釀酒廢水處理技術(shù)的研究進(jìn)展

張 超，趙 翠，施 巖

（遼寧石油化工大學(xué)，遼寧 撫順 113001）

釀酒廢水主要來源于釀酒工藝的清洗和發(fā)酵液蒸餾兩個過程，具有有機(jī)物濃度高、懸浮顆粒多、BOD/COD比值大等特點(diǎn)，是釀造業(yè)較難處理的一種廢水，并且排放到河流中就會引起水體的嚴(yán)重富營養(yǎng)化，導(dǎo)致赤潮等現(xiàn)象。國家在“十一五”期間就指出，要力爭使萬元產(chǎn)值綜合能耗降低20%以上，主要污染物排放總量減少20%，鼓勵釀酒企業(yè)承擔(dān)起應(yīng)負(fù)的社會責(zé)任，處理釀酒廢水，達(dá)到國家排放標(biāo)準(zhǔn)，并且國家在十八大期間又將也非常重視廢水的處理。迄今為止，國內(nèi)外很多學(xué)者都對釀酒廢水的處理技術(shù)進(jìn)行了深入的研究，本筆者主要介紹了微生物法、電解法、絮凝法、以及催化法處理釀酒廢水的研究現(xiàn)狀及進(jìn)程，并對今后的研究方向提出了幾點(diǎn)建議，為今后的有關(guān)研究提供參考。

1 釀酒廢水處理技術(shù)

1.1 微生物法

微生物法處理釀酒廢水就是在適宜的降解條件下利用已經(jīng)培養(yǎng)馴化好的廢水降解菌，對廢水中有害物質(zhì)進(jìn)行高效率的降解的過程，從而降低廢水中COD、BOD以及SS等的含量。黃武[1]以水解酸化-UASB法對黃酒生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的高濃度米漿廢水進(jìn)行了處理，這種方法是在酸化池中自然富集菌種，并對富集的菌種進(jìn)行培養(yǎng)繁殖，以培養(yǎng)繁殖的酸化菌對釀酒廢水進(jìn)行處理。結(jié)果顯示：解酸化池能夠把濃度31 500 mg/L的COD降解為22 150 mg/L的COD，降解效果比較明顯，而且酸化池還能有效的減少對厭氧消化的沖擊，大幅度改善厭氧消化的效果，提高對釀酒廢水的處理效率。黃鈞[2]等以釀酒廢水為研究對象，研究厭氧-好氧工藝與微生物菌劑相結(jié)合的方法對釀酒廢水COD濃度、BOD濃度的影響。實(shí)驗(yàn)前，釀酒廢水COD濃度為8 456.3~22 442.0 mg/L，BOD濃度為5 040.0~9 557.1 mg/L，pH為3~4，經(jīng)處理后，COD濃度降低到2 000 mg/L以下，BOD濃度降低到 5 800 mg/L以下，pH變?yōu)?.16~7.11，綜上所述：COD去除率達(dá)到 91%~95%之間，BOD的去除率達(dá)到 90%~94%之間，并且實(shí)驗(yàn)還表明曝氣 10~12 h的微生物菌劑可保證出水COD濃度達(dá)到230 mg/L以下，甚至直接達(dá)到國家一級排放標(biāo)準(zhǔn)。張欣[3]等采用HUSB-厭氧消化-SBR工藝對小型白酒廠排出的釀酒廢水進(jìn)行了處理，他們在酸化池中對豬糞進(jìn)行了培養(yǎng)馴化，使微生物充分富集在一起，用富集的細(xì)菌對釀酒廢水進(jìn)行降解。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，使用HUSB-厭氧消化-SBR法后，COD去除率達(dá)到98%、BOD去除率達(dá)到92%、SS去除率達(dá)到 90%左右。楊濤[4]等以釀酒廢水為研究對象，采用釀酒廢水的活性污泥中分離出的紫色非硫細(xì)菌01S菌株對釀酒廢水進(jìn)行實(shí)驗(yàn)降解研究，實(shí)驗(yàn)中他們進(jìn)一步培養(yǎng)以及純化紫色非硫細(xì)菌01S菌株，并以此降解釀酒廢水中的有機(jī)物。結(jié)果表明：紫色非硫細(xì)菌01S菌株在自然(或白熾燈)光照、pH值7.0、溫度為28~30 ℃的條件下對釀酒廢水的處理效率為 82.2%左右，處理效果相對較好。李杰[5]等設(shè)計(jì)了一套釀酒廢水的處理工藝流程，實(shí)驗(yàn)主要是在 IC厭氧反應(yīng)器中使用大量的厭氧微生物對釀酒廢水進(jìn)行厭氧降解，實(shí)驗(yàn)表明：在廢水有效負(fù)荷為8.64 kgCOD/m3·d、溫度為35~37 ℃條件下,釀酒廢水中的大量COD被微生物降解，COD的處理效率達(dá)到85%以上，出水達(dá)到《生活雜用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T18921-2002）標(biāo)準(zhǔn)用水?？偠灾梦⑸锓ㄌ幚磲劸茝U水占地面積較小，而且一次性投資少，對小型白酒廠生產(chǎn)的廢水的治理具有一定的借鑒意義，但是這種方法也有缺點(diǎn)，一般很難找到合適的降解菌種，即使找到了菌種也不易存活，而且微生物法對微生物菌種的調(diào)試時間過長，對實(shí)驗(yàn)條件要求比較苛刻，因此，微生物法處理廢水還要進(jìn)一步探索。

1.2 電解法

電解法處理釀酒廢水是利用電解原理處理釀酒廢水，利用這種方法可提高廢水中有機(jī)廢物的降解性，在一定程度上減少對環(huán)境造成的污染。歐陽玉祝[6]等應(yīng)用鐵屑還原法對釀酒廢水進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，他們利用鐵屑微電池陰極的還原性對釀酒廢水中的有機(jī)物進(jìn)行還原。實(shí)驗(yàn)處理結(jié)果表明：在常溫的條件下，進(jìn)水pH值為4，鐵屑用量為10%，電解90 min時，廢水中COD的去除效率可達(dá)到74.2%，已經(jīng)完全達(dá)到了國家一級排放標(biāo)準(zhǔn)。Qing WENd[7]等利用連續(xù)的陽極-陰極雙室燃料電池（MFC）法對釀酒廢水進(jìn)行了電解實(shí)驗(yàn)研究。結(jié)果顯示：當(dāng)水力滯留14.7 h，廢水中COD 的去除率在91.7%~95.7%之間，并能保持穩(wěn)定，因此這種方法對釀酒廢水的處理具有較好的效果?？傊秒娊夥ㄌ幚磲劸茝U水雖然效果明顯，但是有些電池以易氧化的材料作為電極，會減弱實(shí)驗(yàn)效果，而且有些電解過程會對環(huán)境造成一定的污染，成本一般較高，使用此種方法要量力而行。

1.3 絮凝法

絮凝法是在釀酒廢水中加入一種絮凝劑，使廢水中的有害物質(zhì)在分子力的相互作用下形成絮狀體，這些絮狀體在沉降的過程中相互碰撞凝聚，其尺寸和質(zhì)量不斷變大而最終沉淀的過程。王萍[8]以某葡萄酒廠釀造車間的廢水為研究對象，利用硫酸鋁-聚丙烯酰胺絮凝法進(jìn)行降低釀酒廢水中有害物質(zhì)含量的相關(guān)研究。實(shí)驗(yàn)硫酸鋁水解使其形成難溶物，然后再將難溶物形成高分子架橋，得到的絮凝劑對釀酒廢水中的有害物質(zhì)進(jìn)行絮凝。經(jīng)這種絮凝處理釀酒廢水，廢水中 BOD, COD含量均降低了60%以上，懸浮物質(zhì)含量下降91%，色度照比原來提升了77%，各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到了國家排廢標(biāo)準(zhǔn)。李連芹[9]等采用絮凝—接觸氧化法對釀酒廢水進(jìn)行了探究，他們以COD濃度1 627~2 334 mg/L，SS濃度為2 095~2 301 mg/L，BOD濃度為981~1 005 mg/L，色度為 80~110倍的釀酒廢水作為研究對象，向其中加入加絮凝劑進(jìn)行絮凝氣浮，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，經(jīng)過絮凝—接觸氧化法處理該釀酒廢水后 COD濃度降低為 280~295 mg/L，SS濃度降低為 178~199 mg/L,BOD濃度降低為145~150 mg/L，色度降低為為20~25倍。結(jié)果算出：COD的平均去除效率為85%，懸浮物的平均去除效率為91%，BOD的平均去除效率為85%，色度的平均去除效率為77%，各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到了國家的排廢標(biāo)準(zhǔn)。鄭輝[10]等人以酒糟廢水為研究對象，通過實(shí)驗(yàn)探索了聚型高分子絮凝劑對釀酒廢水的處理效果，結(jié)果顯示：經(jīng)這絮凝處理后的廢液, 懸浮物質(zhì)量濃度從4.5 g/L下降至0.5 g/L以下, 懸浮物去除率高達(dá)88.9%，獲得了滿意的結(jié)果。解慶范[11]等人采用絮凝法處理釀酒廢水，實(shí)驗(yàn)以三氯化鐵作為絮凝劑，以吐溫-20和0.5%的十二烷基苯磺酸鈉溶液作為實(shí)驗(yàn)的表面活性劑，又以這種表面活性劑作為分散劑，對廢水中的鄰氯苯酚的去除進(jìn)行了研究，結(jié)果顯示，加入吐溫-20和0.5%的十二烷基苯磺酸鈉溶液的三氯化鐵絮凝劑在 pH=7，充分靜止的條件下對 1.0%鄰氯苯酚廢水的去除率為 88.6%，處理效果相對比較理想。劉定富[12]等以啤酒生產(chǎn)過程產(chǎn)生的廢水進(jìn)行了研究，他們利用硫酸鐵—聚丙烯酰胺絮凝法對釀酒廢水進(jìn)行了處理，向原釀酒廢水中加入硫酸鐵—聚丙烯酰胺絮凝劑，使釀酒廢水中的有害物質(zhì)形成粗大的絮凝體，再經(jīng)過沉淀過濾除去絮凝體，達(dá)到對廢水的絮凝效果。結(jié)果顯示 COD的去除率為 70%，SS的去除率為91%?？偠灾?，使用絮凝法處理釀酒廢水普遍存在的問題是絮凝劑的用量問題，絮凝時間的問題，因此絮凝法處理釀酒廢水的技術(shù)還有待提高。

1.4 催化法

催化法處理釀酒廢水是一種新型的處理廢水的方法，這種方法是利用合適的催化劑對廢水進(jìn)行降解。周秉明[13]等利用催化法對釀酒廢水進(jìn)行了降解處理，他們利用制備的復(fù)合納米物質(zhì)—SnO2/ZnO作為處理釀酒廢水的催化劑，并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究了該復(fù)合催化劑對廢水中COD的降解效率。經(jīng)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，600 ℃保溫6 h的條件下獲得復(fù)合納米SnO2/ZnO，經(jīng)紫外光照射對廢水進(jìn)行降解8 h，對廢水降解的效果最好，COD的降解率達(dá)到了93%左右。李相彪[14]等利用光還原法制備的催化劑（Ag-TiO2/SiO2）對釀酒廢水進(jìn)行了處理，實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，釀酒廢水經(jīng)該催化劑光催化降解5 h后，COD去除率達(dá)到了87.5%，出水水質(zhì)已經(jīng)完全符合了國家（GB8978-1996）二級排放標(biāo)準(zhǔn)。陳前林[15]等也研究了TiO2：催化劑對釀酒廢水的降解作用，他們以欽酸丁醋為原料，制備出了具有較強(qiáng)光催化性TiO2粉末，實(shí)驗(yàn)利用這種粉末對釀酒廢水中的有害物質(zhì)進(jìn)行降解，結(jié)果顯示：該粉末體可有效去除釀酒工業(yè)廢水中的COD，使處理后的COD值低于行業(yè)排放標(biāo)準(zhǔn)三類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)?？傊么呋ㄌ幚磲劸茝U水雖然能大大減少處理廢水所用的時間，但是這種方法所用的催化劑有的成本相對較高，而且用特殊原料釀酒過程所產(chǎn)生的廢水需要特定的催化劑才能進(jìn)行降解，具有一定的局限性，所以催化劑法降解廢水目前仍有在探索中。

2 結(jié) 論

釀酒廢水的處理是釀造業(yè)的一項(xiàng)重要的研究課題，受到了國內(nèi)外各界人士的密切重視。本文對現(xiàn)階段國內(nèi)外對釀酒廢水的處理技術(shù)進(jìn)行了總結(jié)，并且作者希望今后對釀酒廢水的處理方向應(yīng)更多趨向微生物法，微生物法成本低，操作相對簡單，環(huán)?？尚小，F(xiàn)階段國內(nèi)外學(xué)者對釀酒廢水的處理還處于實(shí)驗(yàn)室探索階段，只有極少數(shù)已經(jīng)應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐，所以釀酒廢水的處理技術(shù)還有待發(fā)展和提高。

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