1 Mối nguy hiểm, nguồn gốc và đặc điểm của nước thải rượu vang
Với sự tăng trưởng của nền kinh tế Trung Quốc và thu nhập bình quân đầu người ngày càng tăng, mức tiêu thụ của thị trường rượu vang Trung Quốc đã nhanh chóng được cải thiện, ngành công nghiệp rượu vang phát triển nhanh chóng và một số lượng lớn các nhà máy sản xuất rượu vang đã xuất hiện. Đồng thời, việc sản xuất rượu vang phát triển mạnh đã tạo ra một lượng lớn nước thải. Do các doanh nghiệp này hầu hết nằm ở vùng ngoại ô xa xôi, thiếu hệ thống thoát nước hoàn chỉnh nên việc thải trực tiếp các chất ô nhiễm hữu cơ nồng độ cao chứa đường, rượu và các hợp chất axit hữu cơ ảnh hưởng nghiêm trọng đến môi trường.
Quy trình chung của quá trình sản xuất rượu vang đại khái là:
phân loại và tách cuống → nghiền → lên men rượu → ép → lên men malolactic → pha trộn → lão hóa → ổn định → đóng chai → thành phẩm. Nước thải thải ra chủ yếu từ quá trình nghiền, ép, lên men, làm sạch và các công đoạn khác trong quá trình chế biến. Nước thải sản xuất rượu có đặc điểm là nồng độ cao, độ màu cao, SS cao và khó lắng các chất lơ lửng. Chất lượng nước thường có tính axit, chất lượng và số lượng nước dao động lớn trong mùa chế biến, cho thấy sự thay đổi rõ rệt theo mùa giữa mùa ép và mùa không ép.
2 Thiết kế dòng quy trình
2.1 Bối cảnh dự án và kiểm tra chất lượng nước đầu vào
Một công ty rượu ở Ninh Hạ là một doanh nghiệp sản xuất rượu. Nước thải phát sinh trong quá trình sản xuất, vận hành chủ yếu là từ hệ thống thoát nước vệ sinh nhà xưởng và bể chứa rượu, chứa một lượng rượu nhất định, không có nước thải công nghiệp đặc biệt. Nước thải thuộc loại nước thải hữu cơ nồng độ cao có khả năng phân hủy sinh học và nước thải sinh hoạt. Các thông số chất lượng nước được kiểm tra được thể hiện trongBảng 1.
| Bảng 1 Các thông số chất lượng nước đầu vào | |
| tham số | Giá trị |
| CODcr | Nhỏ hơn hoặc bằng 2400 mg/L |
| BOD5 | Nhỏ hơn hoặc bằng 900 mg/L |
| SS | Nhỏ hơn hoặc bằng 800 mg/L |
2.2 Mục tiêu thiết kế
Dự án này dự định áp dụng một quy trình có liên quan. Mục tiêu thiết kế là sau khi xử lý, nước thải và nước thải sinh hoạt phát sinh sẽ đáp ứng tiêu chuẩn chất lượng nước "tưới tiêu nông nghiệp khô" trong "Tiêu chuẩn chất lượng nước tưới nông nghiệp" (GB5084-2005), để doanh nghiệp có thể xả chất ô nhiễm theo pháp luật và đáp ứng các tiêu chuẩn xả thải.
2.3 Lựa chọn quy trình
Xét đặc điểm nước thải rượu vang, quy trình “oxy hóa tiếp xúc sinh học A2O” được lựa chọn, quy mô 5 m³/d, diện tích sàn 100 m2. Hướng dòng nước thải của cơ sở xử lý nước thải được thể hiện ởHình 1.
2.4 Thiết kế dòng quy trình
2.4.1 Tổng quan về quy trình
Nước thải sinh hoạt của dự án đi qua bể tự hoại để lắng và lọc sơ bộ, sau đó cùng với nước thải sản xuất được thu gom về bể chứa, đi qua song lọc để lọc. Sau khi lọc, nó được bơm nâng tới bể cân bằng. Sau khi đồng nhất và cân bằng trong bể cân bằng sẽ đi vào thiết bị xử lý sinh học A2O. Bộ phận này chủ yếu bao gồm bể kỵ khí, bể thiếu khí và bể hiếu khí, nơi diễn ra các phản ứng sinh học như phân hủy chất hữu cơ, nitrat hóa và khử nitrat, giải phóng và hấp thu phốt pho để làm sạch chất lượng nước của nước thải.
2.4.2 Thiết kế quy trình
(1) Lắng và lọc bể tự hoại: Nước thải sinh hoạt đi vào bể tự hoại qua đường ống. Bể tự hoại sử dụng nguyên lý lắng và lên men kỵ khí để loại bỏ chất hữu cơ lơ lửng khỏi nước thải sinh hoạt.
(2) Bể chứa: Nước thải sản xuất vào bể chứa qua đường ống để lưu giữ. Bể chứa sử dụng thiết kế hình chữ nhật khép kín, có thể tránh phát thải khí có mùi một cách hiệu quả.
(3) Lưới lọc: Chủ yếu lọc chất rắn lơ lửng có kích thước lớn trong nước thải để đảm bảo hoạt động trơn tru của các tổ máy bơm và các công trình, thiết bị xử lý tiếp theo.
(4) Bể cân bằng: Để tạo điều kiện tốt nhất cho quá trình xử lý tiếp theo, cần điều chỉnh lưu lượng và chất lượng nước thải. Đồng nhất và cân bằng tốc độ dòng chảy và chất lượng nước không chỉ có thể cải thiện khả năng xử lý nước thải, giảm tải tác động có thể xảy ra trong giai đoạn xử lý sinh hóa, pha loãng các chất độc hại cho vi sinh vật mà còn làm mát nước nhiệt độ cao thải ra trong thời gian ngắn. Một bộ điều khiển mức chất lỏng được lắp đặt trong bể cân bằng, sau đó tín hiệu được truyền qua thiết bị điều khiển mức chất lỏng và nước thải được bơm nâng đưa đến bể kỵ khí.
(5) Bể kỵ khí: Quá trình kỵ khí sử dụng một loạt các vách ngăn được lắp đặt theo chiều dọc làm cho nước thải đã qua xử lý chảy lên xuống dọc theo các vách ngăn trong bể phản ứng. Với sự hỗ trợ của khí sinh học sinh ra trong bể phản ứng trong quá trình xử lý, các chất rắn vi sinh vật trong bể phản ứng trải qua quá trình giãn nở và chuyển động lắng lên xuống trong từng ngăn được hình thành bởi các vách ngăn. Lúc này, dòng nước trong toàn bộ lò phản ứng di chuyển theo chiều ngang với tốc độ tương đối chậm. Do nước thải chảy xung quanh các vách ngăn dưới tác động của các vách ngăn nên tổng chiều dài đường dẫn dòng chảy trong bể phản ứng tăng lên. Ngoài ra, do tác dụng ngăn chặn của các vách ngăn và sự lắng đọng của bùn nên chất rắn sinh học được giữ lại một cách hiệu quả trong bể phản ứng. Quá trình này cũng đòi hỏi phải gia nhiệt tuần hoàn. Nước thải được lưu lại trong bể này trong 4 giờ để xử lý.
(6) Bể thiếu khí và hiếu khí: Quá trình này sử dụng chất độn biến đổi sinh học làm cốt lõi. Bằng cách thay đổi môi trường vi mô, các chủng vi khuẩn được tạo ra để đột biến theo một hướng xác định, do đó vi khuẩn oxy hóa amoniac kỵ khí liên tục nhân lên, đạt được quá trình oxy hóa amoniac kỵ khí ổn định. Quá trình này không cần bổ sung hóa chất, chủ yếu tạo ra sự biến đổi di truyền của vi sinh vật. Bể sinh hóa hiếu khí được lấp đầy bằng bao bì sinh học hình cầu kép rỗng, để quá trình hiếu khí và kỵ khí diễn ra đồng thời. Nước thải ở trong bể anoxic trong 4 giờ sau đó vào bể hiếu khí để xử lý, thời gian xử lý khoảng 8 giờ.
(7) Bể lắng thứ cấp: Sau khi xử lý thiếu khí và hiếu khí, nước thải tự chảy vào bể này. Một lượng lớn bùn hoạt tính bị mất và màng vi khuẩn rơi ra sẽ đọng lại trong bể này. Bùn cặn được bơm tuần hoàn định kỳ ra ngoài và quay trở lại bể kỵ khí để tiếp tục xử lý phân hủy kỵ khí, làm giảm hàm lượng chất hữu cơ và chất rắn lơ lửng trong nước thải thải ra. Bùn sau khi lắng được đưa trở lại bể anoxic để tái sử dụng, sau đó nước thải đi vào bể nước sạch qua đường ống. Nước thải lưu lại trong bể này trong 2 giờ.
(8) Bể nước sạch: Sau khi xử lý, nước thải vào bể nước sạch để khử trùng bằng tia cực tím. Bể này dùng để chứa nước thải sau xử lý đạt tiêu chuẩn. Nước thải có thể được sử dụng để tưới nhỏ giọt cho cây rừng.
Quy trình xử lý và các điểm phát sinh ô nhiễm của cơ sở xử lý nước thải được thể hiện trongHình 2.
3 Kết quả và phân tích
Quy mô của cơ sở xử lý nước thải của dự án là 5 m³/d, quy trình xử lý là "quá trình oxy hóa tiếp xúc sinh học A²O". Qua giám sát kết quả vận hành của quá trình, các thông số chất lượng nước chủ yếu được thể hiện ởBảng 2. Chất lượng nước thải đáp ứng tiêu chuẩn canh tác khô trong "Tiêu chuẩn chất lượng nước tưới cho đất nông nghiệp" (GB5084-2005). Nước thải được sử dụng để tưới nhỏ giọt cho cây rừng, đảm bảo doanh nghiệp thải chất ô nhiễm theo quy định của pháp luật và đáp ứng tiêu chuẩn xả thải, mang lại lợi ích và triển vọng kinh tế cao.
| Bảng 2 Thông số chất lượng nước thải | |
| tham số | Giá trị |
| CODcr | < 200 mg/L |
| BOD5 | Nhỏ hơn hoặc bằng 100 mg/L |
| SS | Nhỏ hơn hoặc bằng 100 mg/L |
4 Kết luận
Trong bài báo này, theo đặc điểm của nước thải rượu vang, quá trình oxy hóa tiếp xúc sinh học A2O được lựa chọn linh hoạt làm quy trình cốt lõi cho thiết kế kỹ thuật liên quan. Dữ liệu giám sát vận hành cho thấy nước thải hữu cơ nồng độ cao chứa rượu vang có thể được xử lý hiệu quả bằng quy trình này và chất lượng nước thải được cải thiện đáng kể. Quá trình oxy hóa tiếp xúc sinh học A2O có ưu điểm là hiệu quả loại bỏ COD và nitơ amoniac cao, vận hành ổn định, chịu tải va đập mạnh, vận hành và quản lý thuận tiện cũng như chi phí vận hành thấp. Đó là xu hướng phát triển của công nghệ xử lý nước thải sản xuất rượu vang. Bài viết này cung cấp một giải pháp khả thi và một tài liệu tham khảo quy trình ổn định và đáng tin cậy để xử lý nước thải rượu vang, đồng thời có giá trị ứng dụng nhất định và ý nghĩa hướng dẫn kỹ thuật.