1 와인 폐수의 위험, 출처 및 특성
중국 경제의 성장과 1인당 소득의 증가로 인해 중국 와인 시장의 소비 수준이 급속히 향상되고 와인 산업이 급속히 발전하여 수많은 와인 농장이 생겨났습니다. 동시에, 와인 생산의 번성으로 인해 많은 양의 폐수가 발생했습니다. 이들 기업은 대부분 교외 외곽 지역에 위치하고 있어 완벽한 배수 시설이 부족하기 때문에 설탕, 알코올, 유기산 화합물을 포함하는 고농도 유기 오염물질을 직접 배출하는 것은 환경에 심각한 영향을 미칩니다.
와인 생산의 일반적인 공정 흐름은 대략 다음과 같습니다.
분류 및 줄기 제거 → 분쇄 → 알코올 발효 → 압착 → 말로락틱 발효 → 혼합 → 숙성 → 안정화 → 병입 → 완제품. 배출되는 폐수는 주로 가공 중 분쇄, 압착, 발효, 세척 및 기타 단계에서 발생합니다. 와인 생산 폐수는 고농도, 고채도, 높은 SS 및 부유 물질 침전이 어려운 특성을 가지고 있습니다. 수질은 일반적으로 산성이며 가공 시즌 동안 수질과 양이 크게 변동하여 압착 시즌과 비압축 계절 사이에 뚜렷한 계절적 변화를 보여줍니다-.
2 프로세스 흐름 설계
2.1 프로젝트 배경 및 유입수 수질 테스트
닝샤(Ningxia)에 위치한 와인 회사는 와인-제조 기업입니다. 생산 및 운영 중에 발생하는 폐수는 주로 일정량의 와인이 포함된 작업장 및 와인 탱크 청소 배수구에서 발생하며 특별한 산업 폐수는 없습니다. 폐수는 생분해성 고농도 유기 폐수와 생활 하수에 속합니다. 테스트된 수질 매개변수는 다음과 같습니다.표 1.
| 표 1 유입수 수질 매개변수 | |
| 매개변수 | 값 |
| CODcr | 2400mg/L 이하 |
| 이사회5 | 900mg/L 이하 |
| 봄 여름 시즌 | 800mg/L 이하 |
2.2 설계 목표
본 프로젝트는 관련 프로세스를 채택할 예정입니다. 설계 목표는 처리 후 발생된 폐수와 생활 오수를 "농지 관개 수질 표준"(GB5084-2005)의 "건식 농업 관개" 수질 표준에 부합하여 기업이 법에 따라 오염 물질을 배출하고 배출 기준을 충족할 수 있도록 하는 것입니다.
2.3 프로세스 선택
와인 폐수의 특성을 고려하여 규모 5m3/d, 바닥 면적 100m²의 "A²O 생물학적 접촉 산화" 공정을 선택했습니다. 하수처리시설의 폐수 흐름방향은 그림과 같습니다.그림 1.
2.4 프로세스 흐름 설계
2.4.1 프로세스 개요
본 프로젝트의 생활폐수는 정화조를 통과하여 침전, 여과 전처리된 후 저장탱크에 집수된 생산폐수와 함께 바스크린을 통과하여 여과된다. 여과 후 리프팅 펌프를 통해 균압 탱크로 보내집니다. 균등화 탱크에서 균질화 및 균등화를 마친 후 A²O 생물학적 처리 장치로 들어갑니다. 이 장치는 주로 혐기조, 무산소조, 호기조로 구성되며 유기물 분해, 질산화, 탈질화, 인 방출 및 흡수 등의 생물학적 반응이 일어나 하수 수질을 정화합니다.
2.4.2 프로세스 설계
(1) 정화조 침전 및 여과: 생활폐수는 배관을 통해 정화조로 유입됩니다. 정화조는 침전과 혐기성 발효의 원리를 이용하여 생활 하수에서 부유 유기물을 제거합니다.
(2) 저장탱크: 생산폐수는 파이프라인을 통해 저장탱크로 유입되어 저장됩니다. 저장탱크는 폐쇄형 직사각형 디자인을 채택하여 악취가스 배출을 효과적으로 방지할 수 있습니다.
(3) 바 스크린 : 주로 폐수 속의 큰 부유 물질을 여과하여 펌프 장치와 후속 처리 구조 및 장비의 원활한 작동을 보장합니다.
(4) 균압조: 후속 처리를 위한 최상의 조건을 제공하기 위해 폐수의 유속과 수질을 조정해야 합니다. 유량과 수질의 균질화 및 균등화는 폐수의 처리성을 향상시킬 뿐만 아니라 생화학적 처리 단계에서 발생할 수 있는 충격 부하를 줄이고 미생물에 대한 독성 물질을 희석시킬 뿐만 아니라 배출되는 고온-온도의 물을 단기적으로 냉각시킬 수 있습니다. 균압조에는 액위 조절 장치를 설치한 후 액위 조절 장치를 통해 신호를 전송하고 폐수는 리프팅 펌프를 통해 혐기성 탱크로 보내집니다.
(5) 혐기성 탱크: 혐기성 공정은 수직으로 설치된 일련의 배플을 사용하여 처리된 폐수가 반응기의 배플을 따라 위아래로 흐르도록 합니다. 처리 과정에서 반응기에서 생성된 바이오가스의 도움으로 반응기의 미생물 고형물은 배플에 의해 형성된 각 구획에서 위아래로 팽창 및 침전 운동을 겪습니다. 이때 반응기 전체의 물 흐름은 비교적 느린 속도로 수평으로 이동한다. 배플의 작용으로 폐수가 배플 주위로 흐르기 때문에 반응기 내 유로의 전체 길이가 증가합니다. 또한, 배플의 차단 효과와 슬러지의 침전으로 인해 생물학적 고형물이 반응기 내에 효과적으로 유지됩니다. 이 과정에는 순환 가열도 필요합니다. 폐수는 처리를 위해 4시간 동안 이 탱크에 머뭅니다.
(6) 무산소조 및 호기조조: 생물학적으로 유도된 변형 충전재를 핵심으로 사용하는 공정입니다. 미세환경을 변화시켜 세균 균주가 정해진 방향으로 변이하도록 유도함으로써 혐기성 암모니아 산화세균이 지속적으로 증식하여 안정적인 혐기성 암모니아 산화를 이룬다. 이 공정에는 화학적 첨가가 필요하지 않으며 주로 미생물의 유전적 변이를 유도합니다. 호기성 생화학 탱크는 속이 빈 이중{4}}구체 생물학적 패킹으로 채워져 있어 호기성 과정과 혐기성 과정이 동시에 진행됩니다. 폐수는 무산소조에 4시간 머문 후 호기조로 유입되어 처리되는데, 처리시간은 약 8시간이다.
(7) 2차 침전조 : 무산소 및 호기성 처리 후 폐수가 스스로 유입되는 탱크이다. 다량의 활성 슬러지와 떨어진-박테리아 필름이 이 탱크에 침전됩니다. 퇴적물은 회수 펌프에 의해 주기적으로 펌핑되어 추가 혐기성 소화 처리를 위해 혐기성 탱크로 반환되어 배출되는 폐수 중 유기물 및 부유 고형물의 함량을 감소시킵니다. 침전 후 슬러지는 재사용을 위해 무산소조로 되돌아가고, 폐수는 파이프라인을 통해 청정수조로 유입됩니다. 폐수는 이 탱크에 2시간 동안 머뭅니다.
(8) 정수조 : 처리 후 폐수는 자외선 소독을 위해 정수조로 유입됩니다. 기준에 맞는 처리수를 저장하는 탱크입니다.达标 폐수는 산림 나무의 점적 관개에 사용될 수 있습니다.
하수처리시설의 공정흐름과 오염발생점은 그림과 같습니다.그림 2.
3 결과 및 분석
본 프로젝트의 하수처리시설 규모는 5m3/d이고 처리공정은 'A²O 생물학적 접촉산화공정'이다. 공정의 운영 결과를 모니터링하여 주요 수질 매개변수를표 2. 방류수 품질은 "농지 관개 수질 표준"(GB5084-2005)의 건식 농업 표준을 충족합니다. 폐수는 산림 수목의 점적 관개에 사용되어 기업이 법에 따라 오염 물질을 배출하고 배출 기준을 충족하도록 보장하며 높은 경제적 이익과 전망을 제공합니다.
| 표 2 폐수 품질 매개변수 | |
| 매개변수 | 값 |
| CODcr | < 200 mg/L |
| 이사회5 | 100mg/L 이하 |
| 봄 여름 시즌 | 100mg/L 이하 |
4 결론
본 논문에서는 와인 폐수의 특성에 따라 A²O 생물학적 접촉 산화 공정을 관련 엔지니어링 설계의 핵심 공정으로 유연하게 선택했습니다. 운영 모니터링 데이터에 따르면 와인을 함유한 고농도 유기 폐수는 이 공정을 통해 효과적으로 처리될 수 있으며, 배출수 품질이 크게 개선되는 것으로 나타났습니다. A²O 생물학적 접촉 산화 공정은 COD 및 암모니아 질소에 대한 높은 제거 효율, 안정적인 작동, 강한 충격 부하 저항, 편리한 작동 및 관리, 낮은 운영 비용 등의 장점을 가지고 있습니다. 와인 생산 폐수 처리 기술의 발전 추세입니다. 이 논문은 와인 폐수 처리를 위한 실행 가능한 솔루션과 안정적이고 신뢰할 수 있는 프로세스 참조를 제공하며 특정 응용 가치와 엔지니어링 지침 중요성을 갖습니다.