葡萄酒廢水處理工程設計及應用

文_丁健生 王濤 楊旭

1 宇星科技發(fā)展（深圳）有限公司 2 廣東省環(huán)境監(jiān)測和治理工程技術研究開發(fā)中心 3 深圳市環(huán)境監(jiān)測工程技術研發(fā)中心

1 葡萄酒廢水的危害、來源及特點

隨著我國經(jīng)濟的增長和人均收入水平的提高,我國葡萄酒市場消費水平得到迅速提升,葡萄酒產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展，葡萄酒莊大量興起。與此同時，葡萄酒的繁盛生產(chǎn)產(chǎn)生了大量廢水。由于這些企業(yè)多位于城郊偏遠地區(qū)，周圍缺少完備的排水設施，含糖、醇和有機酸類化合物的高濃度有機污染物的直接排放嚴重影響環(huán)境。

葡萄酒生產(chǎn)工藝流程大致為分選除梗→破碎→酒精發(fā)酵→壓榨→蘋乳發(fā)酵→調配→陳釀→穩(wěn)定→灌裝→成品，所排放的廢水主要來源于加工過程中的破碎、壓榨、發(fā)酵、清洗等階段。葡萄酒生產(chǎn)廢水具有高濃度、高色度、高SS且懸浮物質不易沉淀等特點。其水質通常呈酸性，加工季節(jié)的水質水量大幅波動，水質水量依榨汁季和非榨汁季呈明顯季節(jié)性變化。

2 工藝流程設計

2.1 工程背景及進水水質檢測

某酒業(yè)有限公司位于寧夏，是一家葡萄酒釀造公司，在生產(chǎn)運行過程中產(chǎn)生的廢水主要是車間及酒罐清洗排水，包含一定量葡萄渣，無特殊工業(yè)廢水。廢水屬于可生化降解的高濃度有機廢水及生活污水。水質參數(shù)檢測如表1所示。

表1 進水水質參數(shù)

2.2 設計目標

本項目擬采用相關工藝，設計目標為產(chǎn)生的廢水及生活污水經(jīng)處理后，出水達到《農(nóng)田灌溉水質標準》GB5084-2005 中“旱作灌溉”水質標準，使企業(yè)依法排污、達標排放。

2.3 工藝選擇

針對葡萄酒廢水的特點，選擇采用“A2O生物接觸氧化”工藝，規(guī)模為5m3/d，占地面積為100m2。污水處理設施廢水流向如圖1所示。

圖1 污水處理設施廢水流向

2.4 工藝流程設計

2.4.1 流程概述

項目生活廢水經(jīng)過化糞池過濾沉淀預處理以后與蓄水池中收集的生產(chǎn)廢水一同經(jīng)過提欄格柵過濾，過濾后由提升泵送至調節(jié)池，經(jīng)調節(jié)池均質均量調節(jié)后，進入A2O生物處理單元。該單元主要包括包括厭氧池、缺氧池和好氧池，進行有機物降解、硝化和反硝化、磷釋放吸收等生物反應，凈化污水的水質。

2.4.2 流程設計

（1）化糞池沉淀過濾

生活廢水通過管道進入化糞池中，化糞池利用沉淀和厭氧發(fā)酵原理，去除生活污水中懸浮性有機物。

（2）蓄水池

生產(chǎn)廢水通過管道進入蓄水池存儲。蓄水池采用封閉式矩形蓄水池，可有效避免惡臭氣體的外散。

（3）提欄格柵

主要過濾廢水中的大塊懸浮物，保證水泵機組及后續(xù)處理的構筑物和設備的順利運行。

（4）調節(jié)池

為了給后續(xù)處理提供最佳條件，需對廢水的水量和水質進行調節(jié)。水量和水質的調節(jié)均化不僅可以提高廢水可處理性，減少生化處理階段可能出現(xiàn)的沖擊負荷，使微生物有毒物質得以稀釋，還可以使短期排出的高溫水得到降溫處理。調節(jié)池中設置液位控制器，再經(jīng)液位控制儀傳遞信號，由提升泵送至厭氧池。

（5）厭氧池

厭氧工藝使用一系列垂直安裝的折流板使被處理的廢水在反應器內沿折流板作上下流動，借助于處理過程中反應器內產(chǎn)生的沼氣，反應器內的微生物固體在折流板所形成的各個隔室內做上下膨脹和沉淀運動，此時整個反應器內的水流則以較慢的速度做水平流動。由于污水在折流板的作用下，水流繞折流板流動而使水流在反應器內的流經(jīng)的總長度增加，再加之折流板的阻擋及污泥的沉降作用，生物固體被有效地截留在反應器內，此過程還需循環(huán)加熱。廢水在該池中停留處理4h。

（6）缺氧、好氧池

本工藝以生物誘導改性填料為核心，通過改變微觀環(huán)境誘導菌種向設定方向變異，使厭氧氨氧化菌群不斷增值，實現(xiàn)厭氧氨氧化穩(wěn)定進行。此過程無需加藥，主要是誘導微生物發(fā)生基因變異。好氧生化池內填充鏤空雙球型生物填料，使得好氧、厭氧同步進行。廢水在缺氧池中停留處理4h后進入好氧池中處理，處理時間約為8h。

（7）二沉池

廢水經(jīng)過缺氧、好氧處理后自流入該池，含有大量的流失活性污泥和死亡后脫落的菌膜在此池中沉淀，沉淀物由回流泵定時抽排，回流到厭氧池進行再次厭氧消解處理，降低排放廢水中的有機物和懸浮物的含量。沉淀后污泥回流至缺氧池回用，廢水再通過管道進入清水池。廢水在該池中停留處理2h。

（8）清水池

廢水經(jīng)處理后，進入清水池中，進行紫外燈消毒。該池對處理達標后的廢水起到蓄存作用。達標廢水可進行林木滴灌。

污水處理設施工藝流程及產(chǎn)污環(huán)節(jié)見圖2。

圖2 污水處理設施工藝流程及產(chǎn)污環(huán)節(jié)

3 結果與分析

項目污水處理設施規(guī)模為5m3/d，處理工藝為“A2O 生物接觸氧化工藝”，通過監(jiān)測工藝運行結果，主要水質參數(shù)如表2所示。

表2 出水水質參數(shù)

出水水質滿足《農(nóng)田灌溉水質標準》（GB5084-2005）中的旱作標準，廢水用于林木滴灌，確保企業(yè)依法排污，達標排放，有較高的經(jīng)濟效益和前景。

4 結語

本文針對葡萄酒廢水的特點，靈活選取A2O生物接觸氧化作為核心工藝進行相關工程設計，運行監(jiān)測數(shù)據(jù)表明，經(jīng)工藝處理的含葡萄酒的高濃度的有機廢水可得到有效的治理，出水水質獲得極大改善。A2O生物接觸氧化工藝具有對COD、氨氮去除效率高、運行穩(wěn)定、抗沖擊負荷強、操作管理方便、運行費用低等工藝優(yōu)點，是葡萄酒生產(chǎn)廢水處理技術的發(fā)展趨勢。本文為葡萄酒廢水的處理提供了切實可行的解決方案和穩(wěn)定可靠的工藝參考，具有一定的應用價值和工程指導意義。