Vyno nuotekų valymas naudojant A²O biologinio kontakto oksidacijos procesą: inžinerinis projektavimas ir taikymo atvejo tyrimas

1 Vyno nuotekų pavojai, šaltiniai ir savybės

Augant Kinijos ekonomikai ir didėjant pajamoms vienam gyventojui, Kinijos vyno rinkos vartojimo lygis sparčiai pagerėjo, vyno pramonė sparčiai vystėsi, atsirado daug vyninių. Tuo pačiu metu klesti vyno gamyba susidarė daug nuotekų. Kadangi šios įmonės dažniausiai yra atokiose priemiesčių vietovėse, kuriose nėra pilnų drenažo įrenginių, tiesioginis didelės-koncentracijos organinių teršalų, kurių sudėtyje yra cukrų, alkoholių ir organinių rūgščių junginių, išmetimas daro didelį poveikį aplinkai.

Bendras vyno gamybos proceso srautas yra maždaug toks:

rūšiavimas ir pašalinimas → smulkinimas → alkoholinė fermentacija → presavimas → malolaktinė fermentacija → maišymas → brandinimas → stabilizavimas → išpilstymas → gatavas produktas. Išleidžiamos nuotekos daugiausia susidaro smulkinimo, presavimo, fermentacijos, valymo ir kitų apdorojimo etapų metu. Vyno gamybos nuotekoms būdingos didelės koncentracijos, didelės chromos, didelio SS ir sunkumų nusėsti skendinčios medžiagos. Vandens kokybė paprastai yra rūgšti, o vandens kokybė ir kiekis labai svyruoja per apdorojimo sezoną, o tai rodo akivaizdžius sezoninius pokyčius tarp spaudimo sezono ir ne-presavimo sezono.

2 Proceso srauto projektavimas

2.1 Projekto pagrindas ir įtakingo vandens kokybės tyrimai

Vyno įmonė, įsikūrusi Ningsijoje, yra vyno{0}}darybos įmonė. Gamybos ir eksploatacijos metu susidarančios nuotekos daugiausia patenka iš cecho ir vyno talpyklos valymo drenažo, kuriame yra tam tikras vyno kiekis, be specialių pramoninių nuotekų. Nuotekos priklauso biologiškai skaidžioms didelės-koncentracijos organinėms nuotekoms ir buitinėms nuotekoms. Išbandyti vandens kokybės parametrai parodyti1 lentelė.

2.2 Projektavimo tikslai

Šiuo projektu ketinama taikyti atitinkamą procesą. Projektavimo tikslas – kad po valymo susidarančios nuotekos ir buitinės nuotekos atitiktų „Drėkinimo sausojo ūkio“ vandens kokybės standartą, nurodytą „Ūkinės paskirties žemių drėkinimo vandens kokybės standarte“ (GB5084-2005), kad įmonė galėtų išleisti teršalus pagal įstatymus ir atitikti išleidimo standartus.

2.3 Proceso pasirinkimas

Atsižvelgiant į vyno nuotekų ypatybes, buvo pasirinktas „A²O biologinės kontaktinės oksidacijos“ procesas, kurio skalė 5 m³/d, o grindų plotas 100 m². Nuotekų valymo įrenginio nuotekų srauto kryptis parodyta1 pav.

2.4 Proceso srauto projektavimas

2.4.1 Proceso apžvalga

Projekto buitinės nuotekos praeina per septiką, skirtą nusodinimui ir filtravimo išankstiniam apdorojimui, o tada kartu su gamybinėmis nuotekomis, surinktomis į akumuliacinį rezervuarą, praeina per filtravimo juostą. Po filtravimo jis kėlimo siurbliu siunčiamas į išlyginimo baką. Po homogenizavimo ir išlyginimo išlyginimo bake patenka į A²O biologinio valymo įrenginį. Šį įrenginį daugiausia sudaro anaerobinis rezervuaras, anoksinis rezervuaras ir aerobinis bakas, kuriame vyksta biologinės reakcijos, tokios kaip organinių medžiagų skaidymas, nitrifikacija ir denitrifikacija bei fosforo išsiskyrimas ir įsisavinimas, siekiant išvalyti nuotekų vandens kokybę.

2.4.2 Proceso projektavimas

(1) Septiko nusodinimas ir filtravimas: buitinės nuotekos į septiką patenka per vamzdynus. Septikas naudoja sedimentacijos ir anaerobinės fermentacijos principus, kad pašalintų suspenduotas organines medžiagas iš buitinių nuotekų.

(2) Sandėliavimo rezervuaras: gamybos nuotekos vamzdynais patenka į talpyklą, skirtą saugoti. Sandėliavimo bakas yra uždaro stačiakampio dizaino, kuris gali veiksmingai išvengti kvapiųjų dujų išmetimo.

(3) Barinis ekranas: daugiausia filtruoja dideles skendinčias kietąsias medžiagas nuotekose, kad būtų užtikrintas sklandus siurblio agregatų ir vėlesnių valymo konstrukcijų bei įrangos veikimas.

(4) Išlyginimo bakas: siekiant sudaryti geriausias sąlygas tolesniam valymui, reikia sureguliuoti nuotekų srautą ir vandens kokybę. Homogenizavimas ir debito bei vandens kokybės išlyginimas gali ne tik pagerinti nuotekų valymą, sumažinti smūgio apkrovą, kuri gali atsirasti biocheminio valymo etape, atskiesti toksiškas medžiagas mikroorganizmams, bet ir atvėsinti per trumpą laiką išleidžiamą aukštos temperatūros vandenį. Išlyginimo rezervuare sumontuotas skysčio lygio reguliatorius, o po to per skysčio lygio reguliavimo prietaisą perduodamas signalas, o nuotekos kėlimo siurbliu siunčiamos į anaerobinį baką.

(5) Anaerobinis bakas: anaerobiniame procese naudojamos vertikaliai sumontuotos pertvaros, kad išvalytos nuotekos tekėtų aukštyn ir žemyn palei pertvaras reaktoriuje. Apdorojimo metu reaktoriuje susidarančių biodujų pagalba reaktoriuje esančios kietosios mikrobinės medžiagos plečiasi ir nusėda aukštyn ir žemyn kiekviename pertvarų suformuotame skyriuje. Šiuo metu vandens srautas visame reaktoriuje juda horizontaliai santykinai lėtu greičiu. Kadangi veikiant pertvaroms nuotekos teka aplink pertvaras, bendras tėkmės kelio ilgis reaktoriuje padidėja. Be to, dėl blokuojamojo pertvarų poveikio ir dumblo nusėdimo biologinės kietosios medžiagos efektyviai sulaikomos reaktoriuje. Šiam procesui taip pat reikalingas cirkuliacinis šildymas. Nuotekos šiame rezervuare laikomos 4 valandas valymui.

(6) Anoksinės ir aerobinės talpyklos: Šiame procese kaip šerdis naudojamas biologiškai sukeltas modifikuotas užpildas. Keičiant mikroaplinką, bakterijų padermės skatinamos mutuoti nustatyta kryptimi, todėl anaerobinės amoniaką oksiduojančios bakterijos nuolat dauginasi ir pasiekia stabilią anaerobinę amoniako oksidaciją. Šis procesas nereikalauja cheminių priedų, daugiausia sukelia genetinę mikroorganizmų variaciją. Aerobinis biocheminis bakas užpildytas tuščiaviduriu dvigubu-sferiniu biologiniu sandarikliu, kad aerobiniai ir anaerobiniai procesai vyktų vienu metu. Nuotekos 4 valandas laikosi anoksiniame rezervuare, o po to patenka į aerobinį rezervuarą valyti, o valymo laikas yra apie 8 valandas.

(7) Antrinis sedimentacijos rezervuaras: po anoksinio ir aerobinio apdorojimo nuotekos pačios patenka į šį rezervuarą. Šiame rezervuare nusėda didelis kiekis prarasto aktyviojo dumblo ir nukritusio-bakterijų plėvelės. Nuosėdos periodiškai išpumpuojamos grįžtamuoju siurbliu ir grąžinamos į anaerobinį rezervuarą tolesniam anaerobiniam skaidymui, sumažinant organinių medžiagų ir skendinčių kietųjų dalelių kiekį išleidžiamose nuotekose. Po sedimentacijos dumblas grąžinamas į anoksinį rezervuarą pakartotiniam naudojimui, o nuotekos vamzdynais patenka į švaraus vandens rezervuarą. Šiame rezervuare nuotekos išlieka 2 valandas.

(8) Švaraus vandens bakas: po valymo nuotekos patenka į švaraus vandens rezervuarą, kad būtų galima dezinfekuoti ultravioletiniais spinduliais. Šis rezervuaras skirtas saugoti išvalytas nuotekas, atitinkančias standartus.达标 nuotekos gali būti naudojamos miško medžių lašeliniam drėkinimui.

Nuotekų valymo įrenginio proceso srauto ir taršos susidarymo taškai parodyti2 pav.

3 Rezultatai ir analizė

Projekto nuotekų valymo įrenginio mastas – 5 m³/d, o valymo procesas – „A²O biologinio kontaktinio oksidacijos procesas“. Stebint proceso veiklos rezultatus, parodomi pagrindiniai vandens kokybės parametrai2 lentelė. Nuotekų vandens kokybė atitinka sausojo ūkininkavimo standartą, nurodytą "Ūkinės paskirties žemės drėkinimo vandens kokybės standarte" (GB5084-2005). Nuotekos naudojamos miško medžių lašeliniam drėkinimui, užtikrinant, kad įmonė teršalus išleidžia pagal įstatymus ir atitinka išleidimo normas, o tai turi didelę ekonominę naudą ir perspektyvą.

4 Išvada

Šiame darbe, atsižvelgiant į vyno nuotekų ypatybes, A²O biologinio kontakto oksidacijos procesas buvo lanksčiai parinktas kaip pagrindinis atitinkamo inžinerinio projektavimo procesas. Eksploatacijos stebėjimo duomenys rodo, kad šiuo procesu galima efektyviai išvalyti didelės-koncentracijos organines nuotekas, kuriose yra vyno, o ištekančio vandens kokybė labai pagerėja. A²O biologinio kontaktinio oksidacijos proceso pranašumai yra aukštas COD ir amoniakinio azoto pašalinimo efektyvumas, stabilus veikimas, stiprus atsparumas smūgiams, patogus valdymas ir valdymas bei mažos eksploatacijos išlaidos. Tai vyno gamybos nuotekų valymo technologijos plėtros tendencija. Šiame dokumente pateikiamas įgyvendinamas sprendimas ir stabilus bei patikimas vyno nuotekų valymo proceso atskaitos taškas, jis turi tam tikrą taikymo vertę ir inžinerinių nurodymų reikšmę.