白酒工业废水处理现状及展望

第21卷第6期周金应等：大规模定制下客户价值的分析及其定价模式研究四川理工学院学报（自然科学版）Vol．21No．6年12月1172008

Dec．2008

2008年12月

JOURNALOFSICHUANUNIVERSITYOF

SCIENCE＆ENGINEERING（NATURALSCIENCEEDITION）

白酒工业废水处理现状及展望

周建丁，周健

（四川理工学院生物工程系，四川自贡643000）

摘要：白酒废水属于高浓度易降解有机废水。目前，生物法为白酒废水主要处理方法，采用预处理和后处理

可进一步提高出水质量。文章对国内近年白酒工业废水处理方法进行了综述，并展望白酒工业废水处理方法发展方向。

关键词：白酒工业废水；生物处理；预处理；后处理中图分类号：X703

文献标识码：B

前言

白酒是我国特有的、具有悠久历史的传统酒种。截止2006年12月底，全国共发放白酒生产许可证8788张[1]。在如此庞大生产规模的背后，潜藏严重的环境污染问题。传统白酒的生产方法为固态发酵法，存在生产效率低，耗粮量大，机械化程度低，很难实现规模化生产等问题。当前，全国多数白酒企业采用新型白酒生产工艺，使液态食用酒精和传统风味白酒工艺相结合。我国现在销售的酒精总量中有50%~60%左右用于新型白酒。资料显示，每生产1吨酒精，要产生12~15吨左右的酒糟废液，其BOD5值为25g/L~30g/L，CODcr值80g/L~120g/L。白酒生产废水基本上可以分为高浓度有机废水和低浓度有机废水两部分。其中高浓度废水包括：蒸馏底锅水，白酒糟废液，发酵池渗沥水，地下酒库渗漏水，蒸馏工段冲洗水，制曲废水及粮食浸泡水等。这些废水CODcr、BOD5、SS值高，成分复杂，pH为酸性，间歇性排放，属于主要污染物。而低浓度废水包括：冷却水，洗瓶水，场地冲洗水等。高浓度废水主要成分为水，低碳醇（乙醇、戊丁醇等），脂肪酸，氨基酸等[2~4]。醇、

白酒废水属于易降解有机废水。通常的处理方法有物理法、化学法和生物法。而处理过程通常分为三部分：预处理、二级处理和后处理。

或气浮分离装置和初沉池，或是用格栅过滤。白酒废水pH值小，对微生物的生长不利，会抑制甲烷菌生长，所以需设置调节池或设置水解酸化池，利用兼性水解菌对有机物进行初级分解，调节水质、水量，以达到减轻后续处理负荷和为后续处理创造稳定条件的目的。

杨健等[5]采用预曝气-化学混凝沉淀工艺对酿酒厌氧处理消化液进行预处理，消化液CODcr4500mg/L~6000mg/L。当预曝气时间为6小时，混凝剂FeCl3添加量为100mg/L时，消化液的CODcr和SS去除率分别为24.3%和75.4%，出水水质对后续好氧处理有利。

欧阳玉祝等[6]采用铁屑微电解法对白酒废水作预处理。研究表明废水经过电解床后，CODcr去除率达75%，将此法与生物法结合，CODcr总去除率达98%。使用电解法无需投加化学试剂，没有二次污染，而且大大提高废水可降解性。此外，膜分离法和活性炭吸附法对SS也有较高的去除率，但作为预处理方法会增加处理成本，并且清洗困难，因此这两种方法常用作后处理方法。

2二级处理方法

2.1厌氧生物法

根据白酒废水无毒、可生化性等特点，厌氧生物处理可为最佳处理方式，并且整个过程耗能少，可回收沼气作为生物能源。传统厌氧反应器为厌氧消化池，属于低负荷系统，效率低。取而代之的是各种高效厌氧生物反应器，如：UASB（上流式厌氧污泥床），EGSB（厌氧膨胀颗粒污泥床），UAHB或UBF（上流式厌氧复合床），IC（厌氧高效内循环），AFB（厌氧流化床）等。

1预处理方法

常用的预处理方法包括：过滤法，重力沉淀法，气浮法，离心法，中和法，厌氧降解法。白酒废水通常含有较多悬浮物质，首先需进行固液分离。通常是用设置离心

收稿日期：2008-03-28

作者简介：周建丁(1984-)，男，云南昭通人，硕士，主要从事环境生物技术方面的研究。

第21卷第6期周建丁等：白酒工业废水处理现状及展望75

2.1.1UASB

UASB是基于微生物固定化原理发展起来的第二代厌氧处理器，目前应用较广。连学林[7]采用两级UASB作为底锅水和冲滩水厌氧处理反应器。在常温条件下，进水CODcr15000mg/L~20000mg/L，出水CODcr小于300mg/L，去除率达95%。两级厌氧反应器比单级厌氧反应器具有更高处理效果，但设计和控制也更复杂。实践证明UASB有较高的污泥负荷率，但不适合处理高VSS废水，而且颗粒污泥培养时间长且易造成堵塞。2.1.2EGSB

EGSB反应器中颗粒污泥处于膨胀状态，成功解决堵塞问题，且有传质好，高径比大等优点。在EGSB反应器处理米酒废水实验中，在中温，容积负荷为10kgCODcr/(m3·d)，反应器稳定运行6d，CODcr去除率维持在95%左右。当增大容积负荷至20kgCODcr（/m3·d）时，CODcr去除率也可维持在70%以上，而且采用UASB厌氧污泥接种到EGSB可达到快速启动的目的[8]。目前EGSB已被用于淀粉，酒精，屠宰，味精等工业废水，在处理高浓度有机废水中，应用前景较好[9]。2.1.3UAHB

其UAHB或UBF将UASB与厌氧生物滤床相结合，特点是在污泥床与三相分离器之间加入填料层，可改善传统UASB出水水质差的问题。张振家等[10]研究表明，在55℃温度下，UAHB可有效处理酒精糟液。当废水容积负荷在20kgCODcr（/m3·d），糟液投配率为70%，水力停留时间缩短至1.4d，污泥床可去除70%的CODcr和80%的有机氮。对于有机氮的去除效果是传统厌氧滤床所没有的。2.1.4IC工艺

IC厌氧反应器由上下两个厌氧反应区串联组成，废水可在反应器内部实现循环。其具有效率高、高径比大、占地少等优点。徐富[11]等改进IC工艺，设计新型MIC厌氧反应器。该反应器集厌氧多级内循环、波浪式三相分离器、内循环厌氧反应器回流管防堵装置于一体。将此反应器处理酒精废水，经1年多的运行表明，在中温，1kgCODcr/(m3·d)条件下，CODcr的去除率在88%以上。将此工艺配合两级氧化沟，出水达二级排放标准。实践证明，此工艺处理酒精废水是可行的。2.1.5AFB

AFB借鉴化工流态化技术，将微生物固定于小颗粒载体上，并使之处于流态化。反应器具有生物质浓度高、传质好、对各种废水适应性强等特点。徐培等[12]采用AFB反应器处理白酒酒糟废水，并对反应器的启动、运行特性、破坏后恢复方式进行研究。资料表明，常德市武陵酒厂曾采用AFB法处理酿酒车间废水[13]。国外也研究了以多孔介质为载体，在高温条件下处理酒厂废水，效

果较好[14]。目前AFB还没有大范围工业化使用，自身也回流能耗较大及操作存在一些缺陷，如快速启动问题、系统控制因素复杂和严格等，此外反应器动力学还需深入研究。2.2好氧生物法

厌氧生物处理可大幅度降低CODcr、BOD5，但一般条件下，除去磷酸盐和氨的作用有限。好氧生物法一般适合处理中、低浓度的有机废水，适合作为厌氧法后处SBR（间歇式活性污理工艺。常用的好氧处理工艺有：

泥）法，CASS（循环活性污泥）,氧化沟法，生物接触氧化法，膜生物反应器等。2.2.1SBR

内蒙古某白酒厂采用传统固态发酵工艺生产白酒，综合废水经厌氧处理后仍不达标，采用SBR工艺后，废水水质明显提高，如表1所示。SBR集曝气、沉淀于同一池，构造简单，投资少，产污泥率低，达到较好的脱氮除磷目的。但SBR主要是间歇操作，当废水排放与间歇进水不匹配时，往往需要多套反应器并列运行，增加了控制系统的复杂性。

表1SBR反应器废水水质指标

水质指标CODcrBOD5氨氮SS

进水（mg/L）17176095.11186

出水（mg/L）

49.110.610.6669

去除率（%）

97.198.387.194.1

2.2.2CASS

CASS工艺采用周期性曝气，弥补了SBR进水的缺CASS工艺流程简洁，主点，实现了连续进水，间歇排水。要是由预反应区和主反应区组成。预反应区控制在缺氧状态，主反应区为曝气状态。胡滨等[16]以CASS工艺处理EGSB反应器出水，CASS进水CODcr为300mg/L~500mg/L，好氧处理后CODcr稳定在70mg/L~150mg/L，去除率为70~80%，经分析BOD5/CODcr值低，是影响好氧CODcr去除率的一个因素。这是由于厌氧处理后形成部分还原性物质（如H2S），而这些物质增大了CODcr浓度,使BOD5/CODcr减小。2.2.3CAAS

在厌氧-好氧工艺中，若顺利实现厌氧处理与好氧处理之间的衔接，可提高后续好氧处理效果。王炜等[17]应用CAAS工艺合理实现了这一点。CAAS反应器由缺氧区，预曝气区，沉淀区，曝气区组成。白酒废水经厌氧处理后并非直接曝气，而是现进入缺氧产酸阶段，将废水中剩余有机物大分子降解为小分子有机物，提高BOD5/CODcr值。在预曝气区内，使污泥中微生物得到增殖，并可除去部分CODcr。在沉淀区可将前阶段的污泥分离。最后废水可在最佳状态下进入曝气区。CAAS工艺

76四川理工学院学报（自然科学版）2008年12月

使得废水好氧处理CODcr去除率提升至87.4%，BOD5去除率也提升到85%。

此外，生物接触氧化法、氧化沟法、膜生物反应器等在酒精废水处理中得到应用[18~20]。2.3厌氧-好氧

实践证明，采用厌氧-好氧工艺比单独使用厌氧工原因为：（1）厌氧工艺处艺或是好氧工艺处理效果更好。

理负荷高，好氧工艺脱氮除磷效果好，两者可互补；（2）厌氧工艺有着良好的耐冲击能力，为好氧创造稳定的进水条件，但是厌氧出水水质不能达标。好氧能有效处理厌氧出水中剩余有机物，出水水质优于厌氧；（3）厌氧过程可收集沼气，而好氧工艺相比其它物化方法成本低，耗能少。目前国内大部分白酒生产企业都采用厌氧-好氧-物化工艺处理白酒废水，见表2[21~30]。

表2我国部分白酒企业废水处理工艺

生产企业名称四川五粮液酒厂广东省九江酒厂贵州茅台酒厂四川沱牌集团河北衡水老白干青岛第一酿酒厂安徽文王酿酒有限公司山东银河酒厂四川绵阳丰谷酒业河南宋河酒业

江苏洋河集团有限公司厦门亚洲酿造有限公司湖北劲牌酒业有限公司毛铺基酒基地

废水处理工艺

两级USAB-UBF-SBR两级EGSB-生物接触氧化法UASB-生物接触氧化

法-中空纤维膜过滤AFB-CASSUASB-SBRUASB-SBR

两级UASB-CASS-生物滤池复合厌氧反应器-化学混凝

水解酸化-UASB-SBR-水生生物进化两级UASB-絮凝沉淀-两级好氧滤池水解酸化-生物接触氧化-气浮水解酸化-低负荷活性污泥UASB-生物接触氧化法-活性污泥法

3后处理方法

酿造废水的色度去除是一个难题，特别是酒糟废液，经厌氧处理后，废水呈黑褐色，主要是由于蛋白黑素的存在[31]。“下沙”“糙沙”工艺中，高粱冲洗水和浸泡水呈红褐色，用物化处理较为有效。白酒生产废水深度处

[4]

的不断探索和实践，生化法也在不断完善与改进。如应PSB技术结合传统工艺处理用EM技术提高处理效率，

废水，改良传统厌氧反应器和采用多级A/O工艺[38-41]等。除了生化-物化法处理白酒废水外，科研工作者也在研究其它处理酒精废水的方法。如超临界水氧化法，高效浓缩燃烧法，光催化氧化法[42-46]等。这些方法用于大规模处理中，费用较大，而且高温高压对设备具有很强腐蚀性，目前还处于试验阶段，需进一步研究。但这些方法处理能力和处理时间是传统生物法难以比拟的，作为高效、快速的处理方法则发展潜力巨大。

长期以来，企业的污染防治一般采用末端控制，重于“治”而疏于“防”。随着科学技术的进步，环保意识的加强，传统工业生产模式逐步向无废生产模式转化。2006年中国酿酒工业协会白酒分会的工作报告就提出白酒产业开展循环经济的5个关键技术环节，其中明确提出废水的综合利用要求[1]。当前，白酒生产企业就资源综合利用和水资源保护方面取得了显著成就。如：加大白酒生产过程中的科技含量降低资源消耗、酒糟废渣生产饲料、酒糟废液用于菌体蛋白的生产、蒸馏底锅水提取乳酸和乳酸钙、发酵黄水生产酯化液及高级调味酒、冷却水循环利用、废水深度处理再利用、建立酿酒生态通过不断的创新与实践，白酒生产企业走“清洁园区等。

生产-循环经济-生态产业”路线，既节约了成本和资源，降低了污染程度，还创造经济价值，真正实现了企业和环境的和谐发展。

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理方法有：吸附法，膜过滤法，催化氧化法，混凝沉淀法等。吸附法常用活性炭，粉煤灰，沙滤等为吸附剂。

李学平研究发现用陶粒代替活性炭，在酿造废水

[32]

进水色度为300倍，经吸附处深度处理中，除色效果好。理后出水色度为70倍，达到排放标准。陶粒滤粒质轻、表面积大且又足够机械强度、价格较活性炭便宜。Fenton试剂的是Fe2+离子和过氧化氢之间的链反应催化生成OH·自由基，其具有非常高的氧化能力[33]。周小波等[34]采用Fenton试剂对酒精废水生物法处理的出水进行催化氧化。实验处理CODcr600mg/L~650mg/L，BOD570mg/L左右的，色度150倍的厌氧反应器出水。在pH2.15~3.5，硫酸亚铁和过氧化氢投加量分别为450mg/L和300mg/L，反应时间0.5h条件下，处理后的废水CODcr去除率为60%，再用气相色谱-质谱分析，1-甲基-4（1-甲基乙烯基）环己烯，2-甲基戊醇等难生物降解有机物含量明显减少。陈丽春[35]采用臭氧氧化法作为酒精废水深度处理方法，通过臭氧的强氧化性，去除难降解有机物，出水水质优于一般单纯生物法。采用臭氧法无需投加任何药剂，无二次污染，但大规模处理废水时，成本相应也会增大。此外，近来有报道把臭氧和紫外线联合使用，处理效果比单独臭氧法好[36]。薛刚[37]通过研究，使用高分子絮凝剂（聚丙烯酸钠）处理生物降解后的酒精废水，在pH8，絮凝剂加量为1.0mL/（250mL废液）条件下，沉降1.5~2小时，出水达到排放标准。

4展望

目前生化法最具发展前途和竞争力，随着研究人员

第21卷第6期[3][4][5][6][7][8][9]

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第21卷第6期廖文通等：具有动态突触的Hopfield时滞神经网络的稳定性分析

[3]

87

义可证明该矩阵是一个M矩阵，从而由前面定理的证明知系统（15）有唯一的全局渐近稳定的平衡点，且可由MATLAB7.0编程求出该平衡点的解近似为x1=0.8，x2=-r1=0.47，r2=0.55。0.15，

TsodyksM,MarkramH.TheNeuralCodebetweenNeocor-ticalPyramidalNeuronsDependsonNeurotrasmitterRe-leaseProbability[J].Proc.Natl.Acad.Sci.USA,1997,94:719-723.

3结束语

目前有关Hopfield神经网络的文献大多假设连接权是不变的，然而神经生理学的最新研究成果表明，连实际应用中，时滞因素接权是随时间动态变化的。另外，

也是要考虑的。因此，连接权动态变化的连续型时滞Hopfield神经网络是一类更有广泛实际意义的神经网络，而连接权为常数的神经网络可视为它的一个特例；因此，这类神经网络具有更广阔的应用背景和实际价值。

[4][5][6][7][8][9]

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StabilityAnalysisofEquilibriumforHopfieldNeuralNetworkswith

DynamicSynapsesandTimeDelay

LIAOWen-tong1，YANYu-lian2

(1.Library,ZhangzhouTeachersCollege,Zhangzhou363000,China;2.Dept.ofPhys.,ZhangzhouTeachersCollege,Zhangzhou363000,China)

Abstract:Hopfieldneuralnetworksareusuallydiscussedundertheassumptionthatallthesynapsesareconstants．However，thesynapsesarechangedwithtime．ByusingthetheoryoftopologicaldegreeandLiapunovfunctionalmethods,thispaperdiscussestheexistenceandglobalasymptoticstabilityoftheequilibriumforHopfieldneuralnetworkswithdynamicsynapsesandtimedelay.

Keywords:dynamicsynapses;neuralnetworks;topologicaldegree;globalstability

!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!

（上接第77页）

PresentApplicationsandProspectsoftheTreatmentofDistilledSpiritWastewater

ZHOUJian-ding，ZHOUJian

(BiotechnologyEngineeringDept.,SichuanUniversityofScience&Engineering，Zigong643000,China)Abstract:Thedistilledspiritwastewaterisakindofeasilydegradableorganicwastewaterwithhighconcentration.Thebiologicaltreatmentsaremainlyusednowadaysandthewaterqualitycanbeimprovedbyusingproperpretreatmentsandfurthertreatmentsaccessorily.Methodsusedforthetreatmentofthewastewaterarereviewedandprospectsofthemethodsinfuturearealsoinvolved.

Keywords:distilledspiritindustrialwastewater;biologicaltreatment;pretreatment;furthertreatment