Vīna notekūdeņu attīrīšana, izmantojot A²O bioloģisko kontaktu oksidācijas procesu: inženiertehniskā projektēšana un pielietojuma gadījuma izpēte

1 Vīna notekūdeņu apdraudējumi, avoti un īpašības

Pieaugot Ķīnas ekonomikai un pieaugot ienākumiem uz vienu iedzīvotāju, Ķīnas vīna tirgus patēriņa līmenis ir strauji uzlabojies, vīna nozare ir strauji attīstījusies, un ir izveidojies liels skaits vīna darītavu. Tajā pašā laikā plaukstošā vīna ražošana ir radījusi lielu daudzumu notekūdeņu. Tā kā šie uzņēmumi pārsvarā atrodas attālos piepilsētas rajonos, kur nav pilnīgas drenāžas iekārtu, augstas-koncentrācijas organisko piesārņotāju, kas satur cukurus, spirtus un organisko skābju savienojumus, tieša noplūde nopietni ietekmē vidi.

Vīna ražošanas vispārējā procesa plūsma ir aptuveni:

šķirošana un atdalīšana → smalcināšana → alkoholiskā fermentācija → presēšana → malolaktiskā fermentācija → sajaukšana → izturēšana → stabilizācija → pildīšana pudelēs → gatavais produkts. Novadītie notekūdeņi galvenokārt nāk no sasmalcināšanas, presēšanas, fermentācijas, tīrīšanas un citiem apstrādes posmiem. Vīna ražošanas notekūdeņiem piemīt augsta koncentrācija, augsta hroma, augsta SS un grūtības suspendēto vielu nosēdināšanā. Tās ūdens kvalitāte parasti ir skāba, un ūdens kvalitāte un daudzums apstrādes sezonas laikā ievērojami svārstās, parādot acīmredzamas sezonālās izmaiņas starp presēšanas sezonu un nepresēšanas sezonu.

2 Procesa plūsmas projektēšana

2.1. Projekta pamatojums un ietekošā ūdens kvalitātes pārbaude

Vīna uzņēmums, kas atrodas Ningsijā, ir vīna{0}}ražošanas uzņēmums. Ražošanas un ekspluatācijas laikā radušies notekūdeņi galvenokārt nāk no ceha un vīna tvertnes tīrīšanas kanalizācijas, kas satur noteiktu daudzumu vīna, bez īpašiem rūpnieciskiem notekūdeņiem. Notekūdeņi pieder pie bioloģiski noārdāmiem augstas-koncentrācijas organiskajiem notekūdeņiem un sadzīves notekūdeņiem. Pārbaudītie ūdens kvalitātes parametri ir parādīti1. tabula.

2.2. Projektēšanas mērķi

Šajā projektā ir paredzēts pieņemt attiecīgu procesu. Projektēšanas mērķis ir, lai pēc attīrīšanas radītie notekūdeņi un sadzīves notekūdeņi atbilstu "sausās lauksaimniecības apūdeņošanas" ūdens kvalitātes standartam "Lauku apūdeņošanas ūdens kvalitātes standartā" (GB5084-2005), lai uzņēmums varētu novadīt piesārņotājus saskaņā ar likumu un atbilst novadīšanas standartiem.

2.3 Procesa izvēle

Ņemot vērā vīna notekūdeņu īpašības, tika izvēlēts "A²O bioloģiskā kontakta oksidācijas" process ar mērogu 5 m³/d un grīdas platību 100 m². Notekūdeņu attīrīšanas iekārtas notekūdeņu plūsmas virziens ir parādīts1. attēls.

2.4 Procesa plūsmas projektēšana

2.4.1 Procesa pārskats

Projekta sadzīves notekūdeņi tiek izvadīti caur septisko tvertni sedimentācijai un filtrācijas pirmapstrādei, un pēc tam kopā ar ražošanas notekūdeņiem, kas savākti uzglabāšanas tvertnē, iziet caur stieņu sietu filtrēšanai. Pēc filtrēšanas to ar pacelšanas sūkni nosūta uz izlīdzināšanas tvertni. Pēc homogenizācijas un izlīdzināšanas izlīdzināšanas tvertnē tas nonāk A²O bioloģiskās attīrīšanas iekārtā. Šajā vienībā galvenokārt ietilpst anaerobā tvertne, anoksiskā tvertne un aerobā tvertne, kur notiek bioloģiskas reakcijas, piemēram, organisko vielu sadalīšanās, nitrifikācija un denitrifikācija, kā arī fosfora izdalīšanās un uzņemšana, lai attīrītu notekūdeņu ūdens kvalitāti.

2.4.2. Procesa projektēšana

(1) Septiskās tvertnes sedimentācija un filtrēšana: sadzīves notekūdeņi pa cauruļvadiem nonāk septiskajā tvertnē. Septiskā tvertne izmanto sedimentācijas un anaerobās fermentācijas principus, lai noņemtu suspendētās organiskās vielas no sadzīves notekūdeņiem.

(2) Uzglabāšanas tvertne: ražošanas notekūdeņi ieplūst uzglabāšanas tvertnē pa cauruļvadiem uzglabāšanai. Uzglabāšanas tvertnei ir slēgts taisnstūrveida dizains, kas var efektīvi novērst smaku gāzu emisiju.

(3) Stieņa ekrāns: galvenokārt filtrē lielas suspendētās cietās vielas notekūdeņos, lai nodrošinātu sūkņu bloku un turpmāko attīrīšanas konstrukciju un iekārtu vienmērīgu darbību.

(4) Izlīdzināšanas tvertne: lai nodrošinātu vislabākos apstākļus turpmākajai attīrīšanai, ir jāpielāgo notekūdeņu plūsmas ātrums un ūdens kvalitāte. Homogenizācija un plūsmas ātruma un ūdens kvalitātes izlīdzināšana var ne tikai uzlabot notekūdeņu attīrāmību, samazināt trieciena slodzi, kas var rasties bioķīmiskās attīrīšanas posmā, atšķaidīt toksiskās vielas mikroorganismiem, bet arī atdzesēt īstermiņā izplūstošo augstas temperatūras ūdeni. Izlīdzināšanas tvertnē tiek uzstādīts šķidruma līmeņa regulators, un pēc tam caur šķidruma līmeņa kontroles instrumentu tiek pārraidīts signāls, un notekūdeņi ar pacelšanas sūkni tiek nosūtīti uz anaerobo tvertni.

(5) Anaerobā tvertne: anaerobajā procesā izmanto virkni vertikāli uzstādītu deflektoru, lai attīrītie notekūdeņi plūstu augšup un lejup pa deflektoriem reaktorā. Ar attīrīšanas procesā reaktorā ģenerētās biogāzes palīdzību reaktorā esošās mikrobu cietās vielas izplešas un sedimentācijas kustas augšup un lejup katrā deflektoru veidotajā nodalījumā. Šajā laikā ūdens plūsma visā reaktorā pārvietojas horizontāli salīdzinoši lēnā ātrumā. Tā kā notekūdeņi plūst ap deflektoriem deflektoru darbības rezultātā, kopējais plūsmas ceļa garums reaktorā palielinās. Turklāt deflektoru bloķējošās iedarbības un dūņu sedimentācijas dēļ bioloģiskās cietās vielas tiek efektīvi aizturētas reaktorā. Šim procesam nepieciešama arī cirkulācijas apkure. Notekūdeņi atrodas šajā tvertnē 4 stundas attīrīšanai.

(6) Anoksiskās un aerobās tvertnes: šajā procesā kā kodolu izmanto bioloģiski inducētu modificētu pildvielu. Mainot mikrovidi, baktēriju celmiem tiek ierosināta mutācija noteiktā virzienā, lai anaerobās amonjaku oksidējošās baktērijas nepārtraukti vairojas, panākot stabilu anaerobā amonjaka oksidāciju. Šim procesam nav nepieciešama ķīmiska pievienošana, galvenokārt izraisot mikroorganismu ģenētisko variāciju. Aerobā bioķīmiskā tvertne ir piepildīta ar dobu dubulto -sfēru bioloģisko iepakojumu, lai aerobie un anaerobie procesi noritētu vienlaicīgi. Notekūdeņi paliek bezskābekļa tvertnē 4 stundas un pēc tam nonāk aerobajā tvertnē attīrīšanai, un attīrīšanas laiks ir aptuveni 8 stundas.

(7) Sekundārā sedimentācijas tvertne: pēc anoksiskās un aerobās apstrādes notekūdeņi paši ieplūst šajā tvertnē. Šajā tvertnē nogulsnējas liels daudzums zaudēto aktīvo dūņu un nokritušo-baktēriju plēves. Sedimenti periodiski tiek izsūknēti ar atgriešanas sūkni un tiek atgriezti anaerobā tvertnē tālākai anaerobās fermentācijas apstrādei, samazinot organisko vielu un suspendēto vielu saturu novadītajos notekūdeņos. Pēc sedimentācijas dūņas tiek atgrieztas bezskābekļa tvertnē atkārtotai izmantošanai, un notekūdeņi pa cauruļvadiem nonāk tīrā ūdens tvertnē. Notekūdeņi šajā tvertnē paliek 2 stundas.

(8) Tīra ūdens tvertne: pēc apstrādes notekūdeņi nonāk tīra ūdens tvertnē, lai veiktu ultravioleto dezinfekciju. Šī tvertne kalpo standartiem atbilstošu attīrīto notekūdeņu uzglabāšanai.达标 notekūdeņus var izmantot meža koku pilienveida apūdeņošanai.

Notekūdeņu attīrīšanas iekārtas procesa plūsmas un piesārņojuma rašanās punkti ir parādīti2. attēls.

3 Rezultāti un analīze

Projekta notekūdeņu attīrīšanas iekārtas mērogs ir 5 m³/d, un attīrīšanas process ir "A²O bioloģiskā kontakta oksidācijas process". Uzraugot procesa darbības rezultātus, tiek parādīti galvenie ūdens kvalitātes parametri2. tabula. Notekūdeņu kvalitāte atbilst sausās lauksaimniecības standartam "Farmland Irrigation Water Quality Standard" (GB5084-2005). Notekūdeņi tiek izmantoti meža koku pilienveida apūdeņošanai, nodrošinot piesārņojošo vielu novadīšanu saskaņā ar likumu un atbilstību novadīšanas standartiem, ar augstu ekonomisko ieguvumu un perspektīvu.

4 Secinājums

Šajā rakstā atbilstoši vīna notekūdeņu īpašībām A²O bioloģiskā kontakta oksidācijas process tika elastīgi izvēlēts kā attiecīgā inženiertehniskā projekta pamatprocess. Darbības uzraudzības dati liecina, ka ar šo procesu var efektīvi attīrīt organiskos notekūdeņus ar augstu-koncentrāciju, kas satur vīnu, un ievērojami uzlabojas notekūdeņu kvalitāte. A²O bioloģiskā kontakta oksidācijas procesa priekšrocības ir augsta ĶSP un amonjaka slāpekļa noņemšanas efektivitāte, stabila darbība, spēcīga triecienslodzes izturība, ērta darbība un vadība, kā arī zemas ekspluatācijas izmaksas. Tā ir vīna ražošanas notekūdeņu attīrīšanas tehnoloģijas attīstības tendence. Šis dokuments nodrošina iespējamu risinājumu un stabilu un uzticamu procesa atsauci vīna notekūdeņu attīrīšanai, un tam ir noteikta pielietojuma vērtība un inženiertehnisko norādījumu nozīme.