王 茂

（四川省宜賓五糧液集團(tuán)有限公司，四川 宜賓 644000）

釀酒企業(yè)在釀酒過(guò)程中，清洗和蒸餾兩個(gè)環(huán)節(jié)會(huì)產(chǎn)生大量廢水，這些廢水中往往會(huì)含有高濃度的有機(jī)物以及大量的懸浮顆粒物等多種成分。在所有的釀造產(chǎn)業(yè)中，釀酒廢水的處理難度是相當(dāng)大的，如果這些廢水不經(jīng)有效處理就隨意排放至河流，會(huì)使水體出現(xiàn)N、P等營(yíng)養(yǎng)鹽含量過(guò)高的情況，從而導(dǎo)致水生態(tài)系統(tǒng)中物種分布的失衡等多種問(wèn)題[1]。針對(duì)這種現(xiàn)象，國(guó)家提出了降耗減排的要求，并號(hào)召各釀酒企業(yè)在做好釀酒廢水處理工作的同時(shí)，還要嚴(yán)格按照國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行廢水排放。因此，對(duì)釀酒廢水處理技術(shù)展開(kāi)全面研究是非常必要的，只有這樣才能更好地保護(hù)我國(guó)的水環(huán)境。

1 釀酒廢水概況介紹

在我國(guó)，大多數(shù)的釀酒企業(yè)都是釀造白酒，高粱、小麥等糧食作物是釀造白酒的主要原料及輔料。在釀造白酒的過(guò)程中，從生產(chǎn)到貯存陳化等各個(gè)環(huán)節(jié)都會(huì)或多或少地產(chǎn)生釀酒廢水。釀酒廢水可分為高濃度有機(jī)廢水和低濃度有機(jī)廢水。具體說(shuō)來(lái)，在白酒生產(chǎn)過(guò)程中，場(chǎng)地沖洗水可歸類于低濃度的有機(jī)廢水；而釀酒生產(chǎn)中的底鍋水、黃水、糧食浸泡水等則可歸類于高濃度有機(jī)廢水，這類廢水中含有大量的殘留淀粉、糖類以及蛋白質(zhì)等物質(zhì)，其中的污染物濃度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出國(guó)家排放指標(biāo)，因此必須要經(jīng)過(guò)嚴(yán)格、有效地處理方可排放。

目前，部分大型釀酒企業(yè)都構(gòu)建了污水處理工程，并取得了一定的廢水處理成果，但是在廢水處理方面仍有較大的可提升空間，因此仍需加強(qiáng)對(duì)各種釀酒廢水處理工藝及技術(shù)的研究，以有效提高釀酒廢水的處理效果。

2 釀酒廢水處理工藝

釀酒廢水處理工藝包括UASB處理工藝、EGSB處理工藝以及IC厭氧反應(yīng)器工藝等。

2.1 UASB廢水處理工藝

UASB是指上流式厭氧污泥床。UASB反應(yīng)器是目前厭氧處理工藝中最常用的形式之一，具有能耗低、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、負(fù)荷率高和不用另設(shè)污泥回流裝置等優(yōu)勢(shì)，其主要構(gòu)造有進(jìn)水配水系統(tǒng)、反應(yīng)區(qū)以及三相分離器三個(gè)部分[1]。釀酒廢水自下向上會(huì)經(jīng)過(guò)厭氧污泥床，在此過(guò)程中，釀酒廢水因與污泥床中的顆粒污泥或絮狀污泥發(fā)生接觸出現(xiàn)厭氧反應(yīng)，隨之形成沼氣，沼氣以及攜帶部分剩余固體和污泥顆粒的液體流經(jīng)分離器時(shí)，固體物質(zhì)通過(guò)縫隙到達(dá)沉淀區(qū)，三相分離器會(huì)將沼氣引入集氣室，液體則從分離器的導(dǎo)流口流出。UASB反應(yīng)區(qū)處理的液體通常攜帶大量污泥，雖然處理設(shè)施較小，但設(shè)施的處理能力較強(qiáng)，不會(huì)因?yàn)闇囟茸兓Ｖ惯\(yùn)行，生產(chǎn)效率不受環(huán)境的影響。茍梓希、李芹[2]等多名研究人員對(duì)多項(xiàng)關(guān)于UASB工藝的相關(guān)實(shí)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了詳細(xì)闡述與探討，各項(xiàng)試驗(yàn)結(jié)果表明，釀酒廢水經(jīng)UASB反應(yīng)器處理后，其中的各種污染物含量指標(biāo)均符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。

2.2 EGSB廢水處理工藝

EGSB是指厭氧膨脹顆粒污泥床，該反應(yīng)器與UASB同屬現(xiàn)代化新型厭氧反應(yīng)器，其應(yīng)用優(yōu)勢(shì)更為突出。EGSB的整體系統(tǒng)由布水器、三相分離器、集氣室和外部進(jìn)水系統(tǒng)四個(gè)具體部分構(gòu)成。在處理釀酒廢水時(shí)，污水泵將釀酒廢水輸送到EGSB厭氧反應(yīng)器中，當(dāng)廢水與厭氧罐底部污泥發(fā)生有效接觸后，其中的大多數(shù)有機(jī)物會(huì)得到處理并被吸收，污泥和有機(jī)物在高水力負(fù)荷和高產(chǎn)氣負(fù)荷的雙重作用下得到充分混合，使污泥呈現(xiàn)膨脹狀態(tài)，具有較高的傳質(zhì)速率，可以促使厭氧反應(yīng)速率和有機(jī)負(fù)荷得到大幅度提升。微生物的厭氧反應(yīng)會(huì)將廢水中的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為沼氣，而在沼氣與廢水通過(guò)三相分離器時(shí)，會(huì)先將沼氣與液體分離出來(lái)，然后液體中裹挾的污泥等固體污染物會(huì)通過(guò)沉淀分離出來(lái)。李亞運(yùn)[3]曾在2017年對(duì)溫州市伯溫釀酒企業(yè)的廢水處理工藝進(jìn)行了全面研究，出于對(duì)釀酒廢水中污染物性質(zhì)等各方面的考慮，該釀酒企業(yè)應(yīng)用了EGSB+生物接觸氧化組合工藝對(duì)廢水進(jìn)行了處理。經(jīng)檢測(cè)，未經(jīng)過(guò)技術(shù)處理的釀酒廢水中CODCr的含量為2 040 mg/L，BOD5的含量為875 mg/L，SSR含量為660 mg/L，該企業(yè)應(yīng)用EGSB+生物接觸氧化方式對(duì)廢水進(jìn)行高效處理后，可充分去除各種污染物，且廢水中各種污染物的指標(biāo)完全達(dá)到國(guó)家規(guī)定范圍。由此可以說(shuō)明，在釀酒廢水的處理過(guò)程中，應(yīng)用EGSB厭氧處理方法具有較好的應(yīng)用價(jià)值，并且能夠保障了釀酒廢水的處理效果，實(shí)現(xiàn)了EGSB廢水處理技術(shù)應(yīng)用價(jià)值的最大化。

2.3 IC厭氧反應(yīng)器工藝

在對(duì)厭氧反應(yīng)器進(jìn)行深度優(yōu)化升級(jí)后，IC反應(yīng)器得以問(wèn)世。IC反應(yīng)器兼具啟動(dòng)快、容積負(fù)荷高等多項(xiàng)優(yōu)勢(shì)，若在釀酒廢水處理中合理應(yīng)用，能實(shí)現(xiàn)明顯的廢水處理效果。概括地說(shuō)，IC反應(yīng)器是兩層UASB反應(yīng)器的科學(xué)組合，該反應(yīng)器具體有混合區(qū)、第一和第二厭氧區(qū)、沉淀區(qū)及氣液分離區(qū)共五個(gè)分區(qū)。廢水從反應(yīng)器下端進(jìn)入，廢水中的污泥與氣液分離區(qū)流出的泥水混合物在混合區(qū)經(jīng)過(guò)充分混合后流入第一厭氧區(qū)。第一厭氧區(qū)中的微生物會(huì)對(duì)高濃度污泥進(jìn)行厭氧反應(yīng)，促使高濃度污泥中的有機(jī)物生成沼氣，隨之沼氣和高濃度污泥形成強(qiáng)烈地翻攪，從而促進(jìn)微生物與廢水中有機(jī)物的充分接觸，以此實(shí)現(xiàn)理想的厭氧反應(yīng)，在完成處理之后，再?gòu)姆磻?yīng)器上端流出液體。梁興飛、陸和煒[4]等曾對(duì)紹興某釀酒企業(yè)在廢水處理中應(yīng)用的“IC厭氧反應(yīng)器+A/O工藝”展開(kāi)實(shí)際的觀察和研究，經(jīng)過(guò)有效檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，經(jīng)處理后的釀酒廢水中，CODCr、BOD以及SS等各種污染物質(zhì)都能得到充分去除，使廢水中各污染物的含量分別約為161 mg/L、59 mg/L、10.5 mg/L，各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)，這足以說(shuō)明，在釀酒廢水的處理中，IC厭氧反應(yīng)器工藝的廢水處理效果比較優(yōu)越。

2.4 微生物電解池技術(shù)

微生物電解池的主要構(gòu)成部分為池體、陽(yáng)極以及陰極、外電路和電源。微生物電解池技術(shù)就是將具有產(chǎn)電性能的微生物生成生物膜覆蓋于電解池陽(yáng)極的上端，產(chǎn)電微生物需要通過(guò)代謝廢水中的有機(jī)物得以生存，并且在代謝過(guò)程中產(chǎn)生電子，而電子會(huì)在外電路的傳導(dǎo)和電源提供的電勢(shì)差的作用下傳至陰極，與質(zhì)子相結(jié)合并形成氫氣或甲烷，以此達(dá)到廢水處理和能源回收的雙重目的。張煜鎵[5]等人曾對(duì)運(yùn)用新型單室無(wú)膜微生物電解池進(jìn)行釀酒廢水處理進(jìn)行了研究、分析，探討釀酒廢水中的COD在各種外加電壓和傳統(tǒng)消化（AD）條件下的去除情況，以及這些條件對(duì)甲烷產(chǎn)生速率和能量回收的具體影響。分析結(jié)果表明，外加電壓對(duì)于COD的去除具有明顯的促進(jìn)作用，當(dāng)供電系統(tǒng)給微生物電解池外加0.8 V和1.2 V的電壓的情況下，廢水中COD的濃度在12小時(shí)內(nèi)就會(huì)從6 500～7 300 mg/L下降到520 mg/L，整個(gè)處理周期完成后，COD濃度降至200～300 mg/L，而電解池可以達(dá)到70.34%±1.12%的COD去除率。據(jù)統(tǒng)計(jì)，當(dāng)電解池的外加電壓為0.8 V、1.2 V的情況下，COD去除率分別達(dá)到81.61%±1.62%，97.02%±1.52%和93.9%±1.1%。而且甲烷產(chǎn)生速率和總能量的回收也明顯優(yōu)于傳統(tǒng)消化方式，每升廢水每天產(chǎn)生2 019.78±76.41 mL甲烷，是傳統(tǒng)消化方式的1.37倍；總能量的回收率為77.75%±8%，達(dá)到傳統(tǒng)消化方式的1.97倍。由此可見(jiàn)，利用微生物電解池技術(shù)，既能明顯提升釀酒廢水的處理效果，還有助于進(jìn)一步提高甲烷的產(chǎn)生速率和能量的回收率。

2.5 其他處理工藝

在國(guó)家越來(lái)越重視環(huán)境保護(hù)的前提下，相關(guān)人員對(duì)釀造廢水的處理技術(shù)進(jìn)行了大量的研究，除了以上幾種釀酒廢水處理方法外，還有光催化法以及微生物絮凝劑法等多種方法，其中一部分處理方法已經(jīng)得到了實(shí)際應(yīng)用，也有某些處理方法還在研究當(dāng)中。周秉明等[6]通過(guò)共沉淀法制備出復(fù)合納米SnO2/ZnO光催化劑，并將其應(yīng)用于釀酒廢水處理的工作中，并根據(jù)對(duì)廢水中COD值的檢測(cè)，對(duì)在不同條件下制取的復(fù)合光催化劑所產(chǎn)生的光催化劑活動(dòng)進(jìn)行了全面研究，結(jié)果表明，在600 ℃煅燒、保溫6 h的條件下制取的復(fù)合光催化劑，可以發(fā)揮良好的廢水處理效果，未經(jīng)處理的廢水中COD的含量為9 900 mg/L，在得到降解處理后，COD值降至650 mg/L，去除率達(dá)到93%。

3 結(jié)語(yǔ)

釀造行業(yè)是產(chǎn)生高濃度有機(jī)工業(yè)廢水的主要行業(yè)之一。在環(huán)保工作日益重要的今天，釀酒廢水的處理問(wèn)題也備受關(guān)注。在釀酒廢水的處理過(guò)程中，涉及到微生物法、電解法、絮凝法以及催化法等多種處理方法，雖然關(guān)于電解法、催化法等廢水處理方法的研究取得一定的進(jìn)展，但這些處理方法尚未成熟，因而未得到普及應(yīng)用。對(duì)此，仍需進(jìn)一步加強(qiáng)研究探索，以便使相關(guān)處理方法得到廣泛應(yīng)用。