白酒废水循环利用的治理技术研究

曹 奇

（江苏双沟酒业股份有限公司 江苏宿迁 223900）

白酒是我国特有的传统酒品，主要以粮食作物，如小麦、高粱、玉米等，采用人工窖藏、蒸馏、发酵等一系列加工工艺酿造而成。白酒气味芳香醇厚，入口绵甜回味悠长，不仅是我国重要的历史发明，同时也是我国民族产业的重要组成部分、据相关部门统计，我国至2013年白酒的国内销售额近3500亿人民币，行业规模的不断扩大也带来了一系列资源浪费和环境污染问题。我国白酒酿造传统工艺主要采用粮食发酵法，粮食消耗量较大，同时也产生了大量的有机废水，如何改进废水处理措施，提升水资源的循环利用率成为白酒行业健康、长远发展的重要课题。根据白酒酿造工艺特点与受污染程度，可以将白酒废水划分为两个类型，一种是低浓度废水，主要包括工艺生产各个环节中产生的冷却水、以及用于清洗和冲洗酒具用水，这类废水一般所含污染物质浓度较低，可以经过净化处理后循环利用或直接排放；另一类是高浓度废水，主要包括发酵蒸馏工艺产生的锅底水、工业废水，以及发酵池与酒库产生的盲沟废水等。这类废水中污染物质含量远高于我国生产废水排放标准，需要进过严格净化和治理后才可以循环利用。

我国对于白酒酿造工业废水治理采取强制措施，针对白酒发酵、蒸馏等生产环节产生的高浓度废水制定净化与循环利用标准，只有经过严格净化处理后的水资源才可以用于循环利用，下面就白酒废水的主要治理技术进行详细介绍。

1 物理技术治理措施

物理技术治理白酒废水主要是利用沉降或离心原理，或采用添加沉降促进剂，利用废水中污染物质与水的密度差进行分析。应用于白酒废水处理的常见分离设备包括为微孔过滤机和离心分离机等。这类治理措施一般运行费用较低，可以节省废水治理的资金投入，一般适用于污染物质体积较大的悬浊液净化治理。

1.1 絮凝法

絮凝法是通过向白酒废水中添加适量的絮凝促进剂，增加废水污染物质的团聚，从而降低废水的污染物含固量，研究人员通过改进絮凝剂的作用性，使得白酒废水中有机污染物质去除率显著提高，这种治理方法不仅可以增强白酒废水的净化度，提升废水的循环利用价值，同时也可以利用絮凝沉淀固体作为农业肥料或牲畜饲料。絮凝法适用于固含量较低的白酒废水治理，絮凝净化效果与选择的絮凝剂处理效果、投放量有关，可以在实验室中对絮凝剂的废水净化效果进行示范，得出优化结论尽可能提升废水净化效果。随着絮凝剂研究工作的开展，利用絮凝剂作为白酒废水初步净化已经成为白酒酿造企业的理想选择。

1.2 机械分离法

机械分离是利用白酒废水中污染物质与水的密度差实现分离。机械分离是一种十分常见的酒槽液分离方法，主要工艺流程为：酒槽液进入沉降池，调节沉降池的槽位高度，固含物从水中沉降出后利用回水冲洗渣料，沉降完成后将渣料移除。这种白酒废水处理及时的工艺设备简单，操作成本较低，分离效率一半在25%左右，可以实现白酒废水的初步分离，尤其适用于COD含量较高的白酒废水处理。

2 生物化学治理措施

生物化学治理方法主要是借助于微生物的新陈代谢作用，分解白酒废水中的有机物质或其他杂质，白酒废水中通常含有较高浓度的有机物质，微生物的生物化学作用具备很好的可再生性，不仅不会对白酒废水造成二次污染，同时还可以增强废水的可生化性，生物化学方法已经成为我国酒业生产中应用较广泛的废水处理技术，一般可以根据微生物的好氧性和厌氧性对具体措施进行分类。

2.1 厌氧法

有些白酒酿造流程会产生大量的高浓度有机废水，例如：白酒发酵和蒸馏工艺中产生的锅底水或发酵池水中有机废物含量较高，如果采用物理处理法仅能除去体积较大的渣滓，净化后水的纯度和生化性都无法满足循环利用的标准，利用微生物的厌氧性可以有效改善净化工艺效果，同时能够回收能源。目前，厌氧法白酒废水处理技术已经成为研究热点课题之一，国内外研究人员开发出多种净化反应器，如UASB反应器、EGSB反应器与ICSB反应器等，并借助于微生物生化规律研究成果，对如何提高有力废物的净化能力做出大量探索。由于生化法在运行和管理过程中需要投入大量资金，厌氧微生物的生化作用同时还会产生较大量沼气，对白酒企业的沼气搜集和利用设备的要求较高，并不适合一般小酒厂的废水处理。

2.2 好氧法

好氧法处理技术是利用好氧微生物与废水接触过程中，通过微生物的生化作用对有礼物进行降解或吸收，从而有效降低白酒废水中的有机杂质。这种方法相对于厌氧法的好处在于微生物的生化过程并不产生臭味气体，同时作用时间较短，废水处理效率较高。目前应用较广的两种技术是生物膜废水处理法与活性泥废水处理法。在处理过程要及时补充氧气以增强微生物的生化作用，这种方法较适用于白酒工艺过程中间歇排放的废水净化处理，净化后的水质明显提高，一般可以直接用于循环操作。

2.3 好氧法与厌氧法协同作用

研究表明，如果在白酒废水治理中单独采用厌氧法，净化后的水质仍然无法满足循环利用的标准，而单独采用好氧法，又需要建设大规模的处理流程，经济性下降。在实际白酒废水处理中一般是先采取厌氧法进行废水净化，然后再运用好氧处理，综合利用好养细菌与厌氧细菌的生化作用降解有机杂质。在厌氧处理阶段针对白酒废水中的有机物和絮状物进行去除，好氧处理阶段对废水中的污泥进行有效去除，不仅设备规模可以得到降低，同时可以提升废水处理后的生化性能，获得更好的循环利用效果。研究表明，如果在厌氧阶段同时采用水解酸化处理技术，不仅可以提升好氧细菌的生化作用，提升净化能力，同时还可以采用更多种类的降解细菌，充分发挥微生物的净化作用。

3 废水循环利用的新技术

3.1 微波催化法

研究表明，微波磁场能够有效降低有机分子之间的化学键强度，从而降低有机分子之间的缔合作用，这也为白酒废水的治理提出新的解决思路。白酒生产过程中产生的锅底水、蒸馏废水都属于高浓度废水，利用物理沉降方法处理效果不明显，而采用微波催化技术能够将废水中75%的COD去除，如果将微波催化法与活性泥法相结合，COD都是去除率可高达99%以上，具备较好的净化效果。然而，这项净化技术也有一定的局限性，尤其是夏季温度较高时，微波磁场使得有机分子在高速旋转过程中产生大量的热，有可能造成微生物的大量死亡，降低废水净化效果，甚至出现排污事故。

3.2 电解法

电解法主要用于白酒废水的预处理，这种方法是利用电极氧化与溶液氧化作用出去废水中带电絮状物和金属离子，电解法的作用机理是氧化还原反应和对絮状物的吸附作用。如果将电解法作为白酒废水的预处理环节，不仅可以有效降低废水中有毒物质含量，还可以提升净化后的水质生化再生性。电解法的净化效果较好，操作流程简单方便，设备的自动化控制水平较高。电解法处理白酒废水的局限在于换料操作困难，铁屑富集等问题。因此，电解法主要用于白酒废水的预处理环节、

3.3 酯化法

发酵过程中产生的黄水和发酵锅底的回水中因为有机杂质含量较高，如果应用常规废水治理技术需要利用较大量的清水做稀释，耗费大量水资源，因而循环利用率较低。然而，这类白酒废水中因为含有大量的酸、醇和酯类化合物，如果能够提取出来不仅可以降低稀释用水量，还可以回收可用资源。因此，酿酒工业中对于富含有机杂质的废水处理主要是采用生化方法与化学方法相结合，利用有机物质的酯化反应有效降低废水中COD和BOD的含量。

3.4 高分子活性炭法

高分子技术的发展也为白酒废水的循环利用提出新的研究方向。利用四层理工大学提出的厌氧流化床技术就是利用高分子活性炭材料较大的表面积优势，在活性炭表面形成微生物挂膜，有效增强微生物的生化反应，同时能够较低废水处理设备的能耗。研究结果表明，这种高分子活性炭处理技术适用于COD含量较高的白酒酿造工艺废水，净化率高达90.5%。

4 技术展望

我国白酒行业的废水治理与循环利用缺乏明确的法规制度，这也导致很多小型乡镇酒厂长期处于废水任意排放，水资源浪费严重等问题。随着人们对环境保护和资源循环利用的意识不断增强，如何加强白酒行业废水治理与循环利用率也成为该行业内重要研究课题。白酒废水循环利用的治理建立在净化设备的研发基础上，包括实现自动控制净化系统，开发出出更具系统化和标准化的净化设备，尤其是适用于我国中小型白酒酿造企业的低成本、高效益且易于管理的成套净化设备，促进中小型白酒企业的水资源循环利用率的提高。在废水治理技术上，要加强对无污染、低能耗的净化技术研究，如何提升微生物生化治理技术的处理效率，加快优势高效菌种的培育，利用微生物的高效降解作用净化白酒废水中的有机杂质，不仅能够降低净化工艺能耗，还可以提高净化处理效率。

同时，治理白酒废水问题要结合酿酒企业的生产技术水平，废水排放量与污染程度等多方面因素，建立处理灵活、运行简单且高效节能的废水治理措施，加强水资源的循环利用，促进我国白酒企业的健康、持久发展。

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