酒精工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)重要的基礎(chǔ)原料產(chǎn)業(yè)，酒精廣泛應(yīng)用于化工、食品工業(yè)、日化、醫(yī)藥衛(wèi)生等領(lǐng)域，同時(shí)又是酒基、浸提劑、溶劑、洗滌劑和表面活性劑。我國(guó)酒精生產(chǎn)的原料比例為：淀粉質(zhì)原料（玉米、薯干、木薯）占75%，廢糖蜜原料占20%，合成酒精占5%。由此，我國(guó)酒精生產(chǎn)的原料主要是玉米、薯干等淀粉質(zhì)原料。
酒精企業(yè)酒精糟的污染是食品與發(fā)酵工業(yè)最嚴(yán)重的污染源之一，由于投資、生產(chǎn)規(guī)模、技術(shù)、管理等原因，大部分酒精企業(yè)的綜合利用率較低。酒精廢水具體特點(diǎn)如下：
1、懸浮物含量高，平均懸浮物含量高達(dá)40000mg/L；
2、溫度高，平均水溫達(dá)70℃，蒸餾釜底排出的廢水溫度高達(dá)100℃；
3、濃度高，廢水的COD高達(dá)2-3萬(wàn)，包括懸浮固體、溶解性COD和膠體，有機(jī)物占93%-94%，無(wú)機(jī)物占6%-7%，有機(jī)物的成分是碳水化合物，其次是含氮化合物，生物菌和未分解出去的產(chǎn)品：如丁醇、乙醇等，此外還有500mg/L的有機(jī)酸；
4、廢水含有約500mg/L左右的有機(jī)酸，廢水呈酸性，運(yùn)行初期可考慮加堿或污泥的回流以平衡廢水的酸堿度，運(yùn)行穩(wěn)定后系統(tǒng)具備足夠的緩沖能力，則不需要加堿或回流；
5、無(wú)機(jī)物主要是來(lái)自原料中的灰塵和雜質(zhì)。
河南某酒精年產(chǎn)酒精1.5萬(wàn)t其主要以玉米為原料,日排放廢糟液750m3左右,pH值為4.0左右,COD達(dá)80g/L,BOD達(dá)45g/L以上,廢水最后注入附近的河流，造成嚴(yán)重的污染。
酒精廢水處理主要方法
酒精糟雖然無(wú)毒，但是污染負(fù)荷高成酸性。根據(jù)酒精生產(chǎn)的原料不同，其酒精糟的綜合利用和處理采用不同的方法。
1、玉米酒精糟的綜合利用玉米酒精糟生產(chǎn)DDGS，既能較徹底的消除污染，使廢水處理達(dá)標(biāo)，又能獲得高質(zhì)量的蛋白飼料。但是DDGS生產(chǎn)設(shè)備投資大，能耗高（1tDDGS需要200kw h電耗，蒸汽2.7t，水耗250t），技術(shù)要求高，所以國(guó)內(nèi)只有一部分企業(yè)實(shí)現(xiàn)DDGS生產(chǎn)，部分企業(yè)仍采用先進(jìn)行固液分離，濾渣生產(chǎn)DDG，做飼料，濾液部分回用生產(chǎn)，部分經(jīng)生化處理，逐步實(shí)現(xiàn)酒精糟生產(chǎn)DDGS。
2、薯干酒精糟的綜合利用部分企業(yè)將薯干酒精糟經(jīng)厭氧+好氧處理，該方法COD去除率可達(dá)到80%。還有企業(yè)將酒精糟采用固液分離，濾液回用生產(chǎn)或者經(jīng)生化處理達(dá)標(biāo)，濾渣直接做飼料。
用厭氧消化處理酒精廢醪經(jīng)過(guò)30多年的研究實(shí)踐，已證明是一種切實(shí)可行的高效產(chǎn)能的處理方法，得到國(guó)內(nèi)外普遍的承認(rèn)和應(yīng)用。我國(guó)現(xiàn)行的酒精廢醪治理工程中絕大多數(shù)采用了厭氧消化工藝。
3、糖蜜酒精廢水處理方法目前，對(duì)糖蜜酒精糟采用濃縮燃燒或者濃縮后制作顆粒肥料用，對(duì)綜合廢水仍采用二級(jí)生化處理技術(shù)。
酒精廢水治理的常規(guī)流程
糟液中含有大量的有機(jī)物，并具有良好的可生物降解性能。所以，糟液的常規(guī)綜合治理流程是以生物處理中的厭氧反應(yīng)器為核心，以回收糟液中的潛有能源和其他資源。為了保證糟液通過(guò)厭氧反應(yīng)器回收沼氣的效果，糟液在進(jìn)入反應(yīng)器前應(yīng)進(jìn)行預(yù)處理。
通過(guò)厭氧反應(yīng)器，將糟液中極大部分有機(jī)物轉(zhuǎn)化為沼氣，糟液的COD值也大幅度下降，但殘存的有機(jī)物濃度仍不能滿足國(guó)家規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)的要求。須接受進(jìn)一步的處理，若先進(jìn)行好氧生物處理，隨后再進(jìn)行以混凝過(guò)程和氧化吸附等技術(shù)后處理，滿足排放標(biāo)準(zhǔn)的要求。混凝、過(guò)濾、氧化和吸附等處理方法稱為深度處理。
糟液綜合治理的常規(guī)流程可歸納為預(yù)處理，厭氧生物處理、好氧生物和深度處理等四部分組成。工藝流程說(shuō)明
UASB+缺氧池+接觸氧化
上流式厭氧污泥反應(yīng)器（UASB）技術(shù)在國(guó)內(nèi)外已經(jīng)發(fā)展成為厭氧處理的主流技術(shù)之一，在UASB中沒有載體，污水從底部均勻進(jìn)入，向上流動(dòng)，顆粒（污泥絮體）在上升的水流和氣泡作用下處于懸浮狀態(tài)。反應(yīng)器下部是濃度較高的污泥床，上部是濃度較低的懸浮污泥層，有機(jī)物在此轉(zhuǎn)化為甲烷和二氧化碳?xì)怏w。在反應(yīng)器的上部有三相分離器，可以脫氣和使污泥沉淀回到反應(yīng)器中。UASB的COD負(fù)荷較高，反應(yīng)器中污泥濃度高達(dá)100—150g/L，因此COD去除效率比普通的厭氧反應(yīng)器高三倍，可達(dá)80%～95%。
缺氧池具有雙重作用，一是對(duì)廢水進(jìn)行生物預(yù)處理，改善其生化性，并吸附、降解一部分有機(jī)物；二是對(duì)系統(tǒng)的污泥進(jìn)行消化處理。可以與后續(xù)的接觸氧化形成A/O模式，具有同步脫氮除磷作用，其中厭氧段主要作用是去除有機(jī)污染物和釋放磷，缺氧段的主要作用是反硝化脫氮，由于具有同步去除有機(jī)污染物、脫氮、除磷作用，因而目前該工藝廣泛應(yīng)用在需要脫氮除磷的污水處理方案中。
生物接觸氧化法是生物膜法的一種，屬于好氧生化處理工藝。整個(gè)系統(tǒng)由池體、填料、曝氣設(shè)備等組成。好氧生化法是細(xì)菌及菌類的微生物、后生動(dòng)物等一類的微型動(dòng)物在填料載體上生長(zhǎng)繁殖，微生物攝取污水中的有機(jī)物作為養(yǎng)份，吸附分解污水中的有機(jī)物，微生物不斷新陳代謝，保持活性，從而使污水得以凈化。在溶解氧和食物都充足的情況下，微生物繁殖十分迅速，生物膜逐漸增厚，溶解氧和污水中的有機(jī)物憑借擴(kuò)散作用，被微生物利用。當(dāng)生物膜達(dá)到一定厚度時(shí)，氧氣無(wú)法向生物膜內(nèi)部擴(kuò)散，好氧菌死亡，而兼性細(xì)菌和厭氧菌開始大量繁殖，形成厭氧層，利用死亡的好氧菌為基質(zhì)，并在此基礎(chǔ)上不斷繁殖厭氧菌，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后在數(shù)量上開始下降，加上代謝氣體的逸出，使生物膜大塊脫落。在脫落的生物膜表面新的生物膜又重新發(fā)展起來(lái)，在接觸氧化池內(nèi)，由于填料表面積大，所以生物膜發(fā)展的每一個(gè)階段都是存在的，使去除有機(jī)物的能力穩(wěn)定在一個(gè)水平上。接觸氧化工藝的主要優(yōu)點(diǎn)如下：
體積負(fù)荷高，處理時(shí)間短，節(jié)約占地面積。生物接觸氧化法的體積負(fù)荷最高可達(dá)3～6kgBOD（m3 d），污水在池內(nèi)停留時(shí)間最短只需0.5～1.5h。同樣體積的設(shè)備，生物接觸氧化的處理能力高出幾倍，處理效率高，所以節(jié)約占地面積。
生物活性高。由于曝氣系統(tǒng)設(shè)置在填料之下，不僅供氧充分而且對(duì)生物膜起到擾動(dòng)作用，加速生物膜的更新，大大提高生物膜的活性。曝氣形成的紊流使得生物膜不斷的連續(xù)的與污水中有機(jī)物接觸，避免形成死角。經(jīng)過(guò)我們?cè)陬愃乒こ讨械臋z測(cè)，同樣濕重的絲狀菌生物膜，其好氧速率比活性污泥法高1.8倍。
微生物濃度高，一般的活性污泥法的污泥濃度為2～3g/L，微生物在池中處于懸浮狀態(tài)；而接觸氧化池中絕大多數(shù)微生物附著在填料上，單位體積內(nèi)水中和填料上的微生物濃度可達(dá)到10～20g/L。由于生物接觸氧化工藝的微生物濃度高，所以有利于提高容積負(fù)荷，從而降低占地面積。污泥產(chǎn)量低。
出水水質(zhì)好而且穩(wěn)定。在進(jìn)水短期發(fā)生變化時(shí)，出水水質(zhì)受的影響很小，而且生物膜活性恢復(fù)快，適合短期間斷運(yùn)行的需要。
EGSB+SBR
EGSB與UASB非常相似，其區(qū)別在于，EGSB采用高達(dá)2.5～6m/h的上升流速，使得反應(yīng)器中的顆粒污泥處于部分或者完全膨脹化。污泥顆粒之間的距離加大從而使污泥床的體積加大。在高的上升流速以及產(chǎn)氣的作用下，廢水中的有機(jī)物與污泥床更充分的接觸。因此可以允許廢水在反應(yīng)器中有更短的停留時(shí)間，從而，EGSB可以用于處理較低濃度的廢水。與UASB相比，它比UASB布水更容易均勻，傳質(zhì)效果更好，有機(jī)物去除率更高，能適應(yīng)高濃度有機(jī)廢水和低濃度有機(jī)廢水，容積負(fù)荷高，COD去除率高。
IC+A/O
IC反應(yīng)器即膨脹顆粒污泥床反應(yīng)器，是在UASB反應(yīng)器的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的第三代厭氧生物反應(yīng)器，它通過(guò)出水回流再循環(huán)，大大提高了污水的上升流速，反應(yīng)器中顆粒污泥始終處于膨脹狀態(tài)，加強(qiáng)污水與微生物之間的接觸和傳質(zhì)，獲得較高的去除效率，反應(yīng)器的高度高達(dá)16-25m。從外觀上看，IC反應(yīng)器由第一厭氧反應(yīng)室和第二厭氧反應(yīng)室疊加而成，每個(gè)厭氧反應(yīng)器的頂部各設(shè)一個(gè)氣-固-液三相分離器。如同兩個(gè)UASB反應(yīng)器的上下重疊串聯(lián)。
IC的特點(diǎn)：
容積負(fù)荷率高，水力停留時(shí)間短IC反應(yīng)器生物量大（可達(dá)到60g/L），污泥齡長(zhǎng)。特別是由于存在著內(nèi)、外循環(huán)，傳質(zhì)效果好。處理高濃度有機(jī)廢水，進(jìn)水容積負(fù)荷率可達(dá)15～25kgCOD/m3 d。
抗沖擊負(fù)荷強(qiáng)在IC反應(yīng)器中，當(dāng)COD負(fù)荷增加時(shí)，沼氣的產(chǎn)生量隨之增加，由此內(nèi)循環(huán)的氣提增大。處理高濃度廢水時(shí)，循環(huán)流量可達(dá)進(jìn)水流量的10～20倍。廢水中高濃度和有害物質(zhì)得到充分稀釋，大大降低有害程度，從而提高了反應(yīng)器的耐沖擊負(fù)荷能力；當(dāng)COD負(fù)荷較低時(shí)，沼氣產(chǎn)量也低，從而形成較低的內(nèi)循環(huán)流。因此，內(nèi)循環(huán)實(shí)際為反應(yīng)器起到了自動(dòng)平衡COD沖擊負(fù)荷的作用。
避免了固形物沉積有一些廢水中含有大量的懸浮物質(zhì)，會(huì)在UASB等流速較慢的反應(yīng)器內(nèi)容易發(fā)生累積，將厭氧污泥逐漸置換，最終使厭氧反應(yīng)器的運(yùn)行效果惡化乃至失效。而在IC反應(yīng)器中，高的液體和氣體上升流速，將懸浮物沖擊出反應(yīng)器。
基建投資省和占地面積小由于IC反應(yīng)器的容積負(fù)荷率比普通的UASB反應(yīng)器要高3～4倍以上，則IC反應(yīng)器的體積為普通UASB反應(yīng)器的1/4～1/3左右。而且有很大的高徑比，所以，占地面積特別省，非常使用于占地面積緊張的廠礦企業(yè)采用。并且，可降低反應(yīng)器的基建投資。具體參見更多相關(guān)技術(shù)文檔。
依靠沼氣提升實(shí)現(xiàn)自身的內(nèi)循環(huán)，減少能耗厭氧流化床載體的膨脹和流化，是通過(guò)出水回流出水泵加壓實(shí)現(xiàn)。依次必須消耗一部分動(dòng)力。而IC反應(yīng)器正常運(yùn)行時(shí)是以自身產(chǎn)生的沼氣作為提升的動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)混合液內(nèi)循環(huán)，不必開水泵實(shí)現(xiàn)強(qiáng)制循環(huán)，從而減少能耗。
減少藥劑投量，降低運(yùn)行費(fèi)用內(nèi)外循環(huán)的液體量相當(dāng)于第一級(jí)厭氧出水的回流，對(duì)pH起緩沖作用，使反應(yīng)器內(nèi)的pH保持穩(wěn)定。可減少進(jìn)水的投堿量，從而節(jié)約藥劑用量，而減少運(yùn)行費(fèi)用。
出水的穩(wěn)定性好因?yàn)椋琁C反應(yīng)器相當(dāng)有上、下兩個(gè)UASB反應(yīng)器串聯(lián)運(yùn)行，下面一個(gè)UASB反應(yīng)器具有很高的有機(jī)負(fù)荷率，起“粗”處理作用，上面一個(gè)UASB反應(yīng)器的負(fù)荷較低，起“精”處理作用。一般說(shuō)，多級(jí)處理工藝比單級(jí)處理的穩(wěn)定性好，出水水質(zhì)穩(wěn)定。
IC可以在較高溫度下運(yùn)行，非常適合于生產(chǎn)廢水溫度較高的情況，可節(jié)省污水蒸汽加熱的運(yùn)行費(fèi)用。A/O工藝：系A(chǔ)noxic/Oxic（兼氧/好氧）工藝的簡(jiǎn)寫。是常規(guī)二級(jí)生化處理基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的生物去碳除氮技術(shù)，是考慮污水脫氮采用較多的一種處理工藝。充分利用缺氧生物和好氧生物的特點(diǎn)，使廢水得到凈化。目前典型A/O工藝是把缺氧工段提前到好氧工段前，利用原水中有機(jī)物作為有機(jī)碳源，故稱為前置反硝化作用，轉(zhuǎn)化為硝化態(tài)氮，在缺氧段時(shí)，活性污泥中的反硝化細(xì)菌利用硝化態(tài)氨和廢水中的含碳有機(jī)物進(jìn)行反硝化作用，使化合態(tài)氨轉(zhuǎn)化為分子態(tài)氨，獲得去碳脫氮的效果，同時(shí)具有生物選擇的作用，防止污泥膨脹。因此A/O工藝不但具有穩(wěn)定的脫氮功能，而且對(duì)COD、BOD有較高的去除率，處理深度高，剩余污泥量少。
UASB+氧化塘該工藝特別適合于建在郊區(qū)的木薯酒精生產(chǎn)企業(yè)，氧化塘的廢水停留時(shí)間可達(dá)數(shù)月，由于這類企業(yè)多處于市郊或鄉(xiāng)鎮(zhèn)，而且每年的生產(chǎn)期為間歇式生產(chǎn)，從而為這種占地面積大，處理時(shí)間長(zhǎng)的污水處理方式提供了可能。
酒精廢水的資源化利用以某木薯酒精廠廢水處理工程為例說(shuō)明。主要生產(chǎn)木薯淀粉，年產(chǎn)6萬(wàn)噸，淀粉廢水水量為4800m3/d，CODcr30000mg/L，BOD518000mg/L，SS2000mg/L，pH4-5。根據(jù)環(huán)保部門的關(guān)規(guī)定，廢水排放應(yīng)達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978-1996)中的一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)：CODcr≤100mg/L，BOD5≤20mg/L，SS≤70mg/L，pH6－9。運(yùn)行費(fèi)用：人工費(fèi)用0.05元/噸水；噸水電耗0.65元/噸水，藥劑費(fèi)0.25元/噸水，直接費(fèi)1.00元/噸水。效益分析：厭氧段每天接納COD總量約為129600公斤，則沼氣日產(chǎn)量為51840m3。沼氣發(fā)熱量約為5500千卡/m3，相當(dāng)于1kg燃煤的熱值，回收用于廠內(nèi)生產(chǎn)鍋爐燃燒，每天節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤51噸，噸煤按600元計(jì)，每天可收益30600元，全年按300天生產(chǎn)時(shí)間計(jì)算，可節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤炭15300余噸，每年節(jié)約煤款918萬(wàn)元。除去年運(yùn)行費(fèi)用約144萬(wàn)元，噸水收益5.3元/噸水。
