釀酒廢水資源化關鍵技術及其應用研究

我國是釀酒大國，釀酒行業發展異常迅速。2013年全年行業完成總產量7 511.88萬千升。但釀酒過程中需要消耗大量能源和排放大量的污水、廢糟等廢棄物，嚴重污染環境。如啤酒廢水屬中等濃度有機廢水，生產1噸啤酒可排出廢水15～30噸，COD約為1 000～2 500 mg/L；酒精廢水屬高濃度有機廢水，以玉米或薯干為原料，每生產1噸酒精將排放廢液13～16噸，其COD為40 000～50 000 mg/L。促進釀造行業有機廢水的深度處理和資源化利用，是釀造行業面臨的重要問題。

江南大學的阮文權教授團隊針對我國釀造行業所產生的有機廢水處理過程中的關鍵技術和基礎科學問題進行了系統研究，開發出有機廢水高效資源化的共性關鍵技術，并通過對關鍵技術的集成應用于啤酒、白酒、葡萄酒和黃酒生產廢水的工程處理，成功實現了廢水的資源回收，形成了釀酒廢水的厭氧（能源回收）-好氧 （除磷脫氮）-深度處理 （再生）的技術路線，并取得了一系列創新性成果。CN200910032414.1公開了一種沼氣提升式強化厭氧反應器及其應用，其由兩個上下重疊的厭氧反應室串聯組成。用下面第一個厭氧反應室產生的沼氣作為動力，實現了下部混合液的內循環，使廢水獲得強化的預處理。上面的第二個厭氧反應室對廢水繼續進行后處理，使出水達到預期的處理要求。該發明采用內、外循環和沼氣循環的復合循環方式，改善微生物與基質之間的傳質條件，加快反應速率，提高污水處理效率。CN200910032478.1公開了一種多級環流好氧處理技術，其每級好氧反應裝置采用上下分層的方式將好氧反應裝置分為上下兩部分，下部采用傳統的風機曝氣，上層采用表面曝氣，并推動水流，形成循環流動，采用多級好氧反應裝置組合的方式形成多級環流好氧反應，COD去除率達到90%以上。CN200810023559.0為葡萄酒釀造中廢水的處理方法，其處理效率高，能耗小，處理程度高，并對能源循環利用，可以做到廢水的零排放。其特征在于：其包括以下步驟，調酸、固液分離、預酸化處理、厭氧反應、三段式生物反應、沉淀處理、混凝反應、砂濾、消毒及排放、污泥處理，最后排放。CN200510094484.1公開了一種由新型膨脹顆粒污泥床(EGSB)反應器和計算機監控系統組成的全自動化高效產沼氣的厭氧處理有機廢水的裝置。它既可以有效地處理有機廢水，同時又可以高效的生產沼氣。CN200610040925.4公開的產沼氣的廢水處理裝置由一個新型自循環厭氧反應器和計算機監控系統組成，其核心自循環厭氧反應器由兩個上下重疊的厭氧反應區串聯組成，兩個反應區上部各設置一個氣-固-液三相分離器，下部的反應區處于極端的高負荷，上部的反應區處于低負荷，三相分離器對污泥可以自行分離沉降返回反應器主體并分別收集沼氣，反應器內部能夠形成液體自循環，使有機物與顆粒污泥的傳質過程加強，處理能力得到提高；占地面積小、能處理高濃度有機廢水并能產生生物能源――沼氣。CN200620069241.2公開了一種處理有機廢水的環流式好氧生物反應器(JLCR)，其采用內外套管的射流管，下部置有導流筒，融合了射流曝氣、生物流化床、深井曝氣等工藝技術特點，使反應系統中物料間的混合、傳質得到顯著的改善，從根本上解決了污水處理過程中氧傳質受限的問題。鄒華、魏學軍、阮文權等（2007）研究了IC反應器處理糖蜜酒精廢水的效果，考察其COD及硫酸鹽的去除率、沼氣的產量和組分等。結果表明反應器對于COD為5000～10 000 mg/L的中、高濃度廢水去除效果良好。王濤（2010）以青島啤酒股份有限公司青島啤酒二廠的生產廢水為處理對象,針對原主體工藝UASB-射流曝氣存在的問題開發高效厭氧反應器和倒置AAO工藝對啤酒生產廢水的處理，優化厭氧與好氧組合工藝,通過回流、緩沖等技術手段，提高混合強度和控制厭氧微生物的濃度，強化厭氧反應器的生物反應過程，利用兼氧好氧反應交替運行，形成穩定的除磷脫氮菌群，使得氮磷得到很好的去除。

通過工藝技術的創新，核心反應器裝備的自主研發、輔助裝備的集成應用，實現釀酒廢水的高效低耗的深度處理，提升資源化技術水平，達到社會效益、環境效益和經濟效益的高度統一，對釀酒產業結構調整和產業可持續發展具有極其重要意義。