白酒釀造廢水的循環再利用
一、白酒釀造廢水的主要成分
1.黃水中富含豐富的酸、酯、醇等物質。
(1)不同級別窖池黃水的酸含量(表1)
黃水中羧酸的含量高于普通白酒的酸含量。分析各個窖池黃水中的酸和其它成分,分析結果差異大是正常現象。而黃水中含酸量高卻是一致的,因此,將黃水作為酸性“調味品”是一個重要的利用途徑。由于黃水中存在雜質多、異味重、變異性大、不穩定等諸多問題,不能直接使用,因此除對黃水質量有要求外,還必須對黃水進行處理,方能用于“調味”。
(2)洋河酒廠黃水主要成分(表2)
黃水,為棕黃色膠狀液體,外觀粘稠,品評味極酸,內含有大量有益微生物,并含有較多的有機酸、糖類物質及含氮化合物,同時,還含有少量單寧和色素。黃水中的這些有益成分經加工處理后,可做配制酯化液的最好材料。}
2.底鍋水中含有豐富的有機酸和淀粉類物質,COD、BOD、SS含量高(表3)。
黃水和酒尾都是白酒生產過程中的副產物。但酒尾中高沸點物質較多,雜醇油、高級脂肪酸及其酯類物質含量亦較高。由表3可看出,洋河酒廠酒尾中總酸、總酯、羰基化合物含量相對較高,有極高的利用價值。用它們作為調香原料,可穩定香氣,使香氣持久,不至于香氣“太浮”或香、味“分家”。
3.白酒釀造廢水處理前污染物的濃度
黃水、底鍋水在窖池養護、窖泥制作等方面有一定的用途,但大部分黃水、底鍋水經污水處理站處(文章來源:華夏酒報·中國酒業新聞網)理后便直接排放,污水處理費用居高不下。經江蘇泗陽縣環境監測站監測表明,黃水和底鍋水中的污染物濃度很高(表4)。
二、白酒釀造廢水的處理及應用
1.白酒釀造廢水處理方法
(1)應用生物酶酯化技術處理
要得到更高質量的黃水調味液,可將活性炭處理后的濾液置于專用設備中,加熱回流2h—3h,經蒸餾,分段收集蒸餾液,分別進行色譜檢測和感官評品,擇優者作“調味品”用。這些“調味品”用于新型白酒勾調,可賦予酒“糟香”和“發酵味”。本課題正是想從黃水中提取具發酵風味的乳酸、己酸等有機酸,用于新型白酒的調配,去除新型白酒的“浮香”。
為了降低環境污染,提高資源綜合利用率,利用現代高新技術推動企業資源節約和環境保護技術進步,實現節約、減污和增效,不斷提高資源利用水平,促進可持續發展,我們計劃利用現代生物工程技術,從釀酒生產的大曲和酒醅中分離出一種微生物。它能利用黃水、酒糟等物質中的有益成分,產出濃香型大曲酒的主體香及輔助香味物質——以己酸乙酯為主體香的復合酯化液。用其生產高酯調味酒,可提高洋河大曲的主體香,既符合國家產業政策,又能實現污水的達標排放。
(2)采用“兼氧—好氧—高效氣浮”工藝處理,具體工藝流程如下:
車間污水→機械格柵→集水井→調節池(兼氧池)→好氧生化池→高效氣浮→清水排放或回用。
污泥→污泥池→污泥脫水處理。
工藝流程說明:
①車間污水經機械格柵,攔截污水中的雜質。
②調節池采用周邊進水形成,并配有充氣管,對車間來水的濃度、色度、水溫、pH等有勻質作用,并穩定水質利于后道處理。
③兼氧池(此池可與調節池組合設計),池中放有兼氧性填料,靠兼氧微生物的作用使大分子有機物酸化水解成小分子有機物,便于好氧微生物進一步分解。
④好氧生化池,池中放有半軟性、彈性填料做微生物截體,填料比表面積大,切割充氣作用好,利于好氧微生物的新陳代謝。通過好氧微生物和菌膠團的分解作用,可使BOD5去除率達95%,可使CODcr 去除率達80%以上。
⑤生化后的污水再經自動控制加藥聚凝,高效加藥浮上,使固液分離,從而使絕大部分疏水性CODcr降解,出水得以凈化。
綜上所述,本工藝中生化過程可降解大部分親水性的BOD和部分親水性的COD,物化過程則主要降解疏水性的COD和部分BOD。二者相輔相成,有機結合達到理想的處理效果,甚至可供回用。
3)白酒釀造廢水處理效果
通過科研攻關,利用生物酶酯化技術對白酒釀造廢水進行綜合利用,可有效降低廢水中污染物的含量,使其主要指標大大低于國家標準,并可直接排放,減輕了污水處理壓力,取得了巨大的經濟效益和環保效益(表5)。
由表5可看出,洋河酒廠利用釀造廢水生產酯化液應用于釀酒生產,變廢為寶,可以提高原酒中的己酸乙酯含量,升級酒率提高5個至10個百分點,生產高酯調味酒(己酸乙酯含量達43000mg/100mL)。應用于新型白酒的勾兌,可改善新型白酒的口味,減少新型白酒勾兌的工序,降低工人的勞動強度。同時,黃水經過酯化,其廢水排放中的COD、BOD數值大幅下降。經環保部門檢測,COD為80mg/L—140mg/L,BOD為30mg/L—50mg/L,低于國家污水排放標準。
2.白酒釀造廢水的應用
(1)串蒸酒醅
黃水、酒尾、大曲粉、食用酒精(95%v/v)按一定比例混合→加入高酯化力麩曲→酯化60天→酯化液→倒入底鍋串蒸→高己酸乙酯含量的原酒。
高酯化力麩曲生產酯化液,應用于釀酒生產,串蒸酒醅,可提高原酒的己酸乙酯含量,確保己酸乙酯含量比對照組要高出50mg/L—100mg/100mL,升級酒率提高5%—10%。
用該產品在車間串蒸,可使原酒質量迅速提高并不受發酵周期的限制。
(2)生產高酯調味酒
①工藝流程
黃水、酒尾、大曲粉、食用酒精(95%v/v)按一定比例混合→加入高酯化力麩曲→酯化60天→酯化液→專用蒸餾設備蒸餾→高酯調味酒→勾兌新型白酒。
②應用方法
該項目主要是利用生物酯化酶對(文章來源:華夏酒報·中國酒業新聞網)黃水進行酯化,生成酯化液及高酯調味酒。酯化液就是利用現代微生物技術與發酵工程技術,將有機酸等成分轉化為酯類等白酒香味成分的混合液。其中富含以己酸乙酯為主要成分的多種濃香型白酒所含的香味成分,由酯化酶催化合成的香酯液,其己酸乙酯含量大大超過高酯調味酒,且具備“窖香”“糟香”等特點。
③應用效果
應用高酯化力麩曲生產高酯調味酒(己酸乙酯含量可達1500mg/100mL)勾兌新型白酒,可改善新型白酒的口味,提高新型白酒質量。
與用化學合成香料勾兌新型白酒相比,利用酯化液生產的高酯調味酒可使產品質量更穩定,風格更典型,還可解決化學香料所產生的“浮香”及可能出現的危及人身安全的問題。在當前酒類市場競爭異常激烈的形勢下,可大幅度降低白酒的生產成本,對鞏固白酒市場,提高質量,降低環境污染,實現資源的合理利用具有十分重要的意義。
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