釀酒廢水具有高COD、BOD、氨氮、總氮、總磷、SS和低pH等特點(diǎn),處理較困難。行業(yè)內(nèi)采用物理、化學(xué)、生物和聯(lián)合方法治理釀酒廢水,不同技術(shù)所采用的技術(shù)原理和工藝路線各不相同,并由此表現(xiàn)出各自的優(yōu)點(diǎn)和不足。本文針對(duì)國(guó)內(nèi)白酒釀造過(guò)程中產(chǎn)生的廢水,系統(tǒng)比較分析了不同處理方法在工藝特點(diǎn)、建設(shè)成本、處理效果等方面的差別,總結(jié)了處理過(guò)程中存在的問(wèn)題,最后展望了未來(lái)此類廢水處理新技術(shù)的研究方向。 

【文章來(lái)源】：中國(guó)資源綜合利用. 2020,38(10)

【文章頁(yè)數(shù)】：10 頁(yè)

【部分圖文】：

釀酒廢水處理工藝基本流程

為降低進(jìn)入生物系統(tǒng)的廢水的生物毒性,提高生物處理系統(tǒng)的穩(wěn)定性和去污效率,人們需要對(duì)原水進(jìn)行前處理。常用的物理化學(xué)前處理手段有混凝、氣浮、AOPs、鐵碳微電解、電絮凝、三維電極法等。盧潔等人[10]采用“固液分離-氣浮-水解-UASB-SBR-活性炭”組合工藝處理白酒鍋底水,其對(duì)廢水色度、TP、COD的去除效果顯著。Moreira等人[12]采用電化學(xué)高級(jí)氧化將難溶性物質(zhì)礦化或轉(zhuǎn)化為小分子物質(zhì),以供后期生物處置。圖5給出了AOPs在廢水處理中的作用,通過(guò)氧化工藝,使自由基與有機(jī)污染物發(fā)生加成、取代、電子轉(zhuǎn)移以及斷鍵等,將釀酒廢水中的大分子有機(jī)物氧化成可生物降解的小分子物質(zhì),降低有機(jī)物的生物毒性,提高廢水的可生化性能[13-15]。劉艷[16]采用鋁鈦電極電絮凝法處理造紙廢水,COD去除率為62.4%,鋁耗和電耗成本約25.5元/m3。物理化學(xué)方法作為前處理手段,可以高效快速降低廢水中的TP和COD,但是加藥會(huì)讓剩余污泥憑空多出50%～70%,污泥的處理處置進(jìn)一步加大了廢水處理成本。生物系統(tǒng)包括厭氧處理和好氧處理,利用微生物自身的不斷繁殖來(lái)去除有機(jī)污染物,生物系統(tǒng)在廢水處理中貢獻(xiàn)較低的運(yùn)行費(fèi)用。但生物系統(tǒng)需要相對(duì)較長(zhǎng)的停留時(shí)間,使其在前期的基建投資費(fèi)用中占據(jù)相當(dāng)大的比例。常見適合于白酒釀造廢水處理的厭氧生物反應(yīng)器有上流式厭氧污泥床反應(yīng)器(UASB)、內(nèi)循環(huán)厭氧反應(yīng)器(IC)、厭氧膨脹顆粒污泥床(EGSB)、上流式污泥床-過(guò)濾器(UBF)、厭氧過(guò)濾器(AF)和折流式厭氧反應(yīng)器(ABR)等。好氧處理方式有序批式活性污泥法(SBR)、周期循環(huán)活性污泥法(CASS)以及生物接觸氧化法、膜生物反應(yīng)器(MBRs)、固定床生物膜反應(yīng)器(FBBRs)、移動(dòng)床生物膜反應(yīng)器(MBBRs)等。

研究發(fā)現(xiàn),生物膜系統(tǒng)對(duì)微污染物的去除效率存在差異,生物膜反應(yīng)器中使用的載體是影響去除效率波動(dòng)的最重要的因素之一。生物膜的形成是生物和非生物共同作用的結(jié)果,具體包括微生物群落的多樣性、載體表面的物理性質(zhì)(表面粗糙度、孔隙結(jié)構(gòu)、比表面積)、載體表面的化學(xué)性質(zhì)(表面官能團(tuán))、環(huán)境因素(pH、溫度)等。在眾多的因素中,載體的理化性質(zhì)對(duì)生物膜的形成起著決定性作用。圖6具體展示了目前市場(chǎng)上常用的生物膜載體以及科學(xué)前沿正在攻克的新穎生物膜載體類型�；鹕綆r、陶粒等無(wú)機(jī)材料載體滲透性差,而大多商業(yè)性載體多由塑料(如聚乙烯PE、聚丙烯PP、聚氯乙烯HDPE等)制成,表現(xiàn)出弱的親水性,表面帶有負(fù)電荷,這與原本帶負(fù)電荷的微生物相斥,不利于微生物的黏附以及提高其與污染物之間的傳質(zhì)速率[29]。其各類型生物膜載體優(yōu)缺點(diǎn)如表3所示。發(fā)展優(yōu)越性能的新穎生物膜載體,對(duì)于攻克高效去污技術(shù)至關(guān)重要。其中采用廢棄生物質(zhì)制備得到的生物炭,具有高比表面積、高孔隙結(jié)構(gòu)、豐富的表面活性官能基團(tuán)、一定的導(dǎo)電性等優(yōu)勢(shì)[30],表現(xiàn)出優(yōu)異的負(fù)載特性和吸附特性,可為微生物的寄居提供優(yōu)良的環(huán)境,高效實(shí)現(xiàn)微生物固定化,作為MBBRs新型載體材料,其具有非常好的發(fā)展與應(yīng)用前景。表3 各生物膜載體優(yōu)缺點(diǎn)及作用 生物膜載體 優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn) 作用 無(wú)機(jī)載體 比表面積大,孔隙結(jié)構(gòu)豐富 滲透性差,流動(dòng)阻力大,生物膜形成緩慢 為微生物附著提供良好的環(huán)境,使微生物免受沖擊負(fù)荷 活性有機(jī)載體 生物相容性好,親水性好 機(jī)械強(qiáng)度低,傳質(zhì)性能差,微生物降解快 為促進(jìn)微生物生長(zhǎng)提供固定碳源 惰性有機(jī)載體 密度低,穩(wěn)定性好,耐生物降解,耐老化 表面光滑使生物親和性低,親水性較差 為微生物附著提供居住載體 緩釋載體 速率穩(wěn)定,提供營(yíng)養(yǎng)源/電子給體 成本高,惡化出水水質(zhì) 固相碳源/電子供體 親水載體 生物親和性高 成本高,制備方法繁雜 形成的生物膜持久性好 親電載體 弱化微生物與載體表面間的斥力作用 成本高 提高載體親和性 磁性載體 促進(jìn)生物膜形成,啟動(dòng)時(shí)間短 成本高 改變微生物細(xì)胞膜通透性,促進(jìn)微生物新陳代謝,加快對(duì)污染物的降解 氧化還原介質(zhì)載體 去除頑固性有機(jī)物 成本高,藥劑易溶解 提高難降解污染物還原轉(zhuǎn)化率

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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