酱香型白酒酿造废水处理工艺设计

张晓菲　 喻阳华

(1. 贵州创业水务有限公司， 贵阳　550001； 2.仁怀市环境保护局， 仁怀　564500)

酱香型白酒酿造废水处理工艺设计

张晓菲1喻阳华2

(1. 贵州创业水务有限公司， 贵阳550001； 2.仁怀市环境保护局， 仁怀564500)

摘要：酱香型白酒酿造废水是高浓度有机废水，化学需氧量、悬浮物和氨氮等均较高，传统工艺处理难以实现稳定达标排放。本文采用“物理化学+两级生化处理系统”工艺进行处理，包括废水收集与调节、两级格栅、两级生化、混凝沉淀等流程，再经湿地植物净化并经紫外线杀菌消毒后外排或回用，水质达到GB 27631—2011《发酵酒精和白酒工业水污染物排放标准》中表3要求的排放限值。该方法具有工艺简单、运行费用低、出水水质稳定等优点，既适于分散治理，也可用于废水集中连片治理工程。

关键词：酱香型白酒；酿造废水；处理工艺；设计

白酒酿造废水属于轻工业废水，COD值高达10 000 mg/L，具有高有机物浓度、高悬浮物浓度、呈酸性等特征，造成严重的环境污染问题，必须处理达标后才能排向外环境[1-2]。赤水河流域分布有诸多酱香型白酒厂，对社会经济发展和人民生活水平的提高做出了突出贡献，但是随着白酒行业的发展，酒厂数量逐渐增多、规模日趋扩大，废水排放量不断增加，若不加以严格治理，将会对赤水河水生生态系统构成严重威胁。酿酒废水的处理以生化法为主，物理法和化学法为辅，处理过程包括预处理、二级处理和深度处理，其中深度处理有吸附法、膜过滤法、高级氧化法和混凝沉淀法等[3-4]；采用两级常温厌氧-好氧-固定化微生物组合工艺对酿酒废水进行中试处理，各级工艺对有机物和氨氮均有较好的去除效果，但是这些组合工艺存在工艺流程长、占地面积大、运营管理难、出水不稳定等问题。因此，对传统酿酒行业废水处理工艺进行优化，使其更趋科学性、合理性及有效性，就成为了一个新课题。

1酱香型白酒生产工艺产污情况

酱香型白酒生产常用高粱作为原料，用小麦制作高温酒曲，经2次投料、9次蒸煮、8次发酵、7次取酒，历经1年时间酿造而成。其生产废水具有酿酒废水的主要特性，但因其酿造工艺极为繁复，过程废水的产生环节(图1)和水质水量与普通白酒生产废水有很大差异，有机污染物与悬浮物含量均高于普通白酒生产废水，且废水产生量是普通白酒生产废水的2～6倍，生产每t白酒大约产生50～70 t废水，因此，酱香型酿酒废水若以一般酿酒行业废水处理方式处理，很难达到预期处理效果。

图1　酱香型白酒生产流程及排污节点分析

酱香型白酒生产过程中污水主要为冲洗水、窖底水、锅底水及冷却水等，废水中含有原料残渣、酒糟及其他纤维类物质。冷却水仅存在热污染，经冷却后即可回用；锅底水、窖底水和冲洗水属高浓度有机废水，污染组分多为可生化降解的有机物，但其低碳醇、脂肪酸含量相对较大，需要进行良好的接种和驯化才能使污染物质为生物所降解。

2酿酒废水处理工艺设计

经过比选各类工艺，根据酱香型白酒酿造的独特工艺以及酿造过程中废水排放的特点和性质，选取“物理化学+两级生化处理系统”工艺对酱香型白酒酿酒废水进行处理，处理水最终经湿地植物净化后排入外环境，部分回用于酿造车间场地冲洗水、废水处理污泥脱水车间冲洗水、集水井缓冲液以及厂区绿化用水，水质能够满足GB 27631—2011《发酵酒精和白酒工业水污染物排放标准》中表3规定的排放标准。

各酿酒车间废水经各车间污水支管收集，经由厂区污水收集主管网汇入污水处理站集水调节池，通过两级格栅除去固体废物，再经由两级生化处理系统处理后进入絮凝沉淀池，最后经湿地植物净化后排入出水口。处理过程中剩余污泥经由脱水处理泥饼外运至垃圾填埋场进行卫生填埋，出水部分回用，其余排入外环境。处理工艺流程如图2所示。

图2　酱香型白酒酿造废水处理流程

2.1废水收集与调节

酿酒工艺复杂，废水产生环节较为分散，这就要求具备一套完善的废水收集系统，将各生产车间各类有组织及无组织排放的污水系统的收集起来，并根据废水水质通过不同的管道收集进入污水处理站集水调节池，它具有集水及水质、水量调节的双重任务，该构筑物需具备足够大的容积，确保废水的收集及污水处理设施的连续运行。此外，水质的调节可根据控制不同废水水质进水管阀门得以实现，例如冷却水污染物浓度最低，可用作缓冲液对高浓度发酵废水进行稀释，以调节污水处理站进水水质在处理能力范围。

2.2两级格栅

一级格栅可选用间隙一般的回转式格栅，二级格栅须采用间隙较密的转鼓格栅，以滗除废水中的粮食、谷物及酒糟等固体废物，栅渣通过螺旋输送机送入渣斗，最终运送至垃圾填埋场进行填埋处置。

2.3两级生化系统

一级生化系统承担较重的处理任务，该单元将使废水中有机污染物削减大约70%，该单元生物接触氧化池内微生物处于对数增长期及减速增长期前段，生物膜状态极佳，对有机物的降解速率较高；二级生化系统生物接触氧化池内微生物处于微生物减速增长期后段或生物膜稳定期，生物相较稳定，处理水质在这一单元得到进一步的提高。每级生化系统均有一个厌氧池、一个生物接触氧化池及一个沉淀池组合而成。废水进入厌氧池后，复杂有机污染物经厌氧菌及兼性厌氧菌作用氨化，转化为简单的化合物及氨态氮。同时，聚磷菌完成释磷过程，将细胞内聚磷水解为正磷酸盐，并降解水中部分有机物；生物接触氧化池通过附着在池内填料上的微生物的吸附剂分解作用，将废水中污染物去除，释磷菌在好氧条件下进行聚磷反应，从污水中摄取磷酸盐，菌胶团与脱落的生物膜以及截留的悬浮物质一起，随水流进入沉淀池，污染物通过剩余污泥的排放得以去除。此外，在生物接触氧化池中可加入少量FeS粉末，起调节电位、絮凝及除磷的作用。

工艺主要设计参数如表1所示。

表1　两级生化处理系统工艺主要设计参数

2.4混凝沉淀

混凝沉淀池处理单元分为两个部分，一是混凝区，二是沉淀区。常用的混凝药剂如聚合氯化铝，经絮凝剂制备系统制成絮凝溶液，按一定比例与生化系统出水混合，悬浮物絮凝成团，在沉淀区与出水分离，进一步提升出水水质。

2.5湿地植物

芦苇、浮萍等湿地植物对污水中某些污染物，特别是对水体中磷有较强的吸收、富集作用，而通过自身代谢作用能分解部分有机物，达到去除污染物的目的；湿地植物还能吸收一些难降解的有机污染物，且整个水生系统能提升污水处理站观赏度。在条件允许情况下，可考虑加设该处理单元，降低出水水质中的污染物浓度。

2.6紫外消毒

通过紫外线消毒，破坏微生物机体细胞中DNA或RNA的分子结构，将水中各种细菌、病毒、寄生虫、水藻以及其它病原体灭活，完成杀菌过程，最终实现出水水质达标和回用的目的。

2.7出水口

出水口前端需设置一小型储水井，并安置中水回用泵及配套管阀，以便将处理后出水回用做酿造车间场地冲洗水、废水处理污泥脱水车间冲洗水、集水井缓冲液以及厂区绿化用水，实现白酒企业的节能、降耗、减污、增效。

最终，处理水质达到GB 27631—2011《发酵酒精和白酒工业水污染物排放标准》中表3规定的排放限值(表2)要求排放。

表2　酱香型白酒酿造废水处理出水浓度限值

3结语

酱香型白酒酿造废水属于高浓度有机废水，若超标排放将对周围环境造成不良影响，也未尽到企业的社会责任，有损企业形象。针对传统工艺占地面积大、运行成本高、处理效果不稳定的问题，本文采用“物理化学+两级生化处理系统”工艺对酱香型白酒酿酒废水进行处理，包括废水收集与调节、两级格栅、两级生化、混凝沉淀等环节，处理水最终经湿地植物净化并杀菌消毒后外排或回用，水质能够达到或优于GB 27631—2011《发酵酒精和白酒工业水污染物排放标准》中表3要求的排放浓度。

参考文献

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王富花,陈秀清.白酒酿造中废水处理方法及工程治理措施.酿酒科技,2013 (12):80-84.

李相彪,刘丽秀.纳米Ag-TiO2/SiO2的制备及其深度处理酿酒废水的研究.中国酿造,2010(4):110-112.

周黎,时倩,王鹏.酿酒废水处理工艺设计.中国资源综合利用,2006,24(2):12-14.

叶笑风,池莉娜,张振家,等.两级高温厌氧-好氧-固定化微生物组合工艺处理酿酒废水.环境污染与防治,2006,28(11):827-830.

苏红,王海峰.CASS工艺在酿酒废水好氧处理中的设计与应用.山东工业技术,2013(10):17-18.

贵州省环境科学研究设计院.贵州省茅台酒股份有限公司清洁生产审核报告.2013.

高廷耀.水污染控制工程(下册).北京:高等教育出版社,2007.

Treatment process for wastewater from Moutai-flavor liquor brewing

Zhang Xiaofei1, Yu Yanghua2

(1. Guizhou Capital Water Company Limited, Guiyang 550001;2. Renhuai Environmental Protection Bureau, Renhuai 564500, China)

Abstract:The brewing wastewater of Moutai-liquor contained high organic pollutants, chemical oxygen demand, suspended matter and ammonia nitrogen, if treated by the traditional process, it was hard for the effluent stably meeting the discharge standard. In this study, we used the combination of physical-chemistry method and two-stage biochemical treatment, and the processes included wastewater collection and adjustment, two grids, two biochemical treatments, coagulation and sediment, wetlands, and ultraviolet sterilization. After treatment, the effluent was able to meet the discharge limits in Tab 3 of Discharge standard of water pollutants for fermentation alcohol and distilled spirits industry (GB 27631-2011). This process showed benefits of easy operation, low-cost and stable water quality of effluent, suitable for both spot and area pollution control.

Keywords:Moutai-liquor; brewing wastewater; treatment process; design

收稿日期：2015-10-12；2016-01-12修回

作者简介：张晓菲，女，1987年生，本科，助理工程师，研究方向：城镇生活污水处理。E-mail:463942652@qq.com

中图分类号：X703

文献标志码：A