课题研究的意义

一、课题研究的背景和研究意义

“酒文化”是我国非物质文化遗产中不可缺少的重要一环，从古代发展至今已有了一定的规模性。伴随着我国经济产业的腾飞以及人民生活品质的提高，原本只有在大型宴会上才会用到的葡萄酒逐渐成为了人们日常生活中的常见饮品。近几年来，大批的葡萄酒品牌涌入国内，我国的葡萄酒销量逐年递增，与葡萄酒相关的产业也飞速发展。也每年的生产量超过百万吨。据资料显示，目前中国有近千余家葡萄酒生产企业。至此，我国已经是国际上葡萄酒生产力第一大国。查阅资料后我们可以得知，葡萄与废水的排出量比值大概在1：4左右。在这些肺水肿有着大量的污染物，如果未经处理直接排放，很容易造成水资源污染。除此之外，这些废水在不规范的排放过程中会滋生传播大量的细菌和病毒，影响生态环境和人类的正常生活。同时，长时间的水体污染所带来的臭味也会对周边住户带来影响。 所以，我们必须高度重视葡萄酒行业的废水处理。力求每项数据指标都达到国家标准。

1. 研究现状及其处理方法

下面我们用一张图来具体表现葡萄酒厂废水的产生途径。

现在我们可以知道的是，葡萄酒生产过程中的生产废水包括了四个部分——

①未进行发酵时

②发酵过程

③发酵后

④罐装过程

废水中的BOD则主要是来源于脂类物质，糖类以及少量蔗糖类物质。在上述的③，④步骤过程中，废水中还会大量产生与洗涤剂相关的污染物。需要引起注意的是，洗涤剂中的NaCIO和Ca(CIO)₂等会影响微生物的生长，并且进一步阻止葡萄酒的发酵。与此同时，强氧化性的二硫酸钠还会在中性环境中反应，进一步阻碍微生物的生成。

就像上面我们所提及的一样，伴随着葡萄酒的加工，生产，销售，这一系列过程中会产生大量，多种的污水，这些污水以及其中的有害物质会对生态环境造成不可挽回的巨大创伤。也正是因为其成分的复杂性，如果仅仅处采用一种方法处理，是无法使出水水质达到国家规定的排放标准的。考虑到这种情况，现在比较普遍的处理方法是同时使用多种方法处理葡萄酒废水，以达到最佳的处理效果。

1. 厌氧处理法

厌氧处理工艺在生物处理中是一个非常常见并且有效的手段，它的优点是处理效果好，动力消耗更小，运行成本低，在节能减排和高效利用方面都有是一种非常合适的选择。最重要的是，这项工艺能够直接对葡萄酒加工产生的废水进行处理。

1. 好氧处理法

在好氧处理法中，低浓度的有机废水缺有着更好的去除效果。这种处理方法的特点是工艺流程简单、工艺成本低、反应过程短、不易发生污泥膨胀现象、操作方式灵活多样、易于维修等等。生物膜法同样是一种被广泛使用的生物处理技术，这种处理法的本质是让细，真菌以及其他生物附着在滤料或者载体上进行生长，并使其在表面生成一层生物膜。这层膜在和污水接触后会自行分解，正如你所想的一样，伴随着分解过程的进行，污水中的有害物质也会被除去，从而到净化污水的效果，并且同时加速微生物的生殖繁衍。值得一提的是，这种方法的有机物去除率非常高，在最佳的操作条件下，COD的去除率能够达到70％以上。

1. 物理化学处理法

在上述表格中提到的方法里，其中蒸发是使用最广泛的一种方法，但是存在着时间长，占地大的缺点。离子交换法的能量消耗相对更小，但是在处理过程中需要添加强酸，容易发生氧化反应以及造成污染。反渗透法的去除效果最好，但是能量消耗相对最高，并且在进行反渗透前必须对废水进行预处理工艺，过于复杂。除此之外，芬顿试剂氧化法和臭氧氧化法也是十分常见的物化处理法手段之一，且多用于预处理工艺中。

1. 项目概况工艺方案选择

结合相关资料以及同类型的水质情况，参考生产废水/生活污水的相关指标后，最后了国家相关的执行标准，设计参数见下表所示。

表1.进水/出水指标参数

表2.废水预期去除率

前面我们说过，葡萄酒厂产生的生产废水以及生活污水主要来自两部分——

①葡萄酒加工过程中自然产生的生产废水

②生活污水排放

因为排放的生产废水可能为酸性，所以需在过程中设置pH调节池，必要时需要将污水调节中和至中性。同时因为污水中存在着固体悬浮物，还需要添加筛网以便于对这些悬浮物进行过滤分离。

由于BOD₅的进水浓度在9000mg/L左右，高于好氧处理的进水要求，所以需要先进行厌氧处理再进行后续反应。这里考虑到处理效果和成本估算的话，我们采用UASB CASS组合处理。

因为生活污水中还有一定量的氨氮，需要对其进行脱氮处理，我们这里采用占地面积小、易于操作的CASS脱氮工艺，可以有效地除氮的同时，工程投资和运行成本都很低。

在非生产期，仅有生活废水排放时，使用管道阀门进行控制，让生活污水经过筛网过滤后直接进入CASS池进行反应。

总的来说，CASS相对的安全性，高效性让我们最终选择了以它作为我们处理过程中的核心部分。

1. 预期成果

从以上的资料研究和方案设计中，我们可以较系统地了解到，葡萄酒厂的污水排放的设计背景、产生来源以及现代国内外常用的高科技的处理手段与工艺。同时也对我们本次研究的基本概况和技术工艺做了一定的准备。在后期的时间里，我们的主要研究内容为针对废水性质，要求提出合理的治理方案，布置计算并且绘制出相应的平面图，高程图。