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中國白酒企業釀酒廢水處理現狀與展望

2024-04-02 01:46李蓓遙黎崎均高志淵鄭興文
釀酒科技 2024年2期
關鍵詞:釀酒工藝流程廢水處理

李蓓遙,蘇 建,孫 銅,黎崎均,高志淵,鄭興文*

(1.四川輕化工大學化學與環境工程學院,四川自貢 643000;2.宜賓五浪液股份有限公司,四川宜賓 644000)

白酒作為我國特有的蒸餾酒品種,有著三千多年的發展歷史,對我國國民經濟建設和發展起著舉足輕重的作用。白酒是以淀粉質或糖質植物作為原料,加入發酵劑后,經過原料粉碎發酵、蒸餾、貯存及勾兌等工藝而制成的蒸餾酒。在此過程中會產生大量廢水,即釀酒廢水。釀酒廢水通常分為低濃度有機廢水和高濃度有機廢水。前者主要包括冷卻水、洗瓶水、場地沖洗水,其污染物濃度較低,可以循環利用或處理后可直接排放;后者指底鍋水、黃水、糧食浸泡水等,富含淀粉、還原糖、有機酸、酯類、醇類等有機物,是引起環境污染的主要原因[1]。據統計,每生產1 t 白酒就要排出12~20 t 廢水[2],這使得釀酒成為我國排放有機污染物濃度最高的行業[3]。釀酒廢水具有高化學需氧量(COD)、生化學氧量(BOD)、懸浮物(SS)、可生化性好等特點,若將廢水直接排放,則會造成水體的嚴重污染。本文就目前釀酒廢水的處理現狀、工藝與流程、技術特點等進行了總結介紹,并對釀酒廢水的處理和資源化利用進行了展望。

1 釀酒廢水處理工藝概述

目前,釀酒廢水的處理主要從達標排放為主,主要的處理技術如圖1 所示,包括物理化學技術、生物技術和聯用技術等。此外,許多研究者還采用新技術如電解法[5]、催化法等[7]對白酒廢水的處理進行了研究。在這些處理技術中生物技術和聯用技術憑借高效、綠色、經濟等特性在釀酒廢水治理中脫穎而出并占主導地位。釀酒廢水由于有機物濃度高、懸浮顆粒多、B/C 值較大等特點,利用單一技術手段進行處理,往往難以達到排放標準,因此在實際處理中多采用聯用技術。通常釀酒廢水處理過程包括預處理、主體生化和深度處理[10]。

圖1 釀酒廢水常見處理技術及分類

1.1 預處理

釀酒廢水中通常含有谷殼、麥麩、破碎糧食顆粒等懸浮物質,懸浮物濃度較高,為避免管道等設施的堵塞和保障后續處理設施正常運行,對廢水進行預處理以實現廢水中懸浮物的去除就顯得十分必要。通常釀酒廢水中懸浮物的去除主要是通過沉降、離心或氣浮等方式來實現的,包括柵/篩網、調節池、氣浮池、沉淀池等物理分離設施。另外,為了降低后續生化處理的難度,預處理也常常包括混凝、微電解、水解酸化和高級氧化等手段或措施[11]。釀酒廢水pH 值低、水質水量變化大以及大分子有機物含量高,并不能直接被微生物所利用,常通過設置調節池來穩定pH 值和水質水量,設置水解酸化池將大分子有機物轉化為小分子有機物,提高釀酒廢水的可生化性,以此減輕生化處理及后續處理的負荷,為其深度處理創造良好的條件。

1.2 主體生化

釀酒廢水屬于典型的高濃度有機廢水,可生化性強,但水質成分復雜,采用單一的水處理工藝很難實現達標排放。因此,釀酒企業大多采取厭氧和好氧結合的復合工藝來進行處理。厭氧工藝具有投資少、效率高、耗能低、負荷高等優點,并能利用產生的甲烷氣供熱等,特別適用于處理高濃度的有機廢水如“黃水”“底鍋水”“發酵盲溝水”等。常見適合于釀酒廢水處理的厭氧處理生物反應器有上流式厭氧污泥床反應器(UASB)、內循環厭氧反應器(IC)、厭氧膨脹顆粒污泥床(EGSB)、上流式污泥床-過濾器(UBF)、折流式厭氧反應器(ABR)和厭氧過濾器(AF)等。厭氧生物法處理技術盡管可大幅降低COD 和BOD5,但對總磷和氨氮的去除效果有限。好氧法處理白酒廢水中磷酸鹽和氨的效果好,常用的方式有序批式活性污泥法(SBR)、周期循環活性污泥法(CASS)、膜生物反應器(MBRs)、固定床生物膜反應器(FBBRs)、移動床生物膜反應器(MBBRs)以及生物接觸氧化法等。好氧處理設備由于投資大、能耗高、有機負荷低,一般適合處理中、低濃度的有機廢水。因此,國內大部分白酒生產企業采用厭氧好氧聯用工藝處理釀酒廢水,充分利用了厭氧工藝和好氧工藝對COD 的耐受性差異,結合了兩種工藝的優勢,不僅實現了釀酒廢水中有機污染物、氨氮以及總磷的有效去除,而且通過厭氧作用生成沼氣,進一步實現了資源化利用,為釀酒企業綠色低碳發展做出了重要貢獻。

1.3 后處理

經主體生化處理后,由于色素的存在釀酒廢水仍為紅褐色或黑褐色。因此,釀酒廢水的后處理要解決色度和懸浮物的問題,通常采用的方法有:吸附法、膜過濾法、催化氧化法、混凝沉淀法等。

2 國內白酒企業釀酒廢水處理

隨著水處理技術的發展和完善,我國大型白酒企業大多具備自己獨特的污水處理工程,形成了以厭氧生物處理工藝為主,預處理、好氧微生物工藝和深度處理工藝為輔的處理方式,優勢在于工藝穩定,處理后的水質符合國家的排放要求,且厭氧所產甲烷可供熱或發電,極大提高了釀酒廢水處理的經濟性。下面對文獻報道的我國白酒生產企業的釀酒廢水處理工藝進行了總結。

2.1 UASB+好氧處理工藝

2.1.1 UASB+SBR處理工藝

UASB,即上流式厭氧污泥床反應器,因其容積負荷高、水力停留時間較短、結構緊湊、操作運行簡單以及適用范圍廣等特性,在釀酒廢水的厭氧處理中應用較多。由于釀酒廢水水質復雜,在實際過程中采用單一的厭氧處理并無法滿足釀酒廢水處理的需求,因此,其往往與其他好氧處理聯用,才能實現釀酒廢水達標排放。

四川五糧液集團根據白酒生產的工藝技術特點和水質特性選擇采用兩級常溫UASB-UBF-SBR工藝處理生產廢水[12],其工藝流程如圖2 所示。在窖房酒鍋處設置濾網攔截回收糠殼及淀粉,在各管網交匯處設置沉井,廢水進入酸化調節池前再次集中除渣,去除廢水中的大顆粒雜質及懸浮物,之后廢水進入酸化調節池預處理,實現水質、水量調節和廢水可生化性的提高,極大地保障了UASB 裝置的運行穩定性。經長時間運行,各單元設計COD去除率為:酸化調節池20 %,兩段UASB 為95 %,SBR 為75 %。除此之外,該工藝運行過程中無需化學藥劑調節pH 值,僅前段有機污染物的去除率就大于95 %,具有一池多能特點的酸化調節池在整個釀酒廢水處理過程中發揮了重要作用。

圖2 四川五糧液集團白酒廢水處理工藝流程圖

四川綿陽市豐谷酒業有限責任公司采用了類似的釀酒廢水處理工藝[13],其具體的工藝流程為:廢水→除渣機→調節池→水解酸化池→UASB 池→SBR 池→過濾池→水生生物凈化池→排水口在線監測→排水。釀酒廢水經過好氧、厭氧微生物水解酸化,再進行厭氧微生物消化,把有機物轉化成沼氣和污泥,污水流入SBR 池內進行曝氣,以消化水中的有機物和無機物,并轉化成氣體溢出,同時形成其他有機體浮游于水中排出或結成固體顆粒沉降;又通過水生動植物的新陳代謝作用,消化水中的有機體,達到凈化水質的目的。豐谷酒業在白酒廢水治理運行過程中,通過對生態系統的分析、研究,逐步改進,各種產物都得到了很好的利用,整個廢水治理中的生態系統既起到環保作用又收到良好的經濟效益。

青島第一釀酒廠同樣采用了UASB-SBR 聯合工藝處理釀酒精廢醪[14],具體流程為:沉砂降溫→固液分離→酸化調節→厭氧消化→氣浮除渣→SBR 好氧處理。廢水經處理后,懸浮物和化學需氧量的去除率都在95%以上,pH 值由處理前的平均4.5 提高到處理后的7~8,污水處理設施出水口處的出水指標也均達到了國家污水綜合排放標準一級排放標準,固液分離出來的醪渣作為飼料添加劑出售,厭氧過程產生的沼氣也為該公司帶來經濟效益。

河北衡水老白干釀酒(集團)有限公司采用DDG-UASB-SBR 工藝處理玉米酒精糟液,流程如圖3 所示[15]。玉米酒精糟COD 高,直接處理,投資較大,且玉米酒精糟的蛋白質含量大于28%,飼用價值很高,故采用固液分離,固體糟經干燥后作飼料。固液分離后的濾液CODcr降到25000 mg/L 以下,后續采用UASB-SBR 工藝。經處理的排放水,其BOD5、CODCr、SS、pH 值等均符合GB 8978—1996 污水綜合排放標準的有關規定。實踐證明,該工藝運行穩定、可靠,處理效率高,投資少,占地面積小,DDG 飼料和沼氣回收,提高了企業經濟效益,避免了資源浪費,實現了循環經濟。

圖3 河北衡水老白干釀酒(集團)有限公司釀酒廢水處理工藝流程圖

湖北黃鶴樓酒業咸寧生態釀酒基地的廢水處理采用預處理-UASB-SBR-BAF(C)-BAF(N)-氣浮-纖維球過濾-紫外線消毒的工藝[16],工藝流程圖如圖4 所示。經處理,廢水的SS、BOD5、COD 去除率達99%以上,NH3-N 去除率達97%以上,排放水質達到《發酵酒精和白酒工業水污染物排放標準》GB 27631—2011 要求,且該工藝有效治理了有害氣體CH4的排放,并將其轉化為電能,創造了良好的經濟效益。

圖4 湖北黃鶴樓酒業咸寧生態釀酒基地釀酒廢水處理工藝流程圖

2.1.2 UASB+接觸氧化工藝

貴州某白酒企業地處赤水河支流,以高粱為主要原料,生產醬香型白酒,產生大量污染極為嚴重的釀酒廢水,該企業采用UASB+缺氧+二級接觸氧化法為主體處理工藝進行處理[17],其工藝流程見圖5。

圖5 貴州某白酒企業釀酒廢水處理工藝流程圖

全廠所有生產廢水混合后經機械濾網流入調節池,對進水量進行勻質調節,保證工藝運行的穩定。廢水用泵抽入混凝氣浮裝置中,去除廢水中的懸浮物,達到固液分離效果,以降低廢水中的有機污染物濃度,為后續處理做好準備。氣浮池出水進入UASB 反應器進行厭氧反應,然后廢水進入缺氧池,在缺氧池內進行反硝化脫氮,后進入兩級生物接觸氧化池,通過池底曝氣對廢水進行充氧,并使池體內廢水處于流動狀態,以保證廢水與廢水中的填料充分接觸,在好氧的條件下,通過好氧微生物的新陳代謝作用將廢水中的高濃度有機污染物去除。二級生物接觸氧化池出水進入混凝沉淀池,通過投加混凝劑去除廢水中的懸浮物,后進入化學除磷池中,通過投加鋁鹽去除廢水中的磷,使其達到GB 8978—1996 污水綜合排放標準中的一級標準排放。該工藝的特點是通過厭氧降解高濃度有機廢水的COD 指標,好氧進行補充處理,增加的缺氧池通過混合液回流能有效的去除廢水中的氨氮,整個系統運行平穩,耐沖擊負荷能力強,且具有高效低耗、結構緊湊、占地面積小的優點。

河南省宋河酒業股份有限公司的釀酒廢水采用的是兩級UASB-絮凝沉淀-兩級好氧濾池工藝處理[18],流程如圖6所示。廢水進入格柵井,初步去除大顆粒固體雜物,用污水泵把水輸進調節池,在調節池中污水進行混合,存盈補缺,如果溫度低還可以在此加熱,使水溫升到25 ℃以上。用泵將污水送到一級厭氧池,污水從池底布有小孔的數根管道均勻進入池中,在水流上升過程中有機物與厭氧菌種作用而降解,氣體也隨著上升進入三項分離器的集氣罩,排出后集中處理,反應過程中產生的污泥從池底排泥管送入污泥濃縮池。上升的水流通過溢水口以自流方式進入二級厭氧池,使有機物進一步降解,再自流到絮凝沉淀器,在這里可以加藥使大量懸浮物絮凝下沉,排入污泥系統。廢液以自流方式進入一、二級好氧濾池,在這里用羅茨鼓風機進行曝氣,使有機物與好氧菌接觸,進一步降解到排放標準以下。工藝運行結果表明,廢水經處理后,COD 和SS 均低于GB 8978—1996 污水綜合排放標準中的二級排放標準,并且該工程操作彈性大,對COD、溫度、流量變化適應性較強。

圖6 河南省宋河酒業股份有限公司釀酒廢水處理工藝流程圖

湖北省勁牌酒業有限公司毛鋪基酒基地采用圖7所示的UASB-生物接觸氧化法-活性污泥法處理釀酒廢水[19],運行結果表明進水CODcr濃度在10000 mg/L 以下時,出水CODcr、BOD5等各項污染物指標均達到國家污水綜合排放標準的一級標準。該工藝中好氧處理采用氧化溝池型(橢圓型)的活性污泥法,出水部分回流與進水混合,稀釋了進水濃度,大大提高了處理效率,同時以此取代了常規處理白酒廢水采用的氣浮工藝,降低污泥的含水率,節省了藥劑費用,降低了運行成本。整個廢水處理系統運行平穩,耐沖擊負荷能力強,具有高效低耗、結構緊湊、占地面積少、污泥產量少、操作管理方便、運行可靠等特點。

圖7 湖北省勁牌酒業有限公司毛鋪基酒基地釀酒廢水處理工藝流程圖

湖南湘泉集團酒鬼酒股份有限公司采用的是UASB-生物接觸氧化-氣浮的工藝處理廢水[20],好氧處理部分采用二級串聯接觸氧化池,泥水分離采用氣浮工藝,處理流程如圖8 所示。高濃度生產廢水經格柵截阻漂浮狀態污物,在沉淀池內去除一部分懸浮顆粒。通過調節池,加堿調勻釀酒廢水的酸性水質,加鹽提供后續生物處理的營養物。當水溫較低時,開啟加熱器使水溫升至中溫,提高UASB反應器對BOD、COD、SS 等的去除率。廢水在UASB 反應器中經過厭氧處理后污染物濃度大幅降低,至一級接觸氧化池進行好氧處理,一級氧化后的出水再進入二級接觸氧化池進行殘留有機污染物的處理。接觸氧化過程中,填料表面脫落下來的生物污泥含有大量氣泡,因此須采用氣浮工藝將這些接觸氧化過程中脫落的生物膜和剩余的無機污染物轉化成浮渣,并從廢水中分離出來實現固液分離。經整個流程處理后的達標水直排浪頭河。當污染物濃度超標時,送二級接觸氧化池,處理后排放。運行結果顯示,廢水經處理后,COD 為150 mg/L,BOD為30 mg/L,SS為150 mg/L,達到了GB 8978—1996污水綜合排放標準中的二級排放標準。

圖8 湖南湘泉集團酒鬼酒股份有限公司釀酒廢水處理工藝流程圖

青海省青稞酒廠是國內最大的青稞酒生產基地,該廠采用圖9所示的UASB-生物接觸氧化處理工藝處理釀酒廢水[21],該工藝的運行結果顯示該工藝污水處理效果明顯,出水指標要求達到了GB 8978—1996污水綜合排放標準中一級排放標準。

圖9 青海省青稞酒廠釀酒廢水處理工藝流程圖

湖南某白酒生產企業采用了圖10 所示的“沉砂/集水池+斜篩/pH 調節+UASB+好氧”的處理工藝路線處理廢水[22]。前端采用“沉砂/集水池+斜篩過濾/pH 調節(冷卻塔)”的物化預處理工藝,可以有效去除廢水中無機顆粒以及密度比較大的有機懸浮物,降低廢水中懸浮物SS 的濃度,同時通過投加液堿來提高廢水pH 值,保證厭氧系統的處理效果。然后通過“厭氧+好氧”生化組合處理工藝,對廢水中的有機污染物進行徹底降解,確保各項出水指標達到設計標準。實際調試運行表明,該工藝技術路線選擇合理,系統出水COD、BOD分別為60~80 mg/L和8~15 mg/L。

圖10 湖南某白酒生產企業釀酒廢水處理工藝流程圖

貴州省某名酒工業園采用的是兩級UASB+A/O 反應+BAF 組合工藝[23],經圖11 所示的工藝處理后,廢水中的污染物質能被有效去除,COD、BOD5、SS、NH3-N 去除率分別為99.6 %、99.6 %、95.1 %、85%。出水的水質達到GB 27631—2011 發酵酒精和白酒工業水污染物排放標準中企業水污染排放限值。該工程實例證實,利用兩級UASB+A/O 反應+BAF 組合工藝處理白酒高濃度廢水效果顯著,能有效去除高濃度的COD 和BOD 等有機物質,特別是增加了后續工藝BAF 工藝,能有效保證COD出水到100 mg/L以下。

圖11 貴州省某名酒工業園釀酒廢水處理工藝

安徽金沙酒業有限公司根據該公司釀造廢水中有機物濃度較高、氨氮濃度較低、可生化性較好的特點,采用兩級預處理加兩級厭氧處理,再加A/O 工藝處理方法[24],工藝流程如圖12 所示。運行結果顯示,一級厭氧處理不能達到理想的廢水處理效果,因此,采用UASB 厭氧反應器和高效厭氧生物濾池兩級厭氧處理,去除大部分有機物,減輕了后續好氧處理工藝的處理壓力,達到較好的處理效果,經該工藝處理后,廢水中的COD、BOD5等指標均能達標。

圖12 安徽金沙酒業有限公司釀酒廢水處理流程圖

2.1.3 UASB+CASS工藝

四川沱牌集團白酒廢水綜合治理工程所采用的是預處理-UASB+CASS 工藝[25],工藝流程如圖13所示。通過試運行期間的調試,污水處理各單元能連續正常運行,處理后的出水持續穩定達標,正常運行中,CASS 池平均MLSS 約為5.0 g/L,SV30約為70%。

圖13 四川沱牌集團白酒廢水處理工藝流程圖

安徽文王釀酒股份有限公司也采用了相似的處理工藝,處理流程如圖14 所示[26]。運行結果表明,酒精廢醪經固液分離后,采用“兩級UASB-CAAS”組合處理,處理后的廢水COD 去除率達99.4 %,BOD去除率99.6%,出水COD低于150 mg/L,BOD5低于50 mg/L,達到了GB 8978—1996 污水綜合排放標準的要求。

圖14 安徽文王釀酒股份有限公司釀酒廢水處理工藝流程圖

2.2 其他厭氧-好氧聯用工藝

瀘州某白酒釀造廠采用如圖15 所示的預處理-AF-ABR-CASS 工藝處理廢水[27],結果表明,經該工藝處理后,廢水中COD、BOD5、SS、氨氮、TP、TN 等指標濃度均能達到GB 8978—1996 污水綜合排放標準一級排放標準。廢水經收集管網在集水井中聚集,經粗細格柵過濾后,再由提升泵泵入旋轉式固液分離機,去除較大懸浮物。廢水經pH 值在線檢測系統進行加堿調節,之后進入調節池進行水量和水質的充分調節,以便達到微生物生長所需要求。調節池出水先泵入前3 個并聯的AF 池,后依靠液位差流經3個串聯的AF池,之后進入5個串聯的ABR 池,通過厭氧生物降解去除污水中大部分的COD,經厭氧反應區處理后的廢水再泵入高效氣浮系統,之后加絮凝劑去除廢水中殘留的厭氧污泥及懸浮物,再流入CASS 反應池進行好氧處理。CASS 出水流入氧化塘進行加藥除磷,后流經在線監測站達標排放。該工藝具有運行穩定、耐沖擊負荷能力強、運行管理自動化、處理成本低、去除效率高、效益明顯等優點。

圖15 瀘州某白酒釀造廠白酒廢水處理工藝流程圖

四川省古藺郎酒廠采用ABR+接觸氧化組合工藝處理釀酒廢水,工藝流程見圖16[28]。工程實踐表明,接觸氧化組合工藝具有容積負荷率高、處理能力強、抗沖擊能力好、運行經濟穩定、投資少、維護省、節約占地面積等優點,是一種很具有吸引力的處理技術。

圖16 四川省古藺郎酒廠釀酒廢水處理工藝流程圖

廣東省九江酒廠有限公司采用兩級EGSB-生物接觸氧化法[29],工藝流程為:廢水→沉淀池→配水池→提升泵→EGSB 反應器→排水。通過該工藝的運行結果顯示,EGSB 反應器出水COD 去除率保持在80%以上,這表明應用EGSB 厭氧反應器能有效地降低酒糟中的有機物。

廣西桂林湘山酒業有限公司所產生的釀酒廢水采用的是中和混凝沉淀-IC 厭氧反應器-接觸氧化-曝氣生物濾池工藝進行處理[30],其工藝流程如圖17 所示。運行結果表明,該工藝對釀酒廢水CODCr、BOD5、SS 和TN 去除率分別為99.6 %、99.4 %、98.1 %和86.8 %,出水水質達GB 27631—2011 發酵酒精和白酒工業水污染物排放標準中污染物排放限值。同時,該工藝的特點是采用下向流曝氣生物濾池,氣水為逆向流,空氣在一定程度上阻止水流將污水中的固體物質帶入濾床深處,從而使固體物質聚集在濾池的表面,濾池容易堵塞,使運行周期變短。

圖17 廣西桂林湘山酒業有限公司釀酒廢水處理工藝流程圖

貴州醇酒廠污水處理的方案為沉降池及循環水池處理,在沉降池中加入人為培養硝化菌和光合細菌,利用廢棄的陶壇和陶瓶及再生顆?;钚蕴孔鳛橄趸街d體和吸附劑,增設三級處理,工藝流程如圖18 所示[31]。COD 濃度的降低率分別為84.79 %、89.30 %;TSS 濃度由118.11 mg/L 降低至0;pH 值由7.88 上升至8.50。貴州醇酒廠地處滇、黔、桂三省交界處,地勢呈東低、南北西高的態勢,利用地勢落差特點,采用固液分離,多級污泥厭氧分解,多級有氧硝解和活性炭吸附及冷卻水保溫等一系列手段,進行污水處理,整個過程呈自流式,處理費用極低,操作管理簡單,可行性強。

圖18 貴州醇酒廠污水處理工藝流程圖

2.3 其他處理工藝

山東銀河酒業集團廢水采用的是固液分離-厭氧消化-化學混凝三段處理工藝方法處理廢水[32],工藝流程圖如圖19 所示。該工藝采用的復合厭氧反應器是由兩個同心圓組合而成,結構見圖20。內圓為上流式固體污泥床(USR),外圓為污泥沉淀床(SSB)。USR 由于其特殊的構造,使之能產生非常高的厭氧消化效率,COD 去除率達90%以上,SSB 主要起載留污泥和分離污泥的作用,最后使復合厭氧反應器排出的厭氧出水COD 濃度低于3000 mg/L,SS 濃度低于2000 mg/L,用其他類型的厭氧反應器處理這種高有機物濃度、高懸浮物濃度的廢水是難以達到的。由于復合厭氧反應器的出水水質好,后續處理直接采用化學混凝方法就可以達標,不但省去了耗能耗資的好氧處理環節,也節省了工程投資,節約了運行費用。

圖19 山東銀河酒業集團釀酒廢水處理工藝流程圖

圖20 復合厭氧反應器

江蘇省洋河集團有限公司根據其產生的廢水水質特點采用的是水解酸化-生物接觸氧化-氣浮的工藝處理廢水[33],具體的工藝流程如下:車間污水→機械格柵→集水井→調節池(兼氧池)→好氧生化池→高效氣浮→清水排放。運行結果顯示,處理后廢水SS 下降,廢水顏色澄清,CODcr下降至30~55 mg/L,BOD5下降至5~20 mg/L,其他指標也達到排放標準。

亞洲釀酒(廈門)有限公司根據廢水中的主要污染物為有機物,BOD5/CODcr值為0.5~0.6,選擇水解酸化-低負荷活性污泥的工藝處理廢水[34],采用完全生化處理,通過微生物將廢水中的有機物降解成CO2、H2O等無毒無害的無機物,可避免投加藥劑造成污泥二次污染。其預處理系統處理工藝為:廢水→粗格柵→機械細格柵→集水井→水力細格柵→調節池。生化處理工藝:調節池→酸化水解池→低負荷活性污泥池→二沉池→達標排放。工程實踐顯示,該工藝CODcr的去除率超過95%,BOD5去除率高達98 %,出水水質達到DB 35/322—1999廈門市水污染物排放控制標準一級排放標準。

江蘇徐州房亭酒廠采用SBR 法對釀酒廢水進行降解[35],結果表明,SBR 法不僅對COD、BOD5有一定的去除率,同時在好氧-厭氧交替運行的條件下有一定的脫氮除磷效果,對氨氮和磷酸鹽的去除率最高分別達78%和90%,對SS 也有很好的去除率,達93 %。SBR 法處理釀酒廢水的最終處理結果為CODcr濃度244.6 mg/L、BOD5濃度102.3 mg/L、出水磷酸鹽和氨氮濃度分別為0.33 mg/L 和7.17 mg/L、SS 的出水濃度為12.7 mg/L、pH 值為6.8,雖然CODcr去除率不是很高,但都沒有超出污染物排放最高允限值,達到了國家允許的排放標準。

2.4 資源化處理

黃水經酯化酶作用,其有機酸類和醇類被轉化成含白酒香味成分的酯化液,酯化液可用于調酒、串蒸、灌窖、養窖,或者用作液體蛋白飼料的加工原料[36]。超臨界CO2萃取技術被應用于探索從釀酒副產物中提取酒用呈香呈味物質,給酒廠帶來了經濟效益的同時又減少了污染[38]。謝國排[40]利用黃漿水中的大量有機酸生產飲料、單細胞蛋白飼料、酯化液,利用黃漿水進行沼氣發酵等的應用,較全面體現了黃漿水的綜合利用價值。謝國排[41]以底鍋水為培養基培養己酸菌,己酸發酵產量得到提高。鄧漢森等[42]利用底鍋水進行酵母發酵,獲得菌體蛋白產物的同時底鍋水的COD 去除率高達77.33%,BOD 去除率高達72.19%。底鍋水還可以用作乳酸及乳酸鈣的加工原料,馮天煒[43]運用微生物發酵底鍋水,生產乳酸和乳酸鈣,經濟效益和環境效益顯著。周明羅等[44]探索用白酒釀造廢水制備微生物絮凝劑。郭婉茜教授團隊利用碳鏈增長技術(一種厭氧生物煉制方法)將釀酒廢水中殘留的高濃度乙醇、乳酸、短鏈脂肪酸等營養物質轉化為中鏈脂肪酸,從而變廢為寶,實現釀酒廢水資源化[45]。孫霞等[47]的研究表明新型微生物電解池可顯著促進釀酒廢水的處理并提高甲烷產生速率和能量回收率。關于釀酒廢水綜合利用的研究雖然較多,但實現工業化生產的卻有限。隨著國家環保政策的進一步收緊,環保要求越來越高,一種可以充分循環利用資源,同時兼顧環境、社會和經濟效益的治理方式是白酒行業廢水處理未來的主要方向。

3 總結與展望

隨著水處理技術的發展和完善,我國大型白酒企業形成了以“厭氧+好氧”聯合工藝為主的污水處理模式,并針對不同酒種的水質特點,因地制宜地采用了預處理和末端處理技術,通過長時間的運行監測,處理后的水質完全達到國家的排放要求。白酒釀造以糧食為原料,黃水、底鍋水等釀酒廢水中天然有機物含量高,具有極高的資源化利用價值。當前釀酒廢水中的有機資源利用率低,而且處理過程中附產的氣體和污泥對環境造成潛在威脅。隨著國家環保政策的進一步收緊和白酒企業規模的不斷擴大,對釀酒副產物分類單一處理模式已經不適合現代企業的發展需求,需從源頭探索統籌考慮三廢的綜合鏈式利用,打造白酒循環經濟生產鏈,提升白酒釀造的生態性,積極響應國家雙碳政策。

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