周康熙，倪 莉*

（1 福州大學(xué)石油化工學(xué)院 福州350108 2 福州大學(xué)食品科學(xué)技術(shù)研究所 福建省食品生物技術(shù)創(chuàng)新工程技術(shù)研究中心 福州350108）

酒的歷史源遠(yuǎn)流長，《世本八種》 中記載，“儀狄始作，酒醪，變五味，少康作秣酒?！眱x狄、少康都是夏朝人，可見夏朝時期就已有酒的出現(xiàn)[1]。隨著酒文化的發(fā)展，酒的種類眾多，按照釀造工藝可分為發(fā)酵酒（如葡萄酒、啤酒、黃酒、日本清酒等）、蒸餾酒（如中國白酒、威士忌、伏特加、龍舌蘭、白蘭地等）、調(diào)制酒（如波特酒、利口酒等）[2]。在中國，酒類制造企業(yè)以釀造酒為主，四大帶有釀造工序的酒分別是：白酒、黃酒、啤酒、葡萄酒。白酒相對其它3 種酒較為特殊，其工藝多了蒸餾等步驟，使其酒精度突破酵母菌的酒精耐受限度20%（體積分?jǐn)?shù)）。生產(chǎn)發(fā)酵酒的廠商會為了保證同批次的酒的品質(zhì)穩(wěn)定而進(jìn)行適當(dāng)、合法的調(diào)制，而調(diào)制酒在中國較為少見。無論哪種酒，在生產(chǎn)制作過程中都會產(chǎn)生廢棄物，比如發(fā)酵酒產(chǎn)生酒糟；原料及釀造設(shè)備的清洗產(chǎn)生廢水；廢水的排放產(chǎn)生污泥等[3-5]。這些廢棄物營養(yǎng)豐富，如果不經(jīng)一定的處理后排放，容易造成微生物的富集，蚊蟲的大量繁衍，進(jìn)而污染環(huán)境和散播疾病，而正確處理這些廢棄物，能夠變廢為寶，促進(jìn)其它產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，一舉兩得[6-8]。本文以中國常見的白酒、黃酒、啤酒、葡萄酒為研究對象，在制酒廢棄物的來源分析基礎(chǔ)上，明確制酒廢棄物的種類及成分，介紹其利用途徑，為解決酒廠的排污問題和推動相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供借鑒。

1 制酒廢棄物的來源及在中國的排放量

制酒廢棄物主要為廢渣、廢水、污泥。盡管廢棄物的類型相對清晰，還需明確其來源及排放量，并根據(jù)廢棄物的特性和數(shù)量更好地處理和利用。

1.1 廢渣

制造過程中可能產(chǎn)生酒糟的酒類有：白酒、黃酒、葡萄酒和啤酒[9-12]。根據(jù)其生產(chǎn)工藝，可獲知這些酒的酒糟來源。

從工藝流程圖可知，白酒和黃酒的酒糟主要來自于農(nóng)作物與酒曲混合發(fā)酵結(jié)束時，經(jīng)過濾后的濾餅，即固體廢棄物[13-14]。白酒出酒率低，固體廢棄物較多，每制造1 t 白酒約有3 t 的酒糟產(chǎn)生。2019年中國白酒產(chǎn)量7.86×106kL，據(jù)此可推測中國每年約產(chǎn)生白酒糟2 358 萬t，并隨著白酒產(chǎn)量的逐年增加，白酒糟的廢棄量也逐年攀升[15]。與白酒相比，黃酒產(chǎn)量較低，據(jù)中國統(tǒng)計局?jǐn)?shù)據(jù)顯示，2019年中國黃酒產(chǎn)量達(dá)3.53×106kL，黃酒出酒率高，每產(chǎn)1 萬t 黃酒約有720 t 黃酒糟廢棄，據(jù)此計算，每年約有25.4 萬t 黃酒糟生成。

由圖2可知，葡萄酒釀造過程中的固體廢棄物除了釀造后產(chǎn)生的酒糟，還有澄清過濾后的濾渣及初始原料中的葡萄?；蚱咸押?。葡萄酒發(fā)酵較為完全，葡萄酒渣含量較少，每釀造1 kL 葡萄酒可產(chǎn)生0.25 t 酒渣。據(jù)國家統(tǒng)計局發(fā)布的數(shù)據(jù)，2019年中國葡萄酒產(chǎn)量4.5×105kL，則每年可產(chǎn)生約11.25 萬t 的葡萄酒渣[16]。每噸葡萄酒固體廢棄物中，葡萄皮約占50%，葡萄梗約占20%，葡萄籽約占30%，則每年葡萄的前處理所得梗與核的廢棄物達(dá)1.125×105t[17]。葡萄酒在后發(fā)酵完成后，澄清過濾后的濾渣多為酵母菌、多糖或蛋白類的絮凝物質(zhì)，如果這部分含量不計，則中國的葡萄酒釀造業(yè)每年約產(chǎn)生22.5 萬t 廢渣。

圖1 黃酒及白酒的釀造工藝流程圖Fig.1 Flowchart of the brewing process of yellow rice wine and Baijiu

圖2 葡萄酒釀造工藝流程圖Fig.2 Flowchart of the brewing process of wine

圖3 啤酒釀造工藝流程圖Fig.3 Flowchart of the brewing process of beer

由圖3可知，啤酒釀造過程中所產(chǎn)生的廢渣來源于麥芽泥、酵母泥等物質(zhì)。白酒、黃酒在中國文化中底蘊(yùn)深厚，然而，啤酒為產(chǎn)量最高的酒，2019年中國啤酒產(chǎn)量3.765×107kL，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過白酒、葡萄酒、黃酒的總產(chǎn)量[18]。以每千升啤酒產(chǎn)0.03 t 干糟計，中國每年可產(chǎn)生約112.95 萬t 啤酒糟[19]。

綜合以上數(shù)據(jù)，可將各類酒產(chǎn)生的固體廢棄物列表（如表1所示）。

表1 中國不同酒類廢渣來源及產(chǎn)量估算結(jié)果Table 1 Sources and production estimation of the waste residues generated during making fermented alcoholic beverages in China

根據(jù)表1中的估算結(jié)果，每年制酒廢棄物中廢渣生成量巨大，每年大約產(chǎn)生2 518.85 萬t 固體廢棄物。這些固體廢棄物中，產(chǎn)生量從高至低的酒類是白酒、啤酒、葡萄酒、黃酒，對比不同酒類，廢渣產(chǎn)量與釀造工藝直接相關(guān)，而與年含量關(guān)系較弱。

1.2 廢水及污泥

1.2.1 廢水 酒廠的工業(yè)廢水主要來源于生產(chǎn)廢水、生活污水、廢次品廢水和反滲透濃水（RO 濃水）[20]。生產(chǎn)廢水來源于原料的洗滌及蒸煮廢水，儀器、設(shè)備的洗滌廢水，釀造設(shè)備中殘留的液體，冷卻系統(tǒng)排水，廠房清洗廢水。生活污水來源于員工宿舍。釀酒過程中因釀造菌群難以控制或儀器、設(shè)備偶發(fā)情況等原因而有廢次品產(chǎn)生，這些酒將成為廢水。在對上述廢水進(jìn)行反滲透的同時也產(chǎn)生RO 濃水。

綜合文獻(xiàn)，可對廢水量預(yù)估如下：（1）白酒。據(jù)分析，每生產(chǎn)1 kL 65%白酒，約耗水60 t，產(chǎn)生廢水48 t，以2019年白酒產(chǎn)量為計算根據(jù)，估計每年產(chǎn)生廢水約47 160 萬t；（2）黃酒。根據(jù)浙江省對黃酒行業(yè)的排污標(biāo)準(zhǔn)，每生產(chǎn)1 kL 成品黃酒廢水排量不能超過6t，以2019年中國黃酒產(chǎn)量3.53×106kL 計，估計每年產(chǎn)生廢水約2 118 萬t；（3）葡萄酒。據(jù)報道，每生產(chǎn)1 kL 的葡萄酒約產(chǎn)生4 t 的廢水，以2019年葡萄酒產(chǎn)量計，每年約排放廢水180 萬t[21]；（4）啤酒。以生產(chǎn)1 kL 啤酒排放20 t 廢水為換算基礎(chǔ)，2019年啤酒產(chǎn)量3.765×107kL，則每年約產(chǎn)生75 300 萬t 廢水[22]。全國四大酒類每年共計產(chǎn)生廢水124 758 萬t。而根據(jù)黑龍江省水文局的調(diào)查，其抽查的2 510 戶（常住人口7 439 人）的年生活用水量僅為18.49 萬t，相比之下，中國整個酒業(yè)的廢水量非常巨大，廢水的綜合利用具有重大現(xiàn)實(shí)意義[23]。

1.2.2 污泥 在生產(chǎn)、過濾、罐裝、冷卻、清洗、廢次品排放等環(huán)節(jié)產(chǎn)生工業(yè)廢水，而廢水的排放過程中會形成污泥[24]。污泥的生成量與廢水排放量、廢水中固形物含量有關(guān)，目前尚無數(shù)據(jù)可推測當(dāng)前中國酒類制造業(yè)直接或間接產(chǎn)生的“酒性污泥”量。由廢水排放量可知，潛在污泥量不可小視。

污泥的成分主要為泥沙、農(nóng)產(chǎn)品殘渣及各類微生物，含有豐富的糖、氨基酸和蛋白質(zhì)及醇、酯、酚、有機(jī)酸等營養(yǎng)物質(zhì)，在堆積過程中，排放出來的釀酒微生物及環(huán)境微生物繼續(xù)發(fā)酵，此外，污泥中的酒香容易吸引蚊蟲的棲息及繁衍，對土壤及地下水帶來直接的危害，進(jìn)而對環(huán)境帶來嚴(yán)重的影響[25-26]。

2 制酒廢棄物的成分分析

在明確制酒廢棄物的來源及估算排放量后，對其含量進(jìn)行成分分析，有利于處理工藝及方案的設(shè)定，既能更好地利用廢棄物中的物質(zhì)，也能達(dá)到降污減排的效果。

2.1 廢渣

四大含有釀造工藝的酒類的廢渣成分含量不同，需逐一分析。

2.1.1 白酒 白酒廢渣主要為白酒渣，粗脂肪、粗蛋白及粗纖維含量豐富，相關(guān)研究如下：

表2 不同來源白酒糟的成分及其含量Table 2 Composition and contents of Baijiu distillers’ grains from different sources

此外，將白酒糟成分細(xì)化分析，還含有氨基酸、生物活性因子等物質(zhì)。Gibreel 等[30]研究發(fā)現(xiàn)，酒糟中含有甾醇3.7 mg/kg，酚類化合物13.61 mg/g，β-葡聚糖2.07%，此外還有生育酚107 μg/g，脂肪酸53 mg/g。Winkler 等[31]也認(rèn)為白酒酒糟中含有豐富的植物脂類物質(zhì)，總植物甾醇15.8～17.3 mg/g，阿魏酸植物甾醇酯3.75～3.99 mg/g，生育酚1.7～1.8 mg/g。陳穎等[32]對白酒糟進(jìn)行成分分析，發(fā)現(xiàn)其氨基酸含量豐富，并含有亮氨酸、蘇氨酸等人體必需氨基酸，成分表見表3。

表3 白酒糟中氨基酸成分Table 3 Amino acids in Baijiu distiller’s grains

2.1.2 黃酒 黃酒的固體廢棄物來源與白酒相似，為谷物釀造廢渣和酒曲釀造廢渣。黃酒的釀造原料多樣，常見的有：玉米、大米、糯米、高粱、小麥、大麥等；酒曲亦豐富多樣，有紅曲、麥曲、藥白曲等。釀造原料及釀造微生物差別較大，因此成分種類及含量有所差異?？傮w而言，黃酒糟的粗蛋白含量豐富。不同來源的黃酒糟主要成分如下：

表4 不同來源黃酒糟成分及其含量Table 4 Composition and contents of yellow rice wine lees from different sources

與白酒一樣，黃酒也擁有豐富的氨基酸[36]：

黃酒糟中還含有豐富的有機(jī)酸、醇、酯、酚等風(fēng)味物質(zhì)。與白酒一樣，還含有一定的酒精度。黃酒的酒曲多樣，特色酒曲如紅曲，其釀制的紅曲黃酒和酒糟中含有紅曲色素，而紅曲色素具有抗氧化、抗菌、消炎、抗腫瘤等功效[37-39]。

表5 黃酒糟中氨基酸成分Table 5 Amino acids in yellow rice wine lees

2.1.4 啤酒 啤酒糟主要是麥泥、酵母泥。啤酒糟中同樣含有豐富的粗蛋白、粗脂肪和粗纖維，此外還含有豐富的酸性洗滌纖維和中性洗滌纖維等主要物質(zhì)成分，有維生素、氨基酸等小分子物質(zhì)，王曉力等[50]對啤酒糟成分進(jìn)行測定，結(jié)果見表6。

表6 不同來源啤酒糟成分及其含量Table 6 Composition and contents of brewer’s grains from different sources

啤酒糟中還含有豐富的鈣、磷、鐵、銅、鋅、錳等礦物質(zhì)。Badea 等[51]研究表明，啤酒糟中的維生素除了B 組維生素外，還含有生育酚（維生素E），維生素的種類高達(dá)8 種，油脂含量也較高。

2.2 廢水及污泥

制酒廠排出的廢水主要為可溶性物質(zhì)，包括各種有機(jī)質(zhì)、含氮、含磷化合物等。李文洪[52]對白酒廠排放的工業(yè)廢水污泥進(jìn)行成分分析，其廢水pH 6.44，含水量69.17%，基本呈中性，有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷平均含量分別為793.39，44.79，38.44 mg/g，遠(yuǎn)超中國城市排污的平均水平。對于黃酒而言，米泔水、淋飯水、洗缸（壇）水、沖洗水等含有較高濃度的可降解碳水化合物，利用中溫厭氧與好氧相結(jié)合的方法，重鉻酸鹽指數(shù)（CODcr）去除率可達(dá)99.6%[53]。葡萄酒廢水中主要為有機(jī)酸、小分子糖、醇、酯、酚，相關(guān)成分見表7[54]。啤酒廢渣中的主要成分為糖類和蛋白質(zhì)[58]。

廢水排放后污泥形成時，污泥中的有機(jī)物和含氮、磷、鉀的化合物多數(shù)以微生物形式存在，其結(jié)合形式有：菌體蛋白、菌體多糖、核酸與核苷酸、微生物酶、維生素及各種代謝產(chǎn)物等。污泥的泥沙中則含有多種礦物質(zhì)成分。

表7 葡萄酒廢水中的物質(zhì)Table 7 Substances in wine wastewater

（續(xù)表7）

3 制酒廢棄物的綜合利用途徑及處理工藝

制酒廢棄物中釀造微生物較多，營養(yǎng)較為豐富，經(jīng)排污處理后排放會造成資源的浪費(fèi)。如果將其有效成分回收利用后再處理排放，則可實(shí)現(xiàn)資源的效益最大化，且能推動相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。制酒廢棄物包含了廢渣、廢水、污泥3 個部分，資源的回收利用也各不相同。本文認(rèn)為該綜合利用途徑見圖4。

3.1 廢渣

3.1.1 回收釀酒 酒糟中的釀造微生物具有很高的生物活性，且香氣成分蔥郁，可與谷物、酒曲混合后釀造新型酒。此法常見于白酒與黃酒的釀造。傅建偉等[59]發(fā)明了一種糟燒白酒的工藝，將黃酒糟與酶制劑、酵母混合后固態(tài)發(fā)酵2～3 周，蒸餾后得到白酒，將過濾所得酒糟再拌曲、發(fā)酵、蒸餾獲得第2 批次白酒，使黃酒糟與白酒糟得到充分利用。李敬宇等[60]發(fā)明了一種懷山藥酒糟釀制白酒的方法，將酒糟與白酒混合浸泡30～50 h，使懷山藥的營養(yǎng)成分溶于酒精體系，經(jīng)過濾、蒸餾、陳釀獲得高度懷山藥酒，實(shí)現(xiàn)了懷山藥中營養(yǎng)成分的回收再利用。吳玉蓮等[61]以麥麩、鮮酒糟、稻皮為原料，經(jīng)蒸料、接種酵母和糖化酶，堆積、入池發(fā)酵及蒸餾后，獲得新型白酒，實(shí)現(xiàn)了農(nóng)作物副產(chǎn)物和制酒副產(chǎn)物（酒糟）的綜合利用。

該回收利用途徑對現(xiàn)有酒糟進(jìn)行回收，可實(shí)現(xiàn)釀造微生物和剩余營養(yǎng)物質(zhì)的再利用，不足之處在于新一輪的釀造酒產(chǎn)生后，酒糟依然存在，且酒糟的往復(fù)利用難以根本消除固體廢棄物的排放問題。

2.建設(shè)綠色礦山是貫徹落實(shí)“五大發(fā)展理念”的要求。中央提出的創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享的發(fā)展理念，對破解現(xiàn)階段杭州市的礦業(yè)發(fā)展難題，提高礦山企業(yè)競爭力具有重大的指導(dǎo)意義。必須通過綠色礦山建設(shè)、綠色礦業(yè)發(fā)展把“五大發(fā)展理念”貫穿礦業(yè)發(fā)展始終，創(chuàng)新勘查技術(shù)方法與理念，加快轉(zhuǎn)變礦產(chǎn)資源利用方式，提高綜合開發(fā)利用水平，創(chuàng)新礦產(chǎn)資源管理體制機(jī)制，保護(hù)生態(tài)環(huán)境與民生權(quán)益，推動全省的礦業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和轉(zhuǎn)型升級。

圖4 制酒廢棄物的綜合利用途徑Fig.4 Integrated utilization pathways for the waste generated during making fermented alcoholic beverages

3.1.2 回收釀醋 制酒固體廢渣回收釀醋的原理與回收釀酒類似，主要利用酒糟中的營養(yǎng)物質(zhì)或微生物的代謝作用。羅樂等[62]研究發(fā)現(xiàn)，酒糟釀醋與傳統(tǒng)醋相比，總酸、可溶性無鹽圓形物和不揮發(fā)酸分別提高了6%，20%和10%，香氣更為濃郁，且各項(xiàng)指標(biāo)符合國家衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。范文權(quán)等[63]以新鮮酒糟、青稞、麩皮為原料，經(jīng)酵母菌和醋酸桿菌50～60 d 的發(fā)酵，釀造食用醋，實(shí)現(xiàn)了農(nóng)副產(chǎn)物和酒糟的回收再利用。萬吉志等[35]將黃酒糟與黃酒混合浸泡4 h 后加入麩皮和稻殼，經(jīng)醋酸桿菌的接種發(fā)酵后獲得黃酒醋，該醋與傳統(tǒng)醋相比，醇類、酚類、酯類物質(zhì)都有所增加，且氨基酸含量提高了1.51%，在實(shí)現(xiàn)資源回收的同時還能夠提高醋的品質(zhì)。龐相國等[64]利用酒糟中可降解糖類多、酒精含量高的特點(diǎn)，在酒糟中放入醋酸進(jìn)行轉(zhuǎn)筒發(fā)酵，經(jīng)熏醅、淋醋、蒸發(fā)濃縮等步驟，獲得獨(dú)特風(fēng)味的食醋。

酒糟釀醋與酒糟回收釀酒的途徑相似，該回收途徑能利用酒糟中的生物資源，其缺點(diǎn)是再次產(chǎn)生固體廢棄物。

3.1.3 提取活性物質(zhì) 酒糟中營養(yǎng)物質(zhì)豐富且含有較多的活性成分，以酒糟為原料提取活性物質(zhì)，具有成本低、效益高等優(yōu)點(diǎn)。

對于谷物來源的酒糟，可提取蛋白質(zhì)、氨基酸、脂肪酸、酚、纖維素等。Villegas-Torre 等[65]認(rèn)為玉米酒糟中含有豐富的蛋白質(zhì)及氨基酸，可對其進(jìn)行回收提取；Cookman 等[66]對比了水性乙醇、堿性乙醇和蛋白酶處理3 種方法對從酒糟中提取蛋白的影響，結(jié)果表明酶法提取蛋白效果最好，提取后的蛋白質(zhì)多數(shù)以多肽形式存在；Izadifar[67]對小麥干酒糟進(jìn)行超聲處理，利用超聲破壁技術(shù)，提高了14.29%的酚類物質(zhì)提取效率；Pradhan 等[68]認(rèn)為小麥酒糟干基中含有65%～70%的ω-3 和ω-6 脂肪酸，并采用SC-CO（2）技術(shù)提取酒糟中的脂肪化合物；禹果[69]發(fā)明了一種以酒糟為原料回收纖維素、半纖維素和木質(zhì)素的方法，即除去酒糟中的蛋白質(zhì)后，利用有機(jī)溶劑的高溫、高壓處理后獲得固體纖維素，再對濾液進(jìn)行沉淀得到木質(zhì)素，最后對剩余液體進(jìn)行真空蒸餾獲得半纖維素。

對于葡萄酒來源的殘渣，可對其進(jìn)行提取花青素、角鯊烯等物質(zhì)。Romero-Díez 等[70]利用固液萃取法提取葡萄酒糟中的花青素，在微波輔助提取條件下，產(chǎn)量從2.78 mg/g 提至6.20 mg/g；Tomislav 等[71]利用天然深層共晶溶劑和超聲輔助萃取提取葡萄酒糟中的花青素，總花青素提取量為6.65 mg/g；Eleni 等[72]利用超臨界CO2萃取技術(shù)從葡萄酒糟中提取16.9 mg/g 的角鯊烯，再借助超聲波輔助萃取，產(chǎn)量可達(dá)17.6 mg/g。

3.1.4 制備酶制劑 鮮酒糟中菌群豐富，除酵母菌外，還有細(xì)菌、霉菌，這些鮮活的微生物可制備酶制劑，這些酶制劑多以纖維素酶為主。任道援等[73]從19 株白酒大曲及酒糟中分離純化出紅曲霉，并構(gòu)建酯酶同工酶譜圖；董丹等[74]從白酒糟中篩選出3 株高產(chǎn)纖維素酶的微生物，分別是淀粉芽孢桿菌、枯草芽孢桿菌和甲基營養(yǎng)型芽孢桿菌，這3 株菌在55 ℃、pH 5 的條件下纖維素酶活力分別為0.7，0.5，1.2 U/mL。鄒德勛等[75]以酒糟為底物，接種康氏木霉進(jìn)行發(fā)酵產(chǎn)纖維素酶制劑，該酶制劑與工業(yè)酶制劑的效果相似。

3.1.5 生產(chǎn)高價值飼料 將酒糟制備為飼料添加劑是酒糟利用率最高的轉(zhuǎn)化途徑。在制備飼料添加劑時，酒糟pH 值過低，酒精濃度過高，需進(jìn)行預(yù)處理。比如：加石灰粉調(diào)pH 值，烘干去除酒精。處理后的鮮酒糟或干酒糟的禽畜適口性差，還需發(fā)酵以提高營養(yǎng)價值和增加腸道益生菌的數(shù)量。

綜合現(xiàn)有文獻(xiàn)，酒糟的投喂對象可以是牲畜、家禽和魚類。Abd El-Hack 等[76]在玉米酒糟中添加木聚糖酶、長枝木霉（600 U/g）、蛋白酶、枯草芽孢桿菌（8 000 U/g）后，對海賽克斯糙蛋雞進(jìn)行喂食，與無酶飼料相比，血清氨含量降低了15.02%，血清鈣含量提高了6.44%，還提高了飼料利用率和雞蛋質(zhì)量。該500 g/kg 的酒糟酶飼料可替代豆粕。Keomanivong 等[77]利用干玉米和干酒糟包合投喂牛，研究發(fā)現(xiàn)可溶性干酒糟包合率的增加，對瘤胃發(fā)酵和體外甲烷濃度的影響最小。Rui 等[78]將玉米酒糟做成魚飼料，投喂成年歐洲鱸魚及其幼魚，觀察其消化情況。幼魚中蛋白酶活性較高，而成年鱸魚中脂肪酶和淀粉酶活性較高，且所有消化酶活性在小腸中部高于小腸前端或遠(yuǎn)端，說明該玉米酒糟作為魚飼料具有潛在的應(yīng)用前景。

將酒糟進(jìn)行初步處理或發(fā)酵后作為飼料進(jìn)行投喂，雖然可對制酒廠的固體廢棄物實(shí)現(xiàn)完全回收再利用，但是酒糟中的某些活性物質(zhì)難以發(fā)揮其功效。在提取酒糟中的活性成分后，剩余的殘渣再用益生菌發(fā)酵，制備成飼用微生態(tài)制劑，可實(shí)現(xiàn)酒糟的綜合利用。

3.2 廢水

制酒廠所排放的廢水營養(yǎng)價值高于其它工業(yè)廢水，而功能活性物質(zhì)以液體形式存在，其濃度遠(yuǎn)低于固體的酒糟，回收提取時效益甚微。如果將制酒廢水視同于其它工業(yè)廢水進(jìn)行排污處理又難以實(shí)現(xiàn)其價值，而將其制備成微生物絮凝劑可能是一種很好的選擇。

3.2.1 制備微生物絮凝劑 微生物絮凝劑是一類由微生物細(xì)胞成分或代謝產(chǎn)物加工而成的污水處理劑。所用微生物可以是細(xì)菌或真菌。該絮凝劑可以克服無機(jī)高分子和合成有機(jī)高分子的缺陷，實(shí)現(xiàn)無污染排放，是相對綠色環(huán)保的材料。絮凝原理的假說較多，較有代表性的有吸附架橋機(jī)理、電中和機(jī)理、化學(xué)反應(yīng)學(xué)說、卷捕作用、酯合假說、黏質(zhì)學(xué)說等。也有學(xué)者認(rèn)為，絮凝過程復(fù)雜多變，其絮凝現(xiàn)象已不能單純地利用某一種機(jī)理進(jìn)行解釋[79]。表8列出制酒廢水作為絮凝劑的研究實(shí)例。

表8 制酒廢水制備絮凝劑相關(guān)工藝參數(shù)Table 8 Relevant process parameters for flocculant preparation with the waste water generated during making fermented alcoholic beverages

3.2.2 制酒廢水處理工藝 在廢水處理過程中，常見的有兩個指標(biāo)，一是化學(xué)需氧量（COD），二是生化需氧量（BOD5）。前者是指廢水中能被氧化的物質(zhì)被化學(xué)氧化劑氧化時所需氧量，后者是廢水在微生物存在下生化降解5 d 內(nèi)所需氧的數(shù)量。兩者的比值（BOD5/COD）代表可生化降解的指標(biāo)，通常大于0.3。

制酒廢水處理工藝有：好氧生物處理技術(shù)、厭氧生物處理技術(shù)、物理吸附處理技術(shù)及其它處理技術(shù)。前兩者都需借助微生物進(jìn)行代謝起到凈化水質(zhì)的作用，根據(jù)溶氧量和微生物需氧條件的不同而分為好氧處理法與厭氧處理法。物理吸附法則需要借助多孔固體物質(zhì)，通過氫鍵、范德華力、物質(zhì)極性、靜電力等作用進(jìn)行吸附。制酒廢水的相關(guān)處理工藝及效果見表9。

表9 制酒廢水處理工藝及其參數(shù)Table 9 Treatment process and parameters of the waste water generated during making fermented alcoholic beverages

3.3 污泥

污泥伴隨著廢水的排放而產(chǎn)生，是制酒廢水的副產(chǎn)物，當(dāng)前對制酒廢水處理的研究起步較晚，對于制酒污泥的研究較少。污泥主要為微生物、農(nóng)作物殘渣、發(fā)酵代謝產(chǎn)物及泥沙組成的混合物，與城市污泥相比，營養(yǎng)物質(zhì)含量高，重金屬含量低，符合農(nóng)用堆肥標(biāo)準(zhǔn)。

在污泥處理過程中，一般設(shè)置污泥蓄池，使微生物降解污泥中的有機(jī)質(zhì)，其產(chǎn)生的沼氣可供電或部分替代天然氣。沉淀池和好氧曝氣池中污泥會定期轉(zhuǎn)移至蓄池中，混合污泥經(jīng)消化后脫水，經(jīng)改良、干糟、熱交換等處理，使污泥成為土壤改良劑、回填土或耕地用土。

相對而言，將制酒污泥制備成飼料或進(jìn)行堆肥是一種良好的綜合利用途徑。蔣培森等[95]以啤酒糟和啤酒污泥為基質(zhì)，添加玉米漿、米渣及無機(jī)鹽，接種益生菌進(jìn)行發(fā)酵，制備酶系豐富的高蛋白飼料。楊觀中等[96]認(rèn)為，制酒污泥可用于藻類培植，開發(fā)益生產(chǎn)品或用于生產(chǎn)高蛋白飼料。李棟[97]通過釀酒廠廢水污泥的各種處理方法的實(shí)踐，認(rèn)為生物堆肥是最適宜處理污泥的方法。

4 結(jié)語

中國釀造酒歷史悠久，釀造酒作為一種歷史文化符號，包含了地域文化、種植文化、釀造文化等多種文化信息，并隨著文明的傳承而不斷延續(xù)。現(xiàn)今規(guī)模龐大的制酒產(chǎn)業(yè)也衍生了大量的制酒廢棄物。這些廢棄物營養(yǎng)豐富且含有多種具有工業(yè)應(yīng)用價值的微生物，對其進(jìn)行綜合利用不僅能解決環(huán)境負(fù)擔(dān)，還能促進(jìn)發(fā)酵業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)、種植業(yè)等相關(guān)行業(yè)的發(fā)展，符合十九大報告中“加快建立綠色生產(chǎn)和消費(fèi)的法律制度和政策導(dǎo)向，建立健全綠色低碳循環(huán)發(fā)展的經(jīng)濟(jì)體系”的相關(guān)精神。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，相信制酒業(yè)及其相關(guān)行業(yè)的生產(chǎn)技術(shù)會逐步革新，在提高原料利用率的同時也能解決生產(chǎn)企業(yè)的排污問題，緩解生產(chǎn)資源和生活環(huán)境的瓶頸制約，孕育出一批“資源節(jié)約型，環(huán)境友好型”企業(yè)。