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1 概述
　　酒精(jing)是一種用途(tu)廣泛的化工產(chan)品，也是一種清潔燃料(liao)。酒精(jing)的生產(chan)方法有發(fa)酵法和合(he)成(cheng)法。發(fa)酵法是以植物為原料(liao)，通過微生物發(fa)酵，經蒸餾制取酒精(jing)。
　　制(zhi)取酒(jiu)精的原料可分為兩大類。一類是含糖植物，如(ru)甘蔗、甜菜、或制(zhi)糖廠的副(fu)產品糖蜜；另一類是含淀(dian)粉的植物，如(ru)玉米、薯(shu)干。
　　玉米和薯干，在(zai)發酵時投(tou)加不同種類的微生物，可(ke)制取丙酮、丁(ding)酮和酒精等溶劑(ji)。
　　我國(guo)是生(sheng)(sheng)產酒精大(da)國(guo)，用(yong)液(ye)態發酵生(sheng)(sheng)產的白酒，其原料(liao)也是含(han)淀粉的植物(wu)如玉(yu)米、高粱等(deng)，生(sheng)(sheng)產工藝類(lei)同制取酒精。
　　發酵法(fa)制取酒精(jing)和(he)溶劑，雖(sui)然采用的(de)原(yuan)料(liao)和(he)生(sheng)產(chan)工藝有(you)所(suo)不同，但(dan)在制取過(guo)程中(zhong)都產(chan)生(sheng)大量(liang)的(de)糟液，糟液中(zhong)含有(you)高濃度的(de)有(you)機(ji)物。糟液很難直接利用，廢棄(qi)的(de)糟液對環(huan)境造成嚴重(zhong)污染。

　　2 產品與(yu)糟液(ye)
　　2.1 酒精與糟液
　　制取酒精時產(chan)生(sheng)糟液(ye)，單位(wei)產(chan)量產(chan)生(sheng)糟液(ye)的(de)體積及(ji)糟液(ye)中(zhong)含有機物(wu)的(de)濃度(du)與原料的(de)品(pin)種(zhong)，酵母菌株的(de)品(pin)質(zhi)、生(sheng)產(chan)設備規模(mo)大(da)小及(ji)**性和操(cao)作(zuo)管(guan)理時實(shi)施(shi)清潔生(sheng)產(chan)的(de)程度(du)有關。表1為不同原料制取1t酒精時消耗原料的數量，產生糟液的體積和糟液中含有機物濃度（以COD值表示）的統計值。

表1　制取1t酒精產生的污染

1 概(gai)述(shu)
　　酒精是一種(zhong)用途廣泛的化工產(chan)品(pin)，也是一種(zhong)清潔(jie)燃料。酒精的生產(chan)方法(fa)有發(fa)酵法(fa)和(he)合成(cheng)法(fa)。發(fa)酵法(fa)是以植物為原料，通(tong)過微生物發(fa)酵，經蒸餾制取酒精。
　　制取酒(jiu)精的原料可分為兩大類。一(yi)類是(shi)含糖(tang)植物(wu)，如甘蔗、甜菜、或制糖(tang)廠的副產品糖(tang)蜜；另一(yi)類是(shi)含淀(dian)粉的植物(wu)，如玉米、薯(shu)干。
　　玉米(mi)和薯干，在發酵(jiao)時(shi)投加(jia)不(bu)同(tong)種類的微生物(wu)，可制取丙酮、丁酮和酒精(jing)等溶劑。
　　我(wo)國是生產(chan)(chan)(chan)酒(jiu)精大國，用(yong)液態發(fa)酵生產(chan)(chan)(chan)的白(bai)酒(jiu)，其原料也是含淀粉的植物(wu)如玉米、高粱等(deng)，生產(chan)(chan)(chan)工藝(yi)類同制取酒(jiu)精。
　　發酵(jiao)法制(zhi)取(qu)酒精和溶劑，雖然采(cai)用(yong)的(de)原料和生(sheng)產工藝有所不同，但在制(zhi)取(qu)過程中(zhong)都(dou)產生(sheng)大量的(de)糟(zao)液(ye)，糟(zao)液(ye)中(zhong)含有高濃度的(de)有機(ji)物。糟(zao)液(ye)很難直接利用(yong)，廢棄的(de)糟(zao)液(ye)對環境造成嚴重(zhong)污染(ran)。

　　2 產(chan)品與糟液
　　2.1 酒(jiu)精(jing)與糟液
　　制取酒(jiu)精(jing)時產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)糟(zao)液(ye)，單位產(chan)(chan)量產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)糟(zao)液(ye)的(de)(de)體積及(ji)糟(zao)液(ye)中含(han)有機物的(de)(de)濃度(du)與原料(liao)的(de)(de)品種，酵(jiao)母菌株(zhu)的(de)(de)品質、生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)設備(bei)規模(mo)大小及(ji)**性和操作管理時實施(shi)清潔生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)的(de)(de)程度(du)有關。表1為不同原料制取1t酒精時消耗原料的數量，產生糟液的體積和糟液中含有機物濃度（以COD值表示）的統計值。

表1　制取1t酒精產生的污染

　　2.2 溶劑與(yu)糟液(ye)

　　以玉米為原料制(zhi)取(qu)溶劑(ji)，每制(zhi)取(qu)1t溶劑(ji)，消耗玉米約(yue)4.3t，產生糟液(ye)約(yue)55m³。糟液的COD值為(wei)20～32g/L，平均含COD量約1500kg。

　　3 糟液的(de)特性
　　3.1 總固體含量與組分(fen)
　　不(bu)同(tong)品種(zhong)的糟(zao)液，其固體(ti)(ti)含量不(bu)等，在(zai)2.3%～15%之間品種的糟液含總固體的數量見表2。

表2　糟液的特性

糟液的總固(gu)體(ti)中，含(han)可揮發性固(gu)體(ti)在90%以上。這些可揮發性物質為有機物，主要是碳水化合物，其次是含氮有機物。以懸浮固體狀態存在的約占60%～80%，以膠體狀態或溶解狀態存在的約占20%～40%。
　　3.2 溫度
　　新鮮糟液的溫(wen)度在80～100℃之間。
　　3.3 pH值
　　糟液偏酸性，其pH值為在3～5之間。
　　3.4 可生物降解性
　　糟(zao)液的COD值很高，但其BOD值也很高，其BOD值與COD值之間的比值在0.4～0.6之間。所以，糟液具的良好的可生物降解性。
　　3.5 硫酸鹽
　　用糖蜜、甘蔗汁(zhi)制取(qu)酒精(jing)時，在發酵過程中需投加H₂SO₄。所以，糖蜜(mi)糟液中含(han)有(you)大量的(de)硫酸鹽。其(qi)濃度在(zai)6g/L～7g/L之間。
　　3.6 色度(du)
　　糟液(ye)具有很高的色度(du)，尤其是糖(tang)蜜糟液(ye)，含有焦糖(tang)化合(he)物(wu)，使(shi)糟液(ye)顏色變深，呈深褐色。

　　4 糟液的綜合(he)治理
　　4.1 常規流(liu)程
　　糟(zao)液(ye)中含有大量(liang)的(de)(de)有機物，并具有良好的(de)(de)可生(sheng)物降(jiang)解性能。所以，糟(zao)液(ye)的(de)(de)常(chang)規綜合(he)治理流程是以生(sheng)物處理中的(de)(de)厭氧(yang)反應器為核心，以回收糟(zao)液(ye)中的(de)(de)潛有能源(yuan)和其他資(zi)源(yuan)。
　　為了(le)保證糟液通過厭氧反(fan)應器(qi)回收(shou)沼氣的效果(guo)，糟液在(zai)進(jin)入(ru)反(fan)應器(qi)前應進(jin)行(xing)預處理(li)。
　　通(tong)過厭氧反應(ying)器(qi)，將糟(zao)液中極大部分有機物轉化為沼(zhao)氣，糟(zao)液的COD值也大幅度下降，但殘存的有機物濃度仍不能滿足**規定的排放標準的要求。須接受進一步的處理，若**行好氧生物處理，隨后再進行以混凝過程和氧化吸附等技術后處理，滿足排放標準的要求。混凝、過濾、氧化和吸附等處理方法稱為深度處理。
　　**糟液綜合治理(li)的常規(gui)流程可(ke)歸納為預處(chu)理(li)，厭氧生物(wu)處(chu)理(li)、好氧生物(wu)和深度(du)處(chu)理(li)等三部分(fen)組成。

見下圖(tu)：

   4.2 預處(chu)理

   4.2.1 溫度

厭氧反應(ying)器的糟液(ye)溫(wen)(wen)度(du)可分為三類，高溫(wen)(wen)、中溫(wen)(wen)和常溫(wen)(wen)。高溫(wen)(wen)，其適宜溫(wen)(wen)度(du)在50℃～56℃；中溫，其適宜溫度在35℃～40℃；常溫，則隨自然溫度而變化。
　　新鮮的糟(zao)液，其(qi)溫度在80℃以上，應先通過熱交換器回收熱能，將糟液降到適宜的溫度再進入厭氧反應器。
　　糟液在接受厭(yan)氧反應器處理時，通常采用的造作溫(wen)(wen)度是高溫(wen)(wen)和(he)中(zhong)溫(wen)(wen)。
　　4.2.2 pH值(zhi)
　　厭氧反(fan)應器內的pH值是影響處理效果的主要因素之一，一般控制在Ph7左右。
　　進液(ye)的(de)pH值不一定需要調整到反應器內控制的pH值范圍，因為進入反應器后，經反應器內料液的稀釋和生物化學反應可以改變進液的pH值。
　　糟液(ye)中(zhong)(zhong)的有機物(wu)(wu)主要是(shi)碳水化合物(wu)(wu)，在(zai)制取酒精過程中(zhong)(zhong)已被酸化，其(qi)中(zhong)(zhong)部(bu)分(fen)有機物(wu)(wu)是(shi)以揮發性(xing)有機酸的形式存在(zai)，使(shi)糟液(ye)的pH值偏酸性。但其進入厭氧反應器后，經稀釋和生物化學反應等作用，糟液的pH值很快調整到反應器內控制的pH值范圍。所以，糟液的pH值一般不需要進行預調整。
　　4.2.3 懸浮(fu)固體(ti)(ti)
　　在(zai)(zai)厭氧反應器中，料液(ye)以固(gu)體狀態(tai)存在(zai)(zai)的(de)有(you)機(ji)(ji)(ji)物(wu)(wu)(wu)需要**行(xing)酸(suan)化(hua)、水解(jie)(jie)(jie)成溶解(jie)(jie)(jie)狀態(tai)的(de)有(you)機(ji)(ji)(ji)物(wu)(wu)(wu)，溶解(jie)(jie)(jie)狀態(tai)的(de)有(you)機(ji)(ji)(ji)物(wu)(wu)(wu)才有(you)可能(neng)被微(wei)生物(wu)(wu)(wu)降解(jie)(jie)(jie)。所(suo)以，糟液(ye)中固(gu)態(tai)有(you)機(ji)(ji)(ji)物(wu)(wu)(wu)的(de)代謝速度要比液(ye)態(tai)有(you)機(ji)(ji)(ji)物(wu)(wu)(wu)慢得多。另外(wai)，固(gu)態(tai)有(you)機(ji)(ji)(ji)物(wu)(wu)(wu)通常含有(you)一些微(wei)生物(wu)(wu)(wu)極難降解(jie)(jie)(jie)的(de)惰性物(wu)(wu)(wu)質。
　　固(gu)(gu)態(tai)有機物(wu)隨料(liao)液(ye)進(jin)入反(fan)應(ying)器(qi)后，使反(fan)應(ying)器(qi)內定(ding)容的(de)厭(yan)(yan)氧活(huo)性污(wu)泥(ni)成(cheng)(cheng)分(fen)(fen)發生變化(hua)，污(wu)泥(ni)中(zhong)的(de)產甲(jia)烷活(huo)性成(cheng)(cheng)分(fen)(fen)大量減少，產甲(jia)烷的(de)效果下(xia)降。另外，反(fan)應(ying)器(qi)中(zhong)酸化(hua)水(shui)解(jie)反(fan)應(ying)的(de)速(su)(su)度決定(ding)整(zheng)個厭(yan)(yan)氧發酵過(guo)(guo)(guo)程(cheng)的(de)速(su)(su)度。所以，過(guo)(guo)(guo)量的(de)固(gu)(gu)態(tai)有機物(wu)體(ti)進(jin)入反(fan)應(ying)器(qi)后，不僅減緩了反(fan)應(ying)器(qi)的(de)反(fan)應(ying)速(su)(su)度，甚至使反(fan)應(ying)器(qi)內正常的(de)發酵過(guo)(guo)(guo)程(cheng)遭到破壞。糟液(ye)中(zhong)含(han)有大量固(gu)(gu)體(ti)有機物(wu)，進(jin)入反(fan)應(ying)器(qi)前應(ying)先經固(gu)(gu)液(ye)分(fen)(fen)離后，沉(chen)淀回(hui)收可作為飼料(liao)。
　　清液(ye)(ye)進入(ru)反應器，但糟(zao)液(ye)(ye)比(bi)較(jiao)粘稠，懸(xuan)浮固體(ti)的顆粒(li)粒(li)徑細(xi)小，靠自然(ran)沉降分離(li)比(bi)較(jiao)困難。目前(qian)常用(yong)的分離(li)方法(fa)有(you)糟(zao)液(ye)(ye)**行自然(ran)沉降，上清液(ye)(ye)再(zai)用(yong)微(wei)(wei)濾(lv)機(ji)截留(liu)懸(xuan)浮固體(ti)，也有(you)直接采用(yong)微(wei)(wei)濾(lv)機(ji)截留(liu)糟(zao)液(ye)(ye)中的懸(xuan)浮固體(ti)。
　　糟液經截留(liu)懸固體(ti)預處(chu)理后，COD值下降50%～60%，懸浮固體去降率可在75%以上。
　　4.3 厭氧(yang)生物處理(li)
　　糟(zao)液的(de)厭氧(yang)(yang)處理(li)是(shi)糟(zao)液綜合治(zhi)理(li)的(de)核心工藝(yi)，常用的(de)厭氧(yang)(yang)反應(ying)器有UASB、AF和厭氧接觸工藝等。
　　糖(tang)蜜(mi)糟(zao)(zao)液中硫酸(suan)(suan)鹽(yan)含(han)量較高，一般采用中溫厭氧接觸工藝。因為(wei)在中溫狀態下，與高溫狀態時(shi)(shi)相比，反應(ying)器中硫酸(suan)(suan)鹽(yan)還原菌與產(chan)甲烷菌之間(jian)競爭利用乙(yi)酸(suan)(suan)的速(su)度基(ji)本相同。因此，采用中溫厭氧反應(ying)器處理含(han)高濃(nong)度的糖(tang)蜜(mi)酒糟(zao)(zao)時(shi)(shi)對反應(ying)器的甲烷產(chan)率影響不明顯。
　　淀粉糟液的(de)厭氧處(chu)理，有(you)采用一段(duan)法(fa)的(de)，有(you)的(de)采用二段(duan)法(fa)的(de)。一段(duan)法(fa)的(de)，一般使(shi)用高溫UASB或高溫厭氧接觸工藝；采用二段法時，一般選用高溫UASB串聯中溫AF工藝，或高溫厭氧接觸工藝串聯中溫厭氧接觸工藝。
　　厭氧(yang)處理可使(shi)糟液的COD值下降75%～90%，即由數萬mg/L，下降到數千mg/L當環境允許時，可將厭氧反應器的出液灌溉農田，以增加土壤的肥力。但對排放標準比較嚴格的地區，厭氧反應器的出液需要好氧生物處理等工藝處置。
　　4.4 好(hao)氧生物處(chu)理(li)
　　厭氧(yang)反應器的出液與(yu)廠內其他(ta)有機(ji)低溫度的廢(fei)水(shui)(shui)，如地面沖洗(xi)水(shui)(shui)、設備清洗(xi)水(shui)(shui)等合并(bing)，進行好氧(yang)生物處理。
　　由于混合廢水有機物濃度偏高，又屬釀造廢水，為(wei)防止好(hao)氧生(sheng)物處(chu)理(li)裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)出現污泥膨脹現象而影響(xiang)正常運(yun)轉，好(hao)氧生(sheng)物處(chu)理(li)裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)一(yi)般選(xuan)用(yong)生(sheng)物膜類型的，如生(sheng)物接觸氧化裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)、生(sheng)物轉筒等(deng)。這些(xie)裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)可單一(yi)選(xuan)用(yong)，也可多(duo)級串(chuan)聯選(xuan)用(yong)。
　　好氧生物處理(li)工藝(yi)可降解混合廢水(shui)中COD值的75%～90%。其出水COD值一般在400mg/L～800mg/L。出水帶有較高的色度。在有城市下水道，其下游建設城市污水集中處理廠的地區，好氧生物處理的出水可直接排入城市下水道，如果該廠位于排放標準較為嚴格的地區，則好氧生物處理裝置的出水還需要進行深度處理。
　　4.5 深度(du)處理
　　深度處理(li)一般(ban)選用混凝沉(chen)淀、過濾(lv)、活性炭吸附、化學(xue)氧化、氣浮等常規(gui)水凈化技(ji)(ji)術。這些(xie)技(ji)(ji)術可單一選用(yong)，也可多(duo)種(zhong)串聯選用(yong)。
　　深度(du)處理(li)的(de)出水已達到無色透明的(de)程(cheng)度(du)，其COD值在100mg/L～150mg/L，滿足**規定的污水排放標準,但對于特殊要求的地區仍不能滿足要求。
　　在日本(ben)，某研究所(suo)建議對好氧生物處(chu)理裝置的出水(shui)(shui)，采(cai)用酸性凝(ning)聚、化學氧化或膜技術(shu)進行深(shen)度處(chu)理，出水(shui)(shui)水(shui)(shui)質(zhi)得到(dao)明顯的改善(shan)。
　　4.6 各單元處理情況如下表1