργίας της διαδικασίας, εμφανίζονται οι κύριες παράμετροι ποιότητας του νερούΠίνακας 2. Η ποιότητα του νερού εκροής ανταποκρίνεται στο πρότυπο ξηρής γεωργίας στο "Πρότυπο ποιότητας του νερού άρδευσης γεωργικής γης" (GB5084-2005). Τα λύματα χρησιμοποιούνται για στάγδην άρδευση δασικών δέντρων, διασφαλίζοντας ότι η επιχείρηση απορρίπτει ρύπους σύμφωνα με τη νομοθεσία και πληροί τα πρότυπα απόρριψης, με υψηλά οικονομικά οφέλη και προοπτικές.
| Πίνακας 2 Παράμετροι ποιότητας των λυμάτων | |
| Παράμετρος | Αξία |
| CODcr | < 200 mg/L |
| BOD5 | Λιγότερο ή ίσο με 100 mg/L |
| SS | Λιγότερο ή ίσο με 100 mg/L |
4 Συμπέρασμα
Σε αυτή την εργασία, σύμφωνα με τα χαρακτηριστικά των λυμάτων κρασιού, η διαδικασία οξείδωσης βιολογικής επαφής A²O επιλέχθηκε ευέλικτα ως η βασική διαδικασία για σχετικό μηχανολογικό σχεδιασμό. Τα δεδομένα παρακολούθησης λειτουργίας δείχνουν ότι τα υψηλής συγκέντρωσης οργανικά λύματα που περιέχουν κρασί μπορεί να υποστούν αποτελεσματική επεξεργασία με αυτήν τη διαδικασία και η ποιότητα του νερού εκροής βελτιώνεται σημαντικά. Η διαδικασία οξείδωσης βιολογικής επαφής A²O έχει τα πλεονεκτήματα της υψηλής απόδοσης αφαίρεσης για COD και άζωτο αμμωνίας, σταθερή λειτουργία, ισχυρή αντίσταση φορτίου κρούσης, βολική λειτουργία και διαχείριση και χαμηλό κόστος λειτουργίας. Είναι η τάση ανάπτυξης της τεχνολογίας επεξεργασίας λυμάτων παραγωγής κρασιού. Αυτό το έγγραφο παρέχει μια εφικτή λύση και μια σταθερή και αξιόπιστη διαδικασία αναφοράς για την επεξεργασία των λυμάτων του κρασιού και έχει κάποια αξία εφαρμογής και καθοδήγηση μηχανικής.