酿酒废水资源化关键技术及其应用研究

我国是酿酒大国，酿酒行业发展异常迅速。2013年全年行业完成总产量7 511.88万千升。但酿酒过程中需要消耗大量能源和排放大量的污水、废糟等废弃物，严重污染环境。如啤酒废水属中等浓度有机废水，生产1吨啤酒可排出废水15～30吨，COD约为1 000～2 500 mg/L；酒精废水属高浓度有机废水，以玉米或薯干为原料，每生产1吨酒精将排放废液13～16吨，其COD为40 000～50 000 mg/L。促进酿造行业有机废水的深度处理和资源化利用，是酿造行业面临的重要问题。

江南大学的阮文权教授团队针对我国酿造行业所产生的有机废水处理过程中的关键技术和基础科学问题进行了系统研究，开发出有机废水高效资源化的共性关键技术，并通过对关键技术的集成应用于啤酒、白酒、葡萄酒和黄酒生产废水的工程处理，成功实现了废水的资源回收，形成了酿酒废水的厌氧（能源回收）-好氧 （除磷脱氮）-深度处理 （再生）的技术路线，并取得了一系列创新性成果。CN200910032414.1公开了一种沼气提升式强化厌氧反应器及其应用，其由两个上下重叠的厌氧反应室串联组成。用下面第一个厌氧反应室产生的沼气作为动力，实现了下部混合液的内循环，使废水获得强化的预处理。上面的第二个厌氧反应室对废水继续进行后处理，使出水达到预期的处理要求。该发明采用内、外循环和沼气循环的复合循环方式，改善微生物与基质之间的传质条件，加快反应速率，提高污水处理效率。CN200910032478.1公开了一种多级环流好氧处理技术，其每级好氧反应装置采用上下分层的方式将好氧反应装置分为上下两部分，下部采用传统的风机曝气，上层采用表面曝气，并推动水流，形成循环流动，采用多级好氧反应装置组合的方式形成多级环流好氧反应，COD去除率达到90%以上。CN200810023559.0为葡萄酒酿造中废水的处理方法，其处理效率高，能耗小，处理程度高，并对能源循环利用，可以做到废水的零排放。其特征在于：其包括以下步骤，调酸、固液分离、预酸化处理、厌氧反应、三段式生物反应、沉淀处理、混凝反应、砂滤、消毒及排放、污泥处理，最后排放。CN200510094484.1公开了一种由新型膨胀颗粒污泥床(EGSB)反应器和计算机监控系统组成的全自动化高效产沼气的厌氧处理有机废水的装置。它既可以有效地处理有机废水，同时又可以高效的生产沼气。CN200610040925.4公开的产沼气的废水处理装置由一个新型自循环厌氧反应器和计算机监控系统组成，其核心自循环厌氧反应器由两个上下重叠的厌氧反应区串联组成，两个反应区上部各设置一个气-固-液三相分离器，下部的反应区处于极端的高负荷，上部的反应区处于低负荷，三相分离器对污泥可以自行分离沉降返回反应器主体并分别收集沼气，反应器内部能够形成液体自循环，使有机物与颗粒污泥的传质过程加强，处理能力得到提高；占地面积小、能处理高浓度有机废水并能产生生物能源――沼气。CN200620069241.2公开了一种处理有机废水的环流式好氧生物反应器(JLCR)，其采用内外套管的射流管，下部置有导流筒，融合了射流曝气、生物流化床、深井曝气等工艺技术特点，使反应系统中物料间的混合、传质得到显著的改善，从根本上解决了污水处理过程中氧传质受限的问题。邹华、魏学军、阮文权等（2007）研究了IC反应器处理糖蜜酒精废水的效果，考察其COD及硫酸盐的去除率、沼气的产量和组分等。结果表明反应器对于COD为5000～10 000 mg/L的中、高浓度废水去除效果良好。王涛（2010）以青岛啤酒股份有限公司青岛啤酒二厂的生产废水为处理对象,针对原主体工艺UASB-射流曝气存在的问题开发高效厌氧反应器和倒置AAO工艺对啤酒生产废水的处理，优化厌氧与好氧组合工艺,通过回流、缓冲等技术手段，提高混合强度和控制厌氧微生物的浓度，强化厌氧反应器的生物反应过程，利用兼氧好氧反应交替运行，形成稳定的除磷脱氮菌群，使得氮磷得到很好的去除。

通过工艺技术的创新，核心反应器装备的自主研发、辅助装备的集成应用，实现酿酒废水的高效低耗的深度处理，提升资源化技术水平，达到社会效益、环境效益和经济效益的高度统一，对酿酒产业结构调整和产业可持续发展具有极其重要意义。