A²O 生物学的接触酸化プロセスを使用したワイン廃水処理: 工学設計と応用ケーススタディ

1 ワイン廃水の危険性、発生源および特徴

中国経済の成長と一人当たり所得の増加に伴い、中国のワイン市場の消費レベルは急速に向上し、ワイン産業は急速に発展し、多数のワイナリーが出現しました。一方で、ワインの生産が盛んになると大量の廃水が発生します。これらの企業はほとんどが郊外の人里離れた地域に立地しており、排水設備が完備されていないため、糖、アルコール、有機酸化合物を含む高濃度の有機汚染物質が直接排出されると、環境に深刻な影響を及ぼします。{2}}

ワイン製造の一般的なプロセスの流れは大まかに次のとおりです。

選別・除梗→破砕→アルコール発酵→圧搾→マロラクティック発酵→ブレンド→熟成→安定化→瓶詰め→製品。排出される廃水は主に、粉砕、圧搾、発酵、洗浄などの加工段階から排出されます。ワイン製造廃水は、高濃度、高彩度、高SS、懸濁物質が沈降しにくいという特徴を持っています。水質は通常酸性で、加工期には水質と水量が大きく変動し、圧搾期と非圧搾期との間に明らかな季節変化が見られる。-

2 プロセスフロー設計

2.1 プロジェクトの背景と流入水の水質検査

寧夏回族自治区にあるワイン会社はワイン製造企業です。-生産および操業中に発生する廃水は、主に作業場やワインタンクの洗浄排水から発生しており、一定量のワインが含まれており、特別な産業廃水はありません。廃水は生分解性の高濃度有機廃水と生活下水に属します。-テストされた水質パラメータは次のとおりです。表1.

2.2 設計目標

このプロジェクトは、関連するプロセスを採用する予定です。設計目標は、発生した廃水と生活下水が処理後に「農地灌漑水質基準」（GB5084-2005）の「畑作灌漑」水質基準を満たし、企業が法に従って汚染物質を排出し、排出基準を満たすようにすることである。

2.3 プロセスの選択

ワイン廃水の特性を考慮し、規模5m3/日、床面積100m2の「A2O生物学的接触酸化」プロセスを選択しました。下水処理施設の排水の流れ方向を図に示します。図1.

2.4 プロセスフローの設計

2.4.1 プロセスの概要

本プロジェクトの生活排水は、浄化槽で沈殿ろ過前処理を行った後、貯留タンクに集められた生産排水とともにバースクリーンを通過してろ過されます。濾過後、揚水ポンプにより平衡化タンクへ送られます。均質化タンクで均質化および均一化された後、A²O 生物処理ユニットに入ります。この装置は主に嫌気槽、無酸素槽、好気槽からなり、有機物の分解、硝化・脱窒、リンの放出・吸収などの生物反応を起こして下水の水質を浄化します。

2.4.2 プロセス設計

(1) 浄化槽の沈殿とろ過：生活排水はパイプラインを通って浄化槽に流入します。浄化槽は沈殿と嫌気性発酵の原理を利用して、生活下水から浮遊有機物を除去します。

(2) 貯留タンク：製造廃水はパイプラインを通って貯留タンクに流入し、貯留されます。貯蔵タンクは密閉された長方形の設計を採用しており、臭気ガスの放出を効果的に回避できます。

(3) バースクリーン：主に廃水中の大きな懸濁物質をろ過し、ポンプユニットおよびその後の処理構造および装置の円滑な動作を確保します。

(4) 調整タンク：その後の処理に最適な条件を提供するために、廃水の流量と水質を調整する必要があります。流量と水質の均質化と均一化は、廃水の処理性を向上させ、生化学的処理段階で発生する可能性のある衝撃負荷を軽減し、微生物にとって有害な物質を希釈するだけでなく、短期的に排出される高温水を冷却することもできます。-平衡槽には液面制御装置が設置されており、液面制御装置を介して信号が伝達され、揚水ポンプにより排水が嫌気槽に送られます。

(5) 嫌気性タンク: 嫌気性プロセスでは、垂直に設置された一連のバッフルを使用して、処理済み廃水を反応器内のバッフルに沿って上下に流します。処理プロセス中に反応器内で生成されるバイオガスの助けにより、反応器内の微生物固形物は膨張し、バッフルによって形成された各区画内で上下に沈降運動を起こします。このとき、原子炉全体の水流は比較的遅い速度で水平方向に移動する。廃水はバッフルの作用によりバッフルの周囲を流れるため、反応器内の流路の全長が増加する。さらに、バッフルの遮断効果と汚泥の沈降により、生物学的固体は反応器内に効果的に保持されます。このプロセスにも循環加熱が必要です。廃水はこのタンクに4時間滞留して処理されます。

(6) 無酸素および好気タンク: このプロセスでは、生物学的に誘導された改質フィラーがコアとして使用されます。微小環境を変化させることにより、菌株に一定の方向への変異を誘導し、嫌気性アンモニア酸化菌が増殖し続け、安定した嫌気性アンモニア酸化を実現します。このプロセスでは化学物質の添加は必要なく、主に微生物の遺伝的変異を引き起こします。好気性生化学タンクは中空の二重球体生物学的充填物で満たされているため、好気性プロセスと嫌気性プロセスが同時に進行します。廃水は無酸素槽に4時間滞留した後、好気槽に移送されて処理され、処理時間は約8時間となります。

(7) 二次沈殿槽：無酸素好気処理後の廃水はそのままこの槽に流入します。このタンクには、大量の失われた活性汚泥と脱落した細菌膜が沈殿します。-沈殿物は定期的に返送ポンプで汲み出され、嫌気槽に戻されてさらなる嫌気消化処理が行われ、排水中の有機物や懸濁物質の含有量が低減されます。沈殿した汚泥は再利用のために無酸素タンクに戻され、廃水はパイプラインを通って浄水タンクに流入します。廃水はこのタンク内に 2 時間滞留します。

(8) 浄水タンク：処理後の廃水は、紫外線消毒のために浄水タンクに入ります。基準を満たした処理排水を貯留するタンクです。达标廃水は森林樹木の点滴灌漑に使用できます。

下水処理施設の処理の流れと汚染発生箇所を図に示します。図2.

3 結果と分析

本プロジェクトの下水処理施設の規模は5m3/日で、処理プロセスは「A²O生物接触酸化プロセス」です。プロセスの運転結果をモニタリングすることにより、主な水質パラメータは次のようになります。表2。放流水の水質は「農地灌漑水質基準」（GB5084-2005）の乾農基準を満たしています。廃水は森林樹木の点滴灌漑に使用され、企業が法に従って汚染物質を排出し、排出基準を満たしていることを保証し、高い経済的利益と見通しをもたらします。

4 結論

この論文では、ワイン廃水の特性に従って、A²O生物学的接触酸化プロセスが関連する工学設計の中核プロセスとして柔軟に選択されました。運転監視データによると、ワインを含む高濃度の有機廃水がこのプロセスで効果的に処理され、廃水の水質が大幅に改善されることが示されています。- A2O生物学的接触酸化プロセスは、CODとアンモニア態窒素の高い除去効率、安定した運転、強力な衝撃荷重耐性、便利な運転および管理、および低い運転コストという利点を持っています。ワイン製造廃水処理技術の開発動向です。この論文は、ワイン廃水処理のための実現可能な解決策と安定した信頼性の高いプロセス基準を提供し、一定の応用価値と工学的指針の重要性を持っています。