1 Peligros, fuentes y características de las aguas residuales del vino
Con el crecimiento de la economía de China y el aumento del ingreso per cápita, el nivel de consumo del mercado del vino de China ha mejorado rápidamente, la industria del vino se ha desarrollado rápidamente y ha surgido un gran número de bodegas. Al mismo tiempo, la floreciente producción de vino ha generado una gran cantidad de aguas residuales. Como estas empresas están ubicadas en su mayoría en áreas suburbanas remotas y carecen de instalaciones de drenaje completas, la descarga directa de contaminantes orgánicos en alta-concentración que contienen azúcares, alcoholes y compuestos de ácidos orgánicos afecta gravemente al medio ambiente.
El flujo general del proceso de producción de vino es aproximadamente:
selección y despalillado → estrujado → fermentación alcohólica → prensado → fermentación maloláctica → coupage → crianza → estabilización → embotellado → producto terminado. Las aguas residuales vertidas provienen principalmente de la trituración, prensado, fermentación, limpieza y otras etapas durante el procesamiento. Las aguas residuales de la producción de vino tienen las características de alta concentración, alto croma, alto SS y dificultad para sedimentar la materia suspendida. La calidad del agua suele ser ácida y la calidad y cantidad del agua fluctúan mucho durante la temporada de procesamiento, lo que muestra cambios estacionales obvios entre la temporada de prensado y la temporada sin-prensado.
2 Diseño de flujo de proceso
2.1 Antecedentes del proyecto y pruebas de calidad del agua afluente
Una empresa vitivinícola ubicada en Ningxia es una-empresa vitivinícola. Las aguas residuales generadas durante la producción y explotación proceden principalmente del drenaje de limpieza de talleres y depósitos de vino, que contienen una determinada cantidad de vino, sin aguas residuales industriales especiales. Las aguas residuales pertenecen a aguas residuales orgánicas biodegradables de alta-concentración y aguas residuales domésticas. Los parámetros de calidad del agua probados se muestran enTabla 1.
| Tabla 1 Parámetros de calidad del agua afluente | |
| Parámetro | Valor |
| CODcr | Menor o igual a 2400 mg/L |
| DBO5 | Menor o igual a 900 mg/L |
| SS | Menor o igual a 800 mg/L |
2.2 Objetivos de diseño
Este proyecto pretende adoptar un proceso relevante. El objetivo del diseño es que después del tratamiento, las aguas residuales generadas y las aguas residuales domésticas cumplan con el estándar de calidad del agua para "riego de agricultura seca" del "Estándar de calidad del agua para riego de tierras agrícolas" (GB5084-2005), de modo que la empresa pueda descargar contaminantes de acuerdo con la ley y cumplir con los estándares de descarga.
2.3 Selección de proceso
Dadas las características de las aguas residuales del vino, se seleccionó el proceso de “Oxidación biológica por contacto A²O”, con una escala de 5 m³/d y una superficie construida de 100 m². La dirección del flujo de aguas residuales de la instalación de tratamiento de aguas residuales se muestra enFigura 1.
2.4 Diseño del flujo de proceso
2.4.1 Descripción general del proceso
Las aguas residuales domésticas del proyecto pasan por un tanque séptico para pretratamiento de sedimentación y filtración, y luego junto con las aguas residuales de producción recolectadas en el tanque de almacenamiento, pasan por una rejilla de barras para su filtración. Después de la filtración, es enviado mediante una bomba elevadora al tanque de ecualización. Después de la homogeneización y ecualización en el tanque de ecualización, ingresa a la unidad de tratamiento biológico A²O. Esta unidad incluye principalmente un tanque anaeróbico, un tanque anóxico y un tanque aeróbico, donde tienen lugar reacciones biológicas como degradación de materia orgánica, nitrificación y desnitrificación, y liberación y absorción de fósforo para purificar la calidad del agua de las aguas residuales.
2.4.2 Diseño de procesos
(1) Sedimentación y filtración de fosas sépticas: las aguas residuales domésticas ingresan a las fosas sépticas a través de tuberías. La fosa séptica utiliza los principios de sedimentación y fermentación anaeróbica para eliminar la materia orgánica suspendida de las aguas residuales domésticas.
(2) Tanque de almacenamiento: las aguas residuales de producción ingresan al tanque de almacenamiento a través de tuberías para su almacenamiento. El tanque de almacenamiento adopta un diseño rectangular cerrado, que puede evitar eficazmente la emisión de gases olorosos.
(3) Pantalla de barra: Filtra principalmente grandes sólidos suspendidos en las aguas residuales para garantizar el buen funcionamiento de las unidades de bombeo y las estructuras y equipos de tratamiento posteriores.
(4) Tanque de ecualización: para proporcionar las mejores condiciones para el tratamiento posterior, es necesario ajustar el caudal y la calidad del agua de las aguas residuales. La homogeneización y ecualización del caudal y la calidad del agua no solo pueden mejorar la tratabilidad de las aguas residuales, reducir la carga de impacto que puede ocurrir durante la etapa de tratamiento bioquímico, diluir sustancias tóxicas para los microorganismos, sino también enfriar el agua a alta-temperatura descargada en el corto plazo. Se instala un controlador de nivel de líquido en el tanque de ecualización, y luego se transmite una señal a través del instrumento de control de nivel de líquido, y la bomba de elevación envía las aguas residuales al tanque anaeróbico.
(5) Tanque anaeróbico: el proceso anaeróbico utiliza una serie de deflectores instalados verticalmente para hacer que las aguas residuales tratadas fluyan hacia arriba y hacia abajo a lo largo de los deflectores en el reactor. Con la ayuda del biogás generado en el reactor durante el proceso de tratamiento, los sólidos microbianos en el reactor sufren movimientos de expansión y sedimentación hacia arriba y hacia abajo en cada compartimento formado por los deflectores. En este momento, el flujo de agua en todo el reactor se mueve horizontalmente a una velocidad relativamente lenta. Debido a que el agua residual fluye alrededor de los deflectores bajo la acción de los deflectores, aumenta la longitud total del recorrido de flujo en el reactor. Además, debido al efecto de bloqueo de los deflectores y a la sedimentación del lodo, los sólidos biológicos se retienen eficazmente en el reactor. Este proceso también requiere calentamiento circulante. Las aguas residuales permanecen en este tanque durante 4 horas para su tratamiento.
(6) Tanques anóxicos y aeróbicos: este proceso utiliza relleno modificado biológicamente inducido como núcleo. Al cambiar el microambiente, se induce a las cepas bacterianas a mutar en una dirección determinada, de modo que las bacterias anaeróbicas que oxidan el amoníaco se multiplican continuamente, logrando una oxidación anaeróbica del amoníaco estable. Este proceso no requiere adición química, induciendo principalmente variación genética de los microorganismos. El tanque bioquímico aeróbico se llena con un embalaje biológico de doble -esfera hueca, de modo que los procesos aeróbicos y anaeróbicos se desarrollen simultáneamente. El agua residual permanece en el tanque anóxico durante 4 horas y luego ingresa al tanque aeróbico para su tratamiento, con un tiempo de tratamiento de aproximadamente 8 horas.
(7) Tanque de sedimentación secundario: Después del tratamiento anóxico y aeróbico, las aguas residuales fluyen solas hacia este tanque. En este tanque se deposita una gran cantidad de lodo activado perdido y-película bacteriana desprendida. El sedimento se bombea periódicamente mediante una bomba de retorno y se devuelve al tanque anaeróbico para su posterior tratamiento de digestión anaeróbica, reduciendo el contenido de materia orgánica y sólidos suspendidos en las aguas residuales descargadas. Después de la sedimentación, el lodo se devuelve al tanque anóxico para su reutilización y luego las aguas residuales ingresan al tanque de agua limpia a través de tuberías. Las aguas residuales permanecen en este tanque durante 2 horas.
(8) Tanque de agua limpia: Después del tratamiento, las aguas residuales ingresan al tanque de agua limpia para su desinfección ultravioleta. Este tanque sirve para almacenar las aguas residuales tratadas que cumplan con las normas. Las aguas residuales de 达标 se pueden utilizar para el riego por goteo de árboles forestales.
El flujo del proceso y los puntos de generación de contaminación de la instalación de tratamiento de aguas residuales se muestran enFigura 2.
3 Resultados y análisis
La escala de la instalación de tratamiento de aguas residuales del proyecto es de 5 m³/d, y el proceso de tratamiento es el "proceso de oxidación biológica por contacto A²O". A través del monitoreo de los resultados de operación del proceso, los principales parámetros de calidad del agua se muestran enTabla 2. La calidad del agua efluente cumple con el estándar de agricultura de secano del "Estándar de calidad del agua de riego de tierras agrícolas" (GB5084-2005). Las aguas residuales se utilizan para el riego por goteo de los árboles forestales, lo que garantiza que la empresa descargue los contaminantes de acuerdo con la ley y cumpla con las normas de descarga, con altos beneficios y perspectivas económicas.
| Tabla 2 Parámetros de calidad del agua efluente | |
| Parámetro | Valor |
| CODcr | < 200 mg/L |
| DBO5 | Menor o igual a 100 mg/L |
| SS | Menor o igual a 100 mg/L |
4 Conclusión
En este artículo, de acuerdo con las características de las aguas residuales del vino, el proceso de oxidación biológica por contacto A²O se seleccionó de manera flexible como el proceso central para el diseño de ingeniería relevante. Los datos de monitoreo de operaciones muestran que las aguas residuales orgánicas de alta-concentración que contienen vino pueden tratarse eficazmente mediante este proceso y que la calidad del agua efluente mejora considerablemente. El proceso de oxidación por contacto biológico A²O tiene las ventajas de una alta eficiencia de eliminación de DQO y nitrógeno amoniacal, operación estable, fuerte resistencia a la carga de impacto, operación y administración convenientes y bajos costos operativos. Es la tendencia de desarrollo de la tecnología de tratamiento de aguas residuales de la producción de vino. Este documento proporciona una solución factible y una referencia de proceso estable y confiable para el tratamiento de aguas residuales del vino, y tiene cierto valor de aplicación y importancia como guía de ingeniería.