白酒廢水循環利用的治理技術研究

曹 奇

（江蘇雙溝酒業股份有限公司 江蘇宿遷 223900）

白酒是我國特有的傳統酒品，主要以糧食作物，如小麥、高粱、玉米等，采用人工窖藏、蒸餾、發酵等一系列加工工藝釀造而成。白酒氣味芳香醇厚，入口綿甜回味悠長，不僅是我國重要的歷史發明，同時也是我國民族產業的重要組成部分、據相關部門統計，我國至2013年白酒的國內銷售額近3500億人民幣，行業規模的不斷擴大也帶來了一系列資源浪費和環境污染問題。我國白酒釀造傳統工藝主要采用糧食發酵法，糧食消耗量較大，同時也產生了大量的有機廢水，如何改進廢水處理措施，提升水資源的循環利用率成為白酒行業健康、長遠發展的重要課題。根據白酒釀造工藝特點與受污染程度，可以將白酒廢水劃分為兩個類型，一種是低濃度廢水，主要包括工藝生產各個環節中產生的冷卻水、以及用于清洗和沖洗酒具用水，這類廢水一般所含污染物質濃度較低，可以經過凈化處理后循環利用或直接排放；另一類是高濃度廢水，主要包括發酵蒸餾工藝產生的鍋底水、工業廢水，以及發酵池與酒庫產生的盲溝廢水等。這類廢水中污染物質含量遠高于我國生產廢水排放標準，需要進過嚴格凈化和治理后才可以循環利用。

我國對于白酒釀造工業廢水治理采取強制措施，針對白酒發酵、蒸餾等生產環節產生的高濃度廢水制定凈化與循環利用標準，只有經過嚴格凈化處理后的水資源才可以用于循環利用，下面就白酒廢水的主要治理技術進行詳細介紹。

1 物理技術治理措施

物理技術治理白酒廢水主要是利用沉降或離心原理，或采用添加沉降促進劑，利用廢水中污染物質與水的密度差進行分析。應用于白酒廢水處理的常見分離設備包括為微孔過濾機和離心分離機等。這類治理措施一般運行費用較低，可以節省廢水治理的資金投入，一般適用于污染物質體積較大的懸濁液凈化治理。

1.1 絮凝法

絮凝法是通過向白酒廢水中添加適量的絮凝促進劑，增加廢水污染物質的團聚，從而降低廢水的污染物含固量，研究人員通過改進絮凝劑的作用性，使得白酒廢水中有機污染物質去除率顯著提高，這種治理方法不僅可以增強白酒廢水的凈化度，提升廢水的循環利用價值，同時也可以利用絮凝沉淀固體作為農業肥料或牲畜飼料。絮凝法適用于固含量較低的白酒廢水治理，絮凝凈化效果與選擇的絮凝劑處理效果、投放量有關，可以在實驗室中對絮凝劑的廢水凈化效果進行示范，得出優化結論盡可能提升廢水凈化效果。隨著絮凝劑研究工作的開展，利用絮凝劑作為白酒廢水初步凈化已經成為白酒釀造企業的理想選擇。

1.2 機械分離法

機械分離是利用白酒廢水中污染物質與水的密度差實現分離。機械分離是一種十分常見的酒槽液分離方法，主要工藝流程為：酒槽液進入沉降池，調節沉降池的槽位高度，固含物從水中沉降出后利用回水沖洗渣料，沉降完成后將渣料移除。這種白酒廢水處理及時的工藝設備簡單，操作成本較低，分離效率一半在25%左右，可以實現白酒廢水的初步分離，尤其適用于COD含量較高的白酒廢水處理。

2 生物化學治理措施

生物化學治理方法主要是借助于微生物的新陳代謝作用，分解白酒廢水中的有機物質或其他雜質，白酒廢水中通常含有較高濃度的有機物質，微生物的生物化學作用具備很好的可再生性，不僅不會對白酒廢水造成二次污染，同時還可以增強廢水的可生化性，生物化學方法已經成為我國酒業生產中應用較廣泛的廢水處理技術，一般可以根據微生物的好氧性和厭氧性對具體措施進行分類。

2.1 厭氧法

有些白酒釀造流程會產生大量的高濃度有機廢水，例如：白酒發酵和蒸餾工藝中產生的鍋底水或發酵池水中有機廢物含量較高，如果采用物理處理法僅能除去體積較大的渣滓，凈化后水的純度和生化性都無法滿足循環利用的標準，利用微生物的厭氧性可以有效改善凈化工藝效果，同時能夠回收能源。目前，厭氧法白酒廢水處理技術已經成為研究熱點課題之一，國內外研究人員開發出多種凈化反應器，如UASB反應器、EGSB反應器與ICSB反應器等，并借助于微生物生化規律研究成果，對如何提高有力廢物的凈化能力做出大量探索。由于生化法在運行和管理過程中需要投入大量資金，厭氧微生物的生化作用同時還會產生較大量沼氣，對白酒企業的沼氣搜集和利用設備的要求較高，并不適合一般小酒廠的廢水處理。

2.2 好氧法

好氧法處理技術是利用好氧微生物與廢水接觸過程中，通過微生物的生化作用對有禮物進行降解或吸收，從而有效降低白酒廢水中的有機雜質。這種方法相對于厭氧法的好處在于微生物的生化過程并不產生臭味氣體，同時作用時間較短，廢水處理效率較高。目前應用較廣的兩種技術是生物膜廢水處理法與活性泥廢水處理法。在處理過程要及時補充氧氣以增強微生物的生化作用，這種方法較適用于白酒工藝過程中間歇排放的廢水凈化處理，凈化后的水質明顯提高，一般可以直接用于循環操作。

2.3 好氧法與厭氧法協同作用

研究表明，如果在白酒廢水治理中單獨采用厭氧法，凈化后的水質仍然無法滿足循環利用的標準，而單獨采用好氧法，又需要建設大規模的處理流程，經濟性下降。在實際白酒廢水處理中一般是先采取厭氧法進行廢水凈化，然后再運用好氧處理，綜合利用好養細菌與厭氧細菌的生化作用降解有機雜質。在厭氧處理階段針對白酒廢水中的有機物和絮狀物進行去除，好氧處理階段對廢水中的污泥進行有效去除，不僅設備規模可以得到降低，同時可以提升廢水處理后的生化性能，獲得更好的循環利用效果。研究表明，如果在厭氧階段同時采用水解酸化處理技術，不僅可以提升好氧細菌的生化作用，提升凈化能力，同時還可以采用更多種類的降解細菌，充分發揮微生物的凈化作用。

3 廢水循環利用的新技術

3.1 微波催化法

研究表明，微波磁場能夠有效降低有機分子之間的化學鍵強度，從而降低有機分子之間的締合作用，這也為白酒廢水的治理提出新的解決思路。白酒生產過程中產生的鍋底水、蒸餾廢水都屬于高濃度廢水，利用物理沉降方法處理效果不明顯，而采用微波催化技術能夠將廢水中75%的COD去除，如果將微波催化法與活性泥法相結合，COD都是去除率可高達99%以上，具備較好的凈化效果。然而，這項凈化技術也有一定的局限性，尤其是夏季溫度較高時，微波磁場使得有機分子在高速旋轉過程中產生大量的熱，有可能造成微生物的大量死亡，降低廢水凈化效果，甚至出現排污事故。

3.2 電解法

電解法主要用于白酒廢水的預處理，這種方法是利用電極氧化與溶液氧化作用出去廢水中帶電絮狀物和金屬離子，電解法的作用機理是氧化還原反應和對絮狀物的吸附作用。如果將電解法作為白酒廢水的預處理環節，不僅可以有效降低廢水中有毒物質含量，還可以提升凈化后的水質生化再生性。電解法的凈化效果較好，操作流程簡單方便，設備的自動化控制水平較高。電解法處理白酒廢水的局限在于換料操作困難，鐵屑富集等問題。因此，電解法主要用于白酒廢水的預處理環節、

3.3 酯化法

發酵過程中產生的黃水和發酵鍋底的回水中因為有機雜質含量較高，如果應用常規廢水治理技術需要利用較大量的清水做稀釋，耗費大量水資源，因而循環利用率較低。然而，這類白酒廢水中因為含有大量的酸、醇和酯類化合物，如果能夠提取出來不僅可以降低稀釋用水量，還可以回收可用資源。因此，釀酒工業中對于富含有機雜質的廢水處理主要是采用生化方法與化學方法相結合，利用有機物質的酯化反應有效降低廢水中COD和BOD的含量。

3.4 高分子活性炭法

高分子技術的發展也為白酒廢水的循環利用提出新的研究方向。利用四層理工大學提出的厭氧流化床技術就是利用高分子活性炭材料較大的表面積優勢，在活性炭表面形成微生物掛膜，有效增強微生物的生化反應，同時能夠較低廢水處理設備的能耗。研究結果表明，這種高分子活性炭處理技術適用于COD含量較高的白酒釀造工藝廢水，凈化率高達90.5%。

4 技術展望

我國白酒行業的廢水治理與循環利用缺乏明確的法規制度，這也導致很多小型鄉鎮酒廠長期處于廢水任意排放，水資源浪費嚴重等問題。隨著人們對環境保護和資源循環利用的意識不斷增強，如何加強白酒行業廢水治理與循環利用率也成為該行業內重要研究課題。白酒廢水循環利用的治理建立在凈化設備的研發基礎上，包括實現自動控制凈化系統，開發出出更具系統化和標準化的凈化設備，尤其是適用于我國中小型白酒釀造企業的低成本、高效益且易于管理的成套凈化設備，促進中小型白酒企業的水資源循環利用率的提高。在廢水治理技術上，要加強對無污染、低能耗的凈化技術研究，如何提升微生物生化治理技術的處理效率，加快優勢高效菌種的培育，利用微生物的高效降解作用凈化白酒廢水中的有機雜質，不僅能夠降低凈化工藝能耗，還可以提高凈化處理效率。

同時，治理白酒廢水問題要結合釀酒企業的生產技術水平，廢水排放量與污染程度等多方面因素，建立處理靈活、運行簡單且高效節能的廢水治理措施，加強水資源的循環利用，促進我國白酒企業的健康、持久發展。

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