醬香型白酒釀造廢水處理工藝設(shè)計(jì)

張曉菲　 喻陽(yáng)華

(1. 貴州創(chuàng)業(yè)水務(wù)有限公司， 貴陽(yáng)　550001； 2.仁懷市環(huán)境保護(hù)局， 仁懷　564500)

醬香型白酒釀造廢水處理工藝設(shè)計(jì)

張曉菲1喻陽(yáng)華2

(1. 貴州創(chuàng)業(yè)水務(wù)有限公司， 貴陽(yáng)550001； 2.仁懷市環(huán)境保護(hù)局， 仁懷564500)

摘要：醬香型白酒釀造廢水是高濃度有機(jī)廢水，化學(xué)需氧量、懸浮物和氨氮等均較高，傳統(tǒng)工藝處理難以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放。本文采用“物理化學(xué)+兩級(jí)生化處理系統(tǒng)”工藝進(jìn)行處理，包括廢水收集與調(diào)節(jié)、兩級(jí)格柵、兩級(jí)生化、混凝沉淀等流程，再經(jīng)濕地植物凈化并經(jīng)紫外線殺菌消毒后外排或回用，水質(zhì)達(dá)到GB 27631—2011《發(fā)酵酒精和白酒工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》中表3要求的排放限值。該方法具有工藝簡(jiǎn)單、運(yùn)行費(fèi)用低、出水水質(zhì)穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，既適于分散治理，也可用于廢水集中連片治理工程。

關(guān)鍵詞：醬香型白酒；釀造廢水；處理工藝；設(shè)計(jì)

白酒釀造廢水屬于輕工業(yè)廢水，COD值高達(dá)10 000 mg/L，具有高有機(jī)物濃度、高懸浮物濃度、呈酸性等特征，造成嚴(yán)重的環(huán)境污染問(wèn)題，必須處理達(dá)標(biāo)后才能排向外環(huán)境[1-2]。赤水河流域分布有諸多醬香型白酒廠，對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活水平的提高做出了突出貢獻(xiàn)，但是隨著白酒行業(yè)的發(fā)展，酒廠數(shù)量逐漸增多、規(guī)模日趨擴(kuò)大，廢水排放量不斷增加，若不加以嚴(yán)格治理，將會(huì)對(duì)赤水河水生生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)成嚴(yán)重威脅。釀酒廢水的處理以生化法為主，物理法和化學(xué)法為輔，處理過(guò)程包括預(yù)處理、二級(jí)處理和深度處理，其中深度處理有吸附法、膜過(guò)濾法、高級(jí)氧化法和混凝沉淀法等[3-4]；采用兩級(jí)常溫厭氧-好氧-固定化微生物組合工藝對(duì)釀酒廢水進(jìn)行中試處理，各級(jí)工藝對(duì)有機(jī)物和氨氮均有較好的去除效果，但是這些組合工藝存在工藝流程長(zhǎng)、占地面積大、運(yùn)營(yíng)管理難、出水不穩(wěn)定等問(wèn)題。因此，對(duì)傳統(tǒng)釀酒行業(yè)廢水處理工藝進(jìn)行優(yōu)化，使其更趨科學(xué)性、合理性及有效性，就成為了一個(gè)新課題。

1醬香型白酒生產(chǎn)工藝產(chǎn)污情況

醬香型白酒生產(chǎn)常用高粱作為原料，用小麥制作高溫酒曲，經(jīng)2次投料、9次蒸煮、8次發(fā)酵、7次取酒，歷經(jīng)1年時(shí)間釀造而成。其生產(chǎn)廢水具有釀酒廢水的主要特性，但因其釀造工藝極為繁復(fù)，過(guò)程廢水的產(chǎn)生環(huán)節(jié)(圖1)和水質(zhì)水量與普通白酒生產(chǎn)廢水有很大差異，有機(jī)污染物與懸浮物含量均高于普通白酒生產(chǎn)廢水，且廢水產(chǎn)生量是普通白酒生產(chǎn)廢水的2～6倍，生產(chǎn)每t白酒大約產(chǎn)生50～70 t廢水，因此，醬香型釀酒廢水若以一般釀酒行業(yè)廢水處理方式處理，很難達(dá)到預(yù)期處理效果。

圖1　醬香型白酒生產(chǎn)流程及排污節(jié)點(diǎn)分析

醬香型白酒生產(chǎn)過(guò)程中污水主要為沖洗水、窖底水、鍋底水及冷卻水等，廢水中含有原料殘?jiān)⒕圃慵捌渌w維類物質(zhì)。冷卻水僅存在熱污染，經(jīng)冷卻后即可回用；鍋底水、窖底水和沖洗水屬高濃度有機(jī)廢水，污染組分多為可生化降解的有機(jī)物，但其低碳醇、脂肪酸含量相對(duì)較大，需要進(jìn)行良好的接種和馴化才能使污染物質(zhì)為生物所降解。

2釀酒廢水處理工藝設(shè)計(jì)

經(jīng)過(guò)比選各類工藝，根據(jù)醬香型白酒釀造的獨(dú)特工藝以及釀造過(guò)程中廢水排放的特點(diǎn)和性質(zhì)，選取“物理化學(xué)+兩級(jí)生化處理系統(tǒng)”工藝對(duì)醬香型白酒釀酒廢水進(jìn)行處理，處理水最終經(jīng)濕地植物凈化后排入外環(huán)境，部分回用于釀造車間場(chǎng)地沖洗水、廢水處理污泥脫水車間沖洗水、集水井緩沖液以及廠區(qū)綠化用水，水質(zhì)能夠滿足GB 27631—2011《發(fā)酵酒精和白酒工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》中表3規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)。

各釀酒車間廢水經(jīng)各車間污水支管收集，經(jīng)由廠區(qū)污水收集主管網(wǎng)匯入污水處理站集水調(diào)節(jié)池，通過(guò)兩級(jí)格柵除去固體廢物，再經(jīng)由兩級(jí)生化處理系統(tǒng)處理后進(jìn)入絮凝沉淀池，最后經(jīng)濕地植物凈化后排入出水口。處理過(guò)程中剩余污泥經(jīng)由脫水處理泥餅外運(yùn)至垃圾填埋場(chǎng)進(jìn)行衛(wèi)生填埋，出水部分回用，其余排入外環(huán)境。處理工藝流程如圖2所示。

圖2　醬香型白酒釀造廢水處理流程

2.1廢水收集與調(diào)節(jié)

釀酒工藝復(fù)雜，廢水產(chǎn)生環(huán)節(jié)較為分散，這就要求具備一套完善的廢水收集系統(tǒng)，將各生產(chǎn)車間各類有組織及無(wú)組織排放的污水系統(tǒng)的收集起來(lái)，并根據(jù)廢水水質(zhì)通過(guò)不同的管道收集進(jìn)入污水處理站集水調(diào)節(jié)池，它具有集水及水質(zhì)、水量調(diào)節(jié)的雙重任務(wù)，該構(gòu)筑物需具備足夠大的容積，確保廢水的收集及污水處理設(shè)施的連續(xù)運(yùn)行。此外，水質(zhì)的調(diào)節(jié)可根據(jù)控制不同廢水水質(zhì)進(jìn)水管閥門(mén)得以實(shí)現(xiàn)，例如冷卻水污染物濃度最低，可用作緩沖液對(duì)高濃度發(fā)酵廢水進(jìn)行稀釋，以調(diào)節(jié)污水處理站進(jìn)水水質(zhì)在處理能力范圍。

2.2兩級(jí)格柵

一級(jí)格柵可選用間隙一般的回轉(zhuǎn)式格柵，二級(jí)格柵須采用間隙較密的轉(zhuǎn)鼓格柵，以潷除廢水中的糧食、谷物及酒糟等固體廢物，柵渣通過(guò)螺旋輸送機(jī)送入渣斗，最終運(yùn)送至垃圾填埋場(chǎng)進(jìn)行填埋處置。

2.3兩級(jí)生化系統(tǒng)

一級(jí)生化系統(tǒng)承擔(dān)較重的處理任務(wù)，該單元將使廢水中有機(jī)污染物削減大約70%，該單元生物接觸氧化池內(nèi)微生物處于對(duì)數(shù)增長(zhǎng)期及減速增長(zhǎng)期前段，生物膜狀態(tài)極佳，對(duì)有機(jī)物的降解速率較高；二級(jí)生化系統(tǒng)生物接觸氧化池內(nèi)微生物處于微生物減速增長(zhǎng)期后段或生物膜穩(wěn)定期，生物相較穩(wěn)定，處理水質(zhì)在這一單元得到進(jìn)一步的提高。每級(jí)生化系統(tǒng)均有一個(gè)厭氧池、一個(gè)生物接觸氧化池及一個(gè)沉淀池組合而成。廢水進(jìn)入?yún)捬醭睾?，?fù)雜有機(jī)污染物經(jīng)厭氧菌及兼性厭氧菌作用氨化，轉(zhuǎn)化為簡(jiǎn)單的化合物及氨態(tài)氮。同時(shí)，聚磷菌完成釋磷過(guò)程，將細(xì)胞內(nèi)聚磷水解為正磷酸鹽，并降解水中部分有機(jī)物；生物接觸氧化池通過(guò)附著在池內(nèi)填料上的微生物的吸附劑分解作用，將廢水中污染物去除，釋磷菌在好氧條件下進(jìn)行聚磷反應(yīng)，從污水中攝取磷酸鹽，菌膠團(tuán)與脫落的生物膜以及截留的懸浮物質(zhì)一起，隨水流進(jìn)入沉淀池，污染物通過(guò)剩余污泥的排放得以去除。此外，在生物接觸氧化池中可加入少量FeS粉末，起調(diào)節(jié)電位、絮凝及除磷的作用。

工藝主要設(shè)計(jì)參數(shù)如表1所示。

表1　兩級(jí)生化處理系統(tǒng)工藝主要設(shè)計(jì)參數(shù)

2.4混凝沉淀

混凝沉淀池處理單元分為兩個(gè)部分，一是混凝區(qū)，二是沉淀區(qū)。常用的混凝藥劑如聚合氯化鋁，經(jīng)絮凝劑制備系統(tǒng)制成絮凝溶液，按一定比例與生化系統(tǒng)出水混合，懸浮物絮凝成團(tuán)，在沉淀區(qū)與出水分離，進(jìn)一步提升出水水質(zhì)。

2.5濕地植物

蘆葦、浮萍等濕地植物對(duì)污水中某些污染物，特別是對(duì)水體中磷有較強(qiáng)的吸收、富集作用，而通過(guò)自身代謝作用能分解部分有機(jī)物，達(dá)到去除污染物的目的；濕地植物還能吸收一些難降解的有機(jī)污染物，且整個(gè)水生系統(tǒng)能提升污水處理站觀賞度。在條件允許情況下，可考慮加設(shè)該處理單元，降低出水水質(zhì)中的污染物濃度。

2.6紫外消毒

通過(guò)紫外線消毒，破壞微生物機(jī)體細(xì)胞中DNA或RNA的分子結(jié)構(gòu)，將水中各種細(xì)菌、病毒、寄生蟲(chóng)、水藻以及其它病原體滅活，完成殺菌過(guò)程，最終實(shí)現(xiàn)出水水質(zhì)達(dá)標(biāo)和回用的目的。

2.7出水口

出水口前端需設(shè)置一小型儲(chǔ)水井，并安置中水回用泵及配套管閥，以便將處理后出水回用做釀造車間場(chǎng)地沖洗水、廢水處理污泥脫水車間沖洗水、集水井緩沖液以及廠區(qū)綠化用水，實(shí)現(xiàn)白酒企業(yè)的節(jié)能、降耗、減污、增效。

最終，處理水質(zhì)達(dá)到GB 27631—2011《發(fā)酵酒精和白酒工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》中表3規(guī)定的排放限值(表2)要求排放。

表2　醬香型白酒釀造廢水處理出水濃度限值

3結(jié)語(yǔ)

醬香型白酒釀造廢水屬于高濃度有機(jī)廢水，若超標(biāo)排放將對(duì)周圍環(huán)境造成不良影響，也未盡到企業(yè)的社會(huì)責(zé)任，有損企業(yè)形象。針對(duì)傳統(tǒng)工藝占地面積大、運(yùn)行成本高、處理效果不穩(wěn)定的問(wèn)題，本文采用“物理化學(xué)+兩級(jí)生化處理系統(tǒng)”工藝對(duì)醬香型白酒釀酒廢水進(jìn)行處理，包括廢水收集與調(diào)節(jié)、兩級(jí)格柵、兩級(jí)生化、混凝沉淀等環(huán)節(jié)，處理水最終經(jīng)濕地植物凈化并殺菌消毒后外排或回用，水質(zhì)能夠達(dá)到或優(yōu)于GB 27631—2011《發(fā)酵酒精和白酒工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》中表3要求的排放濃度。

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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

作者簡(jiǎn)介：張曉菲，女，1987年生，本科，助理工程師，研究方向：城鎮(zhèn)生活污水處理。E-mail:463942652@qq.com

中圖分類號(hào)：X703

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A