1 Dangers, sources et caractéristiques des eaux usées viticoles
Avec la croissance de l'économie chinoise et l'augmentation du revenu par habitant, le niveau de consommation du marché chinois du vin s'est rapidement amélioré, l'industrie vinicole s'est développée rapidement et un grand nombre de vignobles ont vu le jour. Dans le même temps, la production florissante du vin a généré une grande quantité d’eaux usées. Comme ces entreprises sont pour la plupart situées dans des zones suburbaines isolées, dépourvues d'installations de drainage complètes, le rejet direct de polluants organiques à haute concentration contenant des sucres, des alcools et des composés d'acides organiques affecte gravement l'environnement.
Le flux général du processus de production de vin est grosso modo :
tri et égrappage → foulage → fermentation alcoolique → pressurage → fermentation malolactique → assemblage → élevage → stabilisation → mise en bouteille → produit fini. Les eaux usées rejetées proviennent principalement du concassage, du pressage, de la fermentation, du nettoyage et d'autres étapes du traitement. Les eaux usées de la production de vin présentent les caractéristiques d'une concentration élevée, d'une saturation élevée, d'une teneur élevée en MES et d'une difficulté à décanter les matières en suspension. La qualité de son eau est généralement acide, et la qualité et la quantité de l'eau fluctuent considérablement au cours de la saison de transformation, montrant des changements saisonniers évidents entre la saison de pressage et la saison sans pressage.
2 Conception du flux de processus
2.1 Contexte du projet et tests de qualité de l'eau d'affluent
Une entreprise viticole située à Ningxia est une entreprise-de production de vin. Les eaux usées générées lors de la production et de l'exploitation proviennent principalement des eaux usées de nettoyage des ateliers et des cuves à vin, contenant une certaine quantité de vin, sans eaux usées industrielles particulières. Les eaux usées appartiennent aux eaux usées organiques biodégradables à haute -concentration et aux eaux usées domestiques. Les paramètres de qualité de l'eau testés sont présentés dansTableau 1.
| Tableau 1 Paramètres de qualité de l'eau d'entrée | |
| Paramètre | Valeur |
| CODcr | Inférieur ou égal à 2400 mg/L |
| DBO5 | Inférieur ou égal à 900 mg/L |
| SS | Inférieur ou égal à 800 mg/L |
2.2 Objectifs de conception
Ce projet entend adopter une démarche pertinente. L'objectif de conception est qu'après traitement, les eaux usées générées et les eaux usées domestiques répondent à la norme de qualité de l'eau « d'irrigation agricole à sec » de la « Norme de qualité de l'eau d'irrigation des terres agricoles » (GB5084-2005), afin que l'entreprise puisse rejeter des polluants conformément à la loi et respecter les normes de rejet.
2.3 Sélection du processus
Compte tenu des caractéristiques des eaux usées viticoles, le procédé « oxydation biologique par contact A²O » a été retenu, avec une échelle de 5 m³/j et une surface au sol de 100 m². Le sens d'écoulement des eaux usées de l'installation de traitement des eaux usées est indiqué dansFigure 1.
2.4 Conception du flux de processus
2.4.1 Aperçu du processus
Les eaux usées domestiques du projet passent à travers une fosse septique pour le prétraitement par sédimentation et filtration, puis, avec les eaux usées de production collectées dans le réservoir de stockage, passent à travers un tamis à barres pour la filtration. Après filtration, il est envoyé par une pompe de relevage vers le bac d'égalisation. Après homogénéisation et égalisation dans le bac d'égalisation, il entre dans l'unité de traitement biologique A²O. Cette unité comprend principalement un réservoir anaérobie, un réservoir anoxique et un réservoir aérobie, où se produisent des réactions biologiques telles que la dégradation de la matière organique, la nitrification et la dénitrification, ainsi que la libération et l'absorption du phosphore pour purifier la qualité de l'eau des eaux usées.
2.4.2 Conception du processus
(1) Sédimentation et filtration des fosses septiques : Les eaux usées domestiques pénètrent dans la fosse septique par des canalisations. La fosse septique utilise les principes de sédimentation et de fermentation anaérobie pour éliminer les matières organiques en suspension des eaux usées domestiques.
(2) Réservoir de stockage : les eaux usées de production pénètrent dans le réservoir de stockage par des canalisations pour le stockage. Le réservoir de stockage adopte une conception rectangulaire fermée, ce qui permet d'éviter efficacement l'émission de gaz odorants.
(3) Tamis à barres : filtre principalement les grosses matières en suspension dans les eaux usées pour assurer le bon fonctionnement des unités de pompage et des structures et équipements de traitement ultérieurs.
(4) Réservoir d'égalisation : Afin de fournir les meilleures conditions pour le traitement ultérieur, le débit et la qualité de l'eau des eaux usées doivent être ajustés. L'homogénéisation et l'égalisation du débit et de la qualité de l'eau peuvent non seulement améliorer la traitabilité des eaux usées, réduire la charge d'impact pouvant survenir lors de l'étape de traitement biochimique, diluer les substances toxiques pour les micro-organismes, mais également refroidir les eaux à haute température- rejetées à court terme. Un contrôleur de niveau de liquide est installé dans le réservoir d'égalisation, puis un signal est transmis via l'instrument de contrôle du niveau de liquide et les eaux usées sont envoyées par la pompe de relevage vers le réservoir anaérobie.
(5) Réservoir anaérobie : Le processus anaérobie utilise une série de chicanes installées verticalement pour faire circuler les eaux usées traitées de haut en bas le long des chicanes du réacteur. Grâce au biogaz généré dans le réacteur lors du processus de traitement, les solides microbiens du réacteur subissent des mouvements de dilatation et de sédimentation de haut en bas dans chaque compartiment formé par les chicanes. A ce moment, le flux d'eau dans l'ensemble du réacteur se déplace horizontalement à une vitesse relativement lente. Etant donné que les eaux usées s'écoulent autour des chicanes sous l'action des chicanes, la longueur totale du trajet d'écoulement dans le réacteur augmente. De plus, grâce à l'effet bloquant des chicanes et à la sédimentation des boues, les solides biologiques sont efficacement retenus dans le réacteur. Ce processus nécessite également un chauffage par circulation. Les eaux usées restent dans ce réservoir pendant 4 heures pour être traitées.
(6) Réservoirs anoxiques et aérobies : ce processus utilise une charge modifiée biologiquement induite comme noyau. En modifiant le microenvironnement, les souches bactériennes sont amenées à muter dans une direction définie, de sorte que les bactéries anaérobies oxydant l'ammoniac se multiplient continuellement, obtenant ainsi une oxydation anaérobie stable de l'ammoniac. Ce processus ne nécessite aucun ajout de produits chimiques, induisant principalement une variation génétique des micro-organismes. Le réservoir biochimique aérobie est rempli d'un emballage biologique creux à double -sphère, de sorte que les processus aérobies et anaérobies se déroulent simultanément. Les eaux usées restent dans le réservoir anoxique pendant 4 heures puis entrent dans le réservoir aérobie pour être traitées, avec une durée de traitement d'environ 8 heures.
(7) Bassin de décantation secondaire : Après traitement anoxique et aérobie, les eaux usées s'écoulent d'elles-mêmes dans ce bassin. Une grande quantité de boues activées perdues et de films bactériens tombés se déposent dans ce réservoir. Les sédiments sont périodiquement pompés par une pompe de retour et renvoyés vers le réservoir anaérobie pour un traitement ultérieur de digestion anaérobie, réduisant ainsi la teneur en matière organique et en matières en suspension dans les eaux usées rejetées. Après sédimentation, les boues sont renvoyées vers le réservoir anoxique pour être réutilisées, et les eaux usées pénètrent ensuite dans le réservoir d'eau propre par des canalisations. Les eaux usées restent dans ce réservoir pendant 2 heures.
(8) Réservoir d’eau propre : Après traitement, les eaux usées pénètrent dans le réservoir d’eau propre pour la désinfection aux ultraviolets. Ce réservoir sert à stocker les eaux usées traitées qui répondent aux normes. Les eaux usées peuvent être utilisées pour l'irrigation goutte à goutte des arbres forestiers.
Le flux de processus et les points de génération de pollution de l'installation de traitement des eaux usées sont indiqués dansFigure 2.
3 Résultats et analyse
L'échelle de l'installation de traitement des eaux usées du projet est de 5 m³/j, et le processus de traitement est le « processus d'oxydation biologique par contact A²O ». Grâce au suivi des résultats de fonctionnement du processus, les principaux paramètres de qualité de l'eau sont affichés dansTableau 2. La qualité de l'eau des effluents répond à la norme de culture sèche de la « Norme de qualité de l'eau d'irrigation des terres agricoles » (GB5084-2005). Les eaux usées sont utilisées pour l'irrigation goutte à goutte des arbres forestiers, garantissant que l'entreprise rejette les polluants conformément à la loi et répond aux normes de rejet, avec des avantages et des perspectives économiques élevés.
| Tableau 2 Paramètres de qualité de l'eau des effluents | |
| Paramètre | Valeur |
| CODcr | < 200 mg/L |
| DBO5 | Inférieur ou égal à 100 mg/L |
| SS | Inférieur ou égal à 100 mg/L |
4 Conclusion
Dans cet article, en fonction des caractéristiques des eaux usées du vin, le processus d'oxydation par contact biologique A²O a été sélectionné de manière flexible comme processus central pour une conception technique pertinente. Les données de surveillance des opérations montrent que les eaux usées organiques à haute concentration contenant du vin peuvent être traitées efficacement par ce processus et que la qualité de l'eau des effluents est grandement améliorée. Le processus d'oxydation par contact biologique A²O présente les avantages d'une efficacité d'élimination élevée de la DCO et de l'azote ammoniacal, d'un fonctionnement stable, d'une forte résistance aux charges d'impact, d'un fonctionnement et d'une gestion pratiques et de faibles coûts d'exploitation. C'est la tendance de développement de la technologie de traitement des eaux usées de la production vinicole. Ce document fournit une solution réalisable et une référence de processus stable et fiable pour le traitement des eaux usées du vin, et présente une certaine valeur d'application et une certaine importance en matière d'orientation technique.