我國是釀酒大國,釀酒行業(yè)發(fā)展異常迅速。2013年全年行業(yè)完成總產(chǎn)量7 511.88萬千升。但釀酒過程中需要消耗大量能源和排放大量的污水、廢糟等廢棄物,嚴(yán)重污染環(huán)境。如啤酒廢水屬中等濃度有機廢水,生產(chǎn)1噸啤酒可排出廢水15~30噸,COD約為1 000~2 500 mg/L;酒精廢水屬高濃度有機廢水,以玉米或薯干為原料,每生產(chǎn)1噸酒精將排放廢液13~16噸,其COD為40 000~50 000 mg/L。促進(jìn)釀造行業(yè)有機廢水的深度處理和資源化利用,是釀造行業(yè)面臨的重要問題。
江南大學(xué)的阮文權(quán)教授團隊針對我國釀造行業(yè)所產(chǎn)生的有機廢水處理過程中的關(guān)鍵技術(shù)和基礎(chǔ)科學(xué)問題進(jìn)行了系統(tǒng)研究,開發(fā)出有機廢水高效資源化的共性關(guān)鍵技術(shù),并通過對關(guān)鍵技術(shù)的集成應(yīng)用于啤酒、白酒、葡萄酒和黃酒生產(chǎn)廢水的工程處理,成功實現(xiàn)了廢水的資源回收,形成了釀酒廢水的厭氧(能源回收)-好氧 (除磷脫氮)-深度處理 (再生)的技術(shù)路線,并取得了一系列創(chuàng)新性成果。CN200910032414.1公開了一種沼氣提升式強化厭氧反應(yīng)器及其應(yīng)用,其由兩個上下重疊的厭氧反應(yīng)室串聯(lián)組成。用下面第一個厭氧反應(yīng)室產(chǎn)生的沼氣作為動力,實現(xiàn)了下部混合液的內(nèi)循環(huán),使廢水獲得強化的預(yù)處理。上面的第二個厭氧反應(yīng)室對廢水繼續(xù)進(jìn)行后處理,使出水達(dá)到預(yù)期的處理要求。該發(fā)明采用內(nèi)、外循環(huán)和沼氣循環(huán)的復(fù)合循環(huán)方式,改善微生物與基質(zhì)之間的傳質(zhì)條件,加快反應(yīng)速率,提高污水處理效率。CN200910032478.1公開了一種多級環(huán)流好氧處理技術(shù),其每級好氧反應(yīng)裝置采用上下分層的方式將好氧反應(yīng)裝置分為上下兩部分,下部采用傳統(tǒng)的風(fēng)機曝氣,上層采用表面曝氣,并推動水流,形成循環(huán)流動,采用多級好氧反應(yīng)裝置組合的方式形成多級環(huán)流好氧反應(yīng),COD去除率達(dá)到90%以上。CN200810023559.0為葡萄酒釀造中廢水的處理方法,其處理效率高,能耗小,處理程度高,并對能源循環(huán)利用,可以做到廢水的零排放。其特征在于:其包括以下步驟,調(diào)酸、固液分離、預(yù)酸化處理、厭氧反應(yīng)、三段式生物反應(yīng)、沉淀處理、混凝反應(yīng)、砂濾、消毒及排放、污泥處理,最后排放。CN200510094484.1公開了一種由新型膨脹顆粒污泥床(EGSB)反應(yīng)器和計算機監(jiān)控系統(tǒng)組成的全自動化高效產(chǎn)沼氣的厭氧處理有機廢水的裝置。它既可以有效地處理有機廢水,同時又可以高效的生產(chǎn)沼氣。CN200610040925.4公開的產(chǎn)沼氣的廢水處理裝置由一個新型自循環(huán)厭氧反應(yīng)器和計算機監(jiān)控系統(tǒng)組成,其核心自循環(huán)厭氧反應(yīng)器由兩個上下重疊的厭氧反應(yīng)區(qū)串聯(lián)組成,兩個反應(yīng)區(qū)上部各設(shè)置一個氣-固-液三相分離器,下部的反應(yīng)區(qū)處于極端的高負(fù)荷,上部的反應(yīng)區(qū)處于低負(fù)荷,三相分離器對污泥可以自行分離沉降返回反應(yīng)器主體并分別收集沼氣,反應(yīng)器內(nèi)部能夠形成液體自循環(huán),使有機物與顆粒污泥的傳質(zhì)過程加強,處理能力得到提高;占地面積小、能處理高濃度有機廢水并能產(chǎn)生生物能源――沼氣。CN200620069241.2公開了一種處理有機廢水的環(huán)流式好氧生物反應(yīng)器(JLCR),其采用內(nèi)外套管的射流管,下部置有導(dǎo)流筒,融合了射流曝氣、生物流化床、深井曝氣等工藝技術(shù)特點,使反應(yīng)系統(tǒng)中物料間的混合、傳質(zhì)得到顯著的改善,從根本上解決了污水處理過程中氧傳質(zhì)受限的問題。鄒華、魏學(xué)軍、阮文權(quán)等(2007)研究了IC反應(yīng)器處理糖蜜酒精廢水的效果,考察其COD及硫酸鹽的去除率、沼氣的產(chǎn)量和組分等。結(jié)果表明反應(yīng)器對于COD為5000~10 000 mg/L的中、高濃度廢水去除效果良好。王濤(2010)以青島啤酒股份有限公司青島啤酒二廠的生產(chǎn)廢水為處理對象,針對原主體工藝UASB-射流曝氣存在的問題開發(fā)高效厭氧反應(yīng)器和倒置AAO工藝對啤酒生產(chǎn)廢水的處理,優(yōu)化厭氧與好氧組合工藝,通過回流、緩沖等技術(shù)手段,提高混合強度和控制厭氧微生物的濃度,強化厭氧反應(yīng)器的生物反應(yīng)過程,利用兼氧好氧反應(yīng)交替運行,形成穩(wěn)定的除磷脫氮菌群,使得氮磷得到很好的去除。
通過工藝技術(shù)的創(chuàng)新,核心反應(yīng)器裝備的自主研發(fā)、輔助裝備的集成應(yīng)用,實現(xiàn)釀酒廢水的高效低耗的深度處理,提升資源化技術(shù)水平,達(dá)到社會效益、環(huán)境效益和經(jīng)濟效益的高度統(tǒng)一,對釀酒產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有極其重要意義。