周康熙,倪 莉*
(1 福州大學石油化工學院 福州350108 2 福州大學食品科學技術研究所 福建省食品生物技術創(chuàng)新工程技術研究中心 福州350108)
酒的歷史源遠流長,《世本八種》 中記載,“儀狄始作,酒醪,變五味,少康作秣酒。”儀狄、少康都是夏朝人,可見夏朝時期就已有酒的出現(xiàn)[1]。隨著酒文化的發(fā)展,酒的種類眾多,按照釀造工藝可分為發(fā)酵酒(如葡萄酒、啤酒、黃酒、日本清酒等)、蒸餾酒(如中國白酒、威士忌、伏特加、龍舌蘭、白蘭地等)、調制酒(如波特酒、利口酒等)[2]。在中國,酒類制造企業(yè)以釀造酒為主,四大帶有釀造工序的酒分別是:白酒、黃酒、啤酒、葡萄酒。白酒相對其它3 種酒較為特殊,其工藝多了蒸餾等步驟,使其酒精度突破酵母菌的酒精耐受限度20%(體積分數(shù))。生產(chǎn)發(fā)酵酒的廠商會為了保證同批次的酒的品質穩(wěn)定而進行適當、合法的調制,而調制酒在中國較為少見。無論哪種酒,在生產(chǎn)制作過程中都會產(chǎn)生廢棄物,比如發(fā)酵酒產(chǎn)生酒糟;原料及釀造設備的清洗產(chǎn)生廢水;廢水的排放產(chǎn)生污泥等[3-5]。這些廢棄物營養(yǎng)豐富,如果不經(jīng)一定的處理后排放,容易造成微生物的富集,蚊蟲的大量繁衍,進而污染環(huán)境和散播疾病,而正確處理這些廢棄物,能夠變廢為寶,促進其它產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟的發(fā)展,一舉兩得[6-8]。本文以中國常見的白酒、黃酒、啤酒、葡萄酒為研究對象,在制酒廢棄物的來源分析基礎上,明確制酒廢棄物的種類及成分,介紹其利用途徑,為解決酒廠的排污問題和推動相關產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供借鑒。
制酒廢棄物主要為廢渣、廢水、污泥。盡管廢棄物的類型相對清晰,還需明確其來源及排放量,并根據(jù)廢棄物的特性和數(shù)量更好地處理和利用。
制造過程中可能產(chǎn)生酒糟的酒類有:白酒、黃酒、葡萄酒和啤酒[9-12]。根據(jù)其生產(chǎn)工藝,可獲知這些酒的酒糟來源。
從工藝流程圖可知,白酒和黃酒的酒糟主要來自于農(nóng)作物與酒曲混合發(fā)酵結束時,經(jīng)過濾后的濾餅,即固體廢棄物[13-14]。白酒出酒率低,固體廢棄物較多,每制造1 t 白酒約有3 t 的酒糟產(chǎn)生。2019年中國白酒產(chǎn)量7.86×106kL,據(jù)此可推測中國每年約產(chǎn)生白酒糟2 358 萬t,并隨著白酒產(chǎn)量的逐年增加,白酒糟的廢棄量也逐年攀升[15]。與白酒相比,黃酒產(chǎn)量較低,據(jù)中國統(tǒng)計局數(shù)據(jù)顯示,2019年中國黃酒產(chǎn)量達3.53×106kL,黃酒出酒率高,每產(chǎn)1 萬t 黃酒約有720 t 黃酒糟廢棄,據(jù)此計算,每年約有25.4 萬t 黃酒糟生成。
由圖2可知,葡萄酒釀造過程中的固體廢棄物除了釀造后產(chǎn)生的酒糟,還有澄清過濾后的濾渣及初始原料中的葡萄?;蚱咸押?。葡萄酒發(fā)酵較為完全,葡萄酒渣含量較少,每釀造1 kL 葡萄酒可產(chǎn)生0.25 t 酒渣。據(jù)國家統(tǒng)計局發(fā)布的數(shù)據(jù),2019年中國葡萄酒產(chǎn)量4.5×105kL,則每年可產(chǎn)生約11.25 萬t 的葡萄酒渣[16]。每噸葡萄酒固體廢棄物中,葡萄皮約占50%,葡萄梗約占20%,葡萄籽約占30%,則每年葡萄的前處理所得梗與核的廢棄物達1.125×105t[17]。葡萄酒在后發(fā)酵完成后,澄清過濾后的濾渣多為酵母菌、多糖或蛋白類的絮凝物質,如果這部分含量不計,則中國的葡萄酒釀造業(yè)每年約產(chǎn)生22.5 萬t 廢渣。
圖1 黃酒及白酒的釀造工藝流程圖Fig.1 Flowchart of the brewing process of yellow rice wine and Baijiu
圖2 葡萄酒釀造工藝流程圖Fig.2 Flowchart of the brewing process of wine
圖3 啤酒釀造工藝流程圖Fig.3 Flowchart of the brewing process of beer
由圖3可知,啤酒釀造過程中所產(chǎn)生的廢渣來源于麥芽泥、酵母泥等物質。白酒、黃酒在中國文化中底蘊深厚,然而,啤酒為產(chǎn)量最高的酒,2019年中國啤酒產(chǎn)量3.765×107kL,遠遠超過白酒、葡萄酒、黃酒的總產(chǎn)量[18]。以每千升啤酒產(chǎn)0.03 t 干糟計,中國每年可產(chǎn)生約112.95 萬t 啤酒糟[19]。
綜合以上數(shù)據(jù),可將各類酒產(chǎn)生的固體廢棄物列表(如表1所示)。
表1 中國不同酒類廢渣來源及產(chǎn)量估算結果Table 1 Sources and production estimation of the waste residues generated during making fermented alcoholic beverages in China
根據(jù)表1中的估算結果,每年制酒廢棄物中廢渣生成量巨大,每年大約產(chǎn)生2 518.85 萬t 固體廢棄物。這些固體廢棄物中,產(chǎn)生量從高至低的酒類是白酒、啤酒、葡萄酒、黃酒,對比不同酒類,廢渣產(chǎn)量與釀造工藝直接相關,而與年含量關系較弱。
1.2.1 廢水 酒廠的工業(yè)廢水主要來源于生產(chǎn)廢水、生活污水、廢次品廢水和反滲透濃水(RO 濃水)[20]。生產(chǎn)廢水來源于原料的洗滌及蒸煮廢水,儀器、設備的洗滌廢水,釀造設備中殘留的液體,冷卻系統(tǒng)排水,廠房清洗廢水。生活污水來源于員工宿舍。釀酒過程中因釀造菌群難以控制或儀器、設備偶發(fā)情況等原因而有廢次品產(chǎn)生,這些酒將成為廢水。在對上述廢水進行反滲透的同時也產(chǎn)生RO 濃水。
綜合文獻,可對廢水量預估如下:(1)白酒。據(jù)分析,每生產(chǎn)1 kL 65%白酒,約耗水60 t,產(chǎn)生廢水48 t,以2019年白酒產(chǎn)量為計算根據(jù),估計每年產(chǎn)生廢水約47 160 萬t;(2)黃酒。根據(jù)浙江省對黃酒行業(yè)的排污標準,每生產(chǎn)1 kL 成品黃酒廢水排量不能超過6t,以2019年中國黃酒產(chǎn)量3.53×106kL 計,估計每年產(chǎn)生廢水約2 118 萬t;(3)葡萄酒。據(jù)報道,每生產(chǎn)1 kL 的葡萄酒約產(chǎn)生4 t 的廢水,以2019年葡萄酒產(chǎn)量計,每年約排放廢水180 萬t[21];(4)啤酒。以生產(chǎn)1 kL 啤酒排放20 t 廢水為換算基礎,2019年啤酒產(chǎn)量3.765×107kL,則每年約產(chǎn)生75 300 萬t 廢水[22]。全國四大酒類每年共計產(chǎn)生廢水124 758 萬t。而根據(jù)黑龍江省水文局的調查,其抽查的2 510 戶(常住人口7 439 人)的年生活用水量僅為18.49 萬t,相比之下,中國整個酒業(yè)的廢水量非常巨大,廢水的綜合利用具有重大現(xiàn)實意義[23]。
1.2.2 污泥 在生產(chǎn)、過濾、罐裝、冷卻、清洗、廢次品排放等環(huán)節(jié)產(chǎn)生工業(yè)廢水,而廢水的排放過程中會形成污泥[24]。污泥的生成量與廢水排放量、廢水中固形物含量有關,目前尚無數(shù)據(jù)可推測當前中國酒類制造業(yè)直接或間接產(chǎn)生的“酒性污泥”量。由廢水排放量可知,潛在污泥量不可小視。
污泥的成分主要為泥沙、農(nóng)產(chǎn)品殘渣及各類微生物,含有豐富的糖、氨基酸和蛋白質及醇、酯、酚、有機酸等營養(yǎng)物質,在堆積過程中,排放出來的釀酒微生物及環(huán)境微生物繼續(xù)發(fā)酵,此外,污泥中的酒香容易吸引蚊蟲的棲息及繁衍,對土壤及地下水帶來直接的危害,進而對環(huán)境帶來嚴重的影響[25-26]。
在明確制酒廢棄物的來源及估算排放量后,對其含量進行成分分析,有利于處理工藝及方案的設定,既能更好地利用廢棄物中的物質,也能達到降污減排的效果。
四大含有釀造工藝的酒類的廢渣成分含量不同,需逐一分析。
2.1.1 白酒 白酒廢渣主要為白酒渣,粗脂肪、粗蛋白及粗纖維含量豐富,相關研究如下:
表2 不同來源白酒糟的成分及其含量Table 2 Composition and contents of Baijiu distillers’ grains from different sources
此外,將白酒糟成分細化分析,還含有氨基酸、生物活性因子等物質。Gibreel 等[30]研究發(fā)現(xiàn),酒糟中含有甾醇3.7 mg/kg,酚類化合物13.61 mg/g,β-葡聚糖2.07%,此外還有生育酚107 μg/g,脂肪酸53 mg/g。Winkler 等[31]也認為白酒酒糟中含有豐富的植物脂類物質,總植物甾醇15.8~17.3 mg/g,阿魏酸植物甾醇酯3.75~3.99 mg/g,生育酚1.7~1.8 mg/g。陳穎等[32]對白酒糟進行成分分析,發(fā)現(xiàn)其氨基酸含量豐富,并含有亮氨酸、蘇氨酸等人體必需氨基酸,成分表見表3。
表3 白酒糟中氨基酸成分Table 3 Amino acids in Baijiu distiller’s grains
2.1.2 黃酒 黃酒的固體廢棄物來源與白酒相似,為谷物釀造廢渣和酒曲釀造廢渣。黃酒的釀造原料多樣,常見的有:玉米、大米、糯米、高粱、小麥、大麥等;酒曲亦豐富多樣,有紅曲、麥曲、藥白曲等。釀造原料及釀造微生物差別較大,因此成分種類及含量有所差異。總體而言,黃酒糟的粗蛋白含量豐富。不同來源的黃酒糟主要成分如下:
表4 不同來源黃酒糟成分及其含量Table 4 Composition and contents of yellow rice wine lees from different sources
與白酒一樣,黃酒也擁有豐富的氨基酸[36]:
黃酒糟中還含有豐富的有機酸、醇、酯、酚等風味物質。與白酒一樣,還含有一定的酒精度。黃酒的酒曲多樣,特色酒曲如紅曲,其釀制的紅曲黃酒和酒糟中含有紅曲色素,而紅曲色素具有抗氧化、抗菌、消炎、抗腫瘤等功效[37-39]。
表5 黃酒糟中氨基酸成分Table 5 Amino acids in yellow rice wine lees
2.1.4 啤酒 啤酒糟主要是麥泥、酵母泥。啤酒糟中同樣含有豐富的粗蛋白、粗脂肪和粗纖維,此外還含有豐富的酸性洗滌纖維和中性洗滌纖維等主要物質成分,有維生素、氨基酸等小分子物質,王曉力等[50]對啤酒糟成分進行測定,結果見表6。
表6 不同來源啤酒糟成分及其含量Table 6 Composition and contents of brewer’s grains from different sources
啤酒糟中還含有豐富的鈣、磷、鐵、銅、鋅、錳等礦物質。Badea 等[51]研究表明,啤酒糟中的維生素除了B 組維生素外,還含有生育酚(維生素E),維生素的種類高達8 種,油脂含量也較高。
制酒廠排出的廢水主要為可溶性物質,包括各種有機質、含氮、含磷化合物等。李文洪[52]對白酒廠排放的工業(yè)廢水污泥進行成分分析,其廢水pH 6.44,含水量69.17%,基本呈中性,有機質、全氮、全磷平均含量分別為793.39,44.79,38.44 mg/g,遠超中國城市排污的平均水平。對于黃酒而言,米泔水、淋飯水、洗缸(壇)水、沖洗水等含有較高濃度的可降解碳水化合物,利用中溫厭氧與好氧相結合的方法,重鉻酸鹽指數(shù)(CODcr)去除率可達99.6%[53]。葡萄酒廢水中主要為有機酸、小分子糖、醇、酯、酚,相關成分見表7[54]。啤酒廢渣中的主要成分為糖類和蛋白質[58]。
廢水排放后污泥形成時,污泥中的有機物和含氮、磷、鉀的化合物多數(shù)以微生物形式存在,其結合形式有:菌體蛋白、菌體多糖、核酸與核苷酸、微生物酶、維生素及各種代謝產(chǎn)物等。污泥的泥沙中則含有多種礦物質成分。
表7 葡萄酒廢水中的物質Table 7 Substances in wine wastewater
(續(xù)表7)
制酒廢棄物中釀造微生物較多,營養(yǎng)較為豐富,經(jīng)排污處理后排放會造成資源的浪費。如果將其有效成分回收利用后再處理排放,則可實現(xiàn)資源的效益最大化,且能推動相關產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。制酒廢棄物包含了廢渣、廢水、污泥3 個部分,資源的回收利用也各不相同。本文認為該綜合利用途徑見圖4。
3.1.1 回收釀酒 酒糟中的釀造微生物具有很高的生物活性,且香氣成分蔥郁,可與谷物、酒曲混合后釀造新型酒。此法常見于白酒與黃酒的釀造。傅建偉等[59]發(fā)明了一種糟燒白酒的工藝,將黃酒糟與酶制劑、酵母混合后固態(tài)發(fā)酵2~3 周,蒸餾后得到白酒,將過濾所得酒糟再拌曲、發(fā)酵、蒸餾獲得第2 批次白酒,使黃酒糟與白酒糟得到充分利用。李敬宇等[60]發(fā)明了一種懷山藥酒糟釀制白酒的方法,將酒糟與白酒混合浸泡30~50 h,使懷山藥的營養(yǎng)成分溶于酒精體系,經(jīng)過濾、蒸餾、陳釀獲得高度懷山藥酒,實現(xiàn)了懷山藥中營養(yǎng)成分的回收再利用。吳玉蓮等[61]以麥麩、鮮酒糟、稻皮為原料,經(jīng)蒸料、接種酵母和糖化酶,堆積、入池發(fā)酵及蒸餾后,獲得新型白酒,實現(xiàn)了農(nóng)作物副產(chǎn)物和制酒副產(chǎn)物(酒糟)的綜合利用。
該回收利用途徑對現(xiàn)有酒糟進行回收,可實現(xiàn)釀造微生物和剩余營養(yǎng)物質的再利用,不足之處在于新一輪的釀造酒產(chǎn)生后,酒糟依然存在,且酒糟的往復利用難以根本消除固體廢棄物的排放問題。
2.建設綠色礦山是貫徹落實“五大發(fā)展理念”的要求。中央提出的創(chuàng)新、協(xié)調、綠色、開放、共享的發(fā)展理念,對破解現(xiàn)階段杭州市的礦業(yè)發(fā)展難題,提高礦山企業(yè)競爭力具有重大的指導意義。必須通過綠色礦山建設、綠色礦業(yè)發(fā)展把“五大發(fā)展理念”貫穿礦業(yè)發(fā)展始終,創(chuàng)新勘查技術方法與理念,加快轉變礦產(chǎn)資源利用方式,提高綜合開發(fā)利用水平,創(chuàng)新礦產(chǎn)資源管理體制機制,保護生態(tài)環(huán)境與民生權益,推動全省的礦業(yè)結構調整和轉型升級。
圖4 制酒廢棄物的綜合利用途徑Fig.4 Integrated utilization pathways for the waste generated during making fermented alcoholic beverages
3.1.2 回收釀醋 制酒固體廢渣回收釀醋的原理與回收釀酒類似,主要利用酒糟中的營養(yǎng)物質或微生物的代謝作用。羅樂等[62]研究發(fā)現(xiàn),酒糟釀醋與傳統(tǒng)醋相比,總酸、可溶性無鹽圓形物和不揮發(fā)酸分別提高了6%,20%和10%,香氣更為濃郁,且各項指標符合國家衛(wèi)生標準。范文權等[63]以新鮮酒糟、青稞、麩皮為原料,經(jīng)酵母菌和醋酸桿菌50~60 d 的發(fā)酵,釀造食用醋,實現(xiàn)了農(nóng)副產(chǎn)物和酒糟的回收再利用。萬吉志等[35]將黃酒糟與黃酒混合浸泡4 h 后加入麩皮和稻殼,經(jīng)醋酸桿菌的接種發(fā)酵后獲得黃酒醋,該醋與傳統(tǒng)醋相比,醇類、酚類、酯類物質都有所增加,且氨基酸含量提高了1.51%,在實現(xiàn)資源回收的同時還能夠提高醋的品質。龐相國等[64]利用酒糟中可降解糖類多、酒精含量高的特點,在酒糟中放入醋酸進行轉筒發(fā)酵,經(jīng)熏醅、淋醋、蒸發(fā)濃縮等步驟,獲得獨特風味的食醋。
酒糟釀醋與酒糟回收釀酒的途徑相似,該回收途徑能利用酒糟中的生物資源,其缺點是再次產(chǎn)生固體廢棄物。
3.1.3 提取活性物質 酒糟中營養(yǎng)物質豐富且含有較多的活性成分,以酒糟為原料提取活性物質,具有成本低、效益高等優(yōu)點。
對于谷物來源的酒糟,可提取蛋白質、氨基酸、脂肪酸、酚、纖維素等。Villegas-Torre 等[65]認為玉米酒糟中含有豐富的蛋白質及氨基酸,可對其進行回收提?。籆ookman 等[66]對比了水性乙醇、堿性乙醇和蛋白酶處理3 種方法對從酒糟中提取蛋白的影響,結果表明酶法提取蛋白效果最好,提取后的蛋白質多數(shù)以多肽形式存在;Izadifar[67]對小麥干酒糟進行超聲處理,利用超聲破壁技術,提高了14.29%的酚類物質提取效率;Pradhan 等[68]認為小麥酒糟干基中含有65%~70%的ω-3 和ω-6 脂肪酸,并采用SC-CO(2)技術提取酒糟中的脂肪化合物;禹果[69]發(fā)明了一種以酒糟為原料回收纖維素、半纖維素和木質素的方法,即除去酒糟中的蛋白質后,利用有機溶劑的高溫、高壓處理后獲得固體纖維素,再對濾液進行沉淀得到木質素,最后對剩余液體進行真空蒸餾獲得半纖維素。
對于葡萄酒來源的殘渣,可對其進行提取花青素、角鯊烯等物質。Romero-Díez 等[70]利用固液萃取法提取葡萄酒糟中的花青素,在微波輔助提取條件下,產(chǎn)量從2.78 mg/g 提至6.20 mg/g;Tomislav 等[71]利用天然深層共晶溶劑和超聲輔助萃取提取葡萄酒糟中的花青素,總花青素提取量為6.65 mg/g;Eleni 等[72]利用超臨界CO2萃取技術從葡萄酒糟中提取16.9 mg/g 的角鯊烯,再借助超聲波輔助萃取,產(chǎn)量可達17.6 mg/g。
3.1.4 制備酶制劑 鮮酒糟中菌群豐富,除酵母菌外,還有細菌、霉菌,這些鮮活的微生物可制備酶制劑,這些酶制劑多以纖維素酶為主。任道援等[73]從19 株白酒大曲及酒糟中分離純化出紅曲霉,并構建酯酶同工酶譜圖;董丹等[74]從白酒糟中篩選出3 株高產(chǎn)纖維素酶的微生物,分別是淀粉芽孢桿菌、枯草芽孢桿菌和甲基營養(yǎng)型芽孢桿菌,這3 株菌在55 ℃、pH 5 的條件下纖維素酶活力分別為0.7,0.5,1.2 U/mL。鄒德勛等[75]以酒糟為底物,接種康氏木霉進行發(fā)酵產(chǎn)纖維素酶制劑,該酶制劑與工業(yè)酶制劑的效果相似。
3.1.5 生產(chǎn)高價值飼料 將酒糟制備為飼料添加劑是酒糟利用率最高的轉化途徑。在制備飼料添加劑時,酒糟pH 值過低,酒精濃度過高,需進行預處理。比如:加石灰粉調pH 值,烘干去除酒精。處理后的鮮酒糟或干酒糟的禽畜適口性差,還需發(fā)酵以提高營養(yǎng)價值和增加腸道益生菌的數(shù)量。
綜合現(xiàn)有文獻,酒糟的投喂對象可以是牲畜、家禽和魚類。Abd El-Hack 等[76]在玉米酒糟中添加木聚糖酶、長枝木霉(600 U/g)、蛋白酶、枯草芽孢桿菌(8 000 U/g)后,對海賽克斯糙蛋雞進行喂食,與無酶飼料相比,血清氨含量降低了15.02%,血清鈣含量提高了6.44%,還提高了飼料利用率和雞蛋質量。該500 g/kg 的酒糟酶飼料可替代豆粕。Keomanivong 等[77]利用干玉米和干酒糟包合投喂牛,研究發(fā)現(xiàn)可溶性干酒糟包合率的增加,對瘤胃發(fā)酵和體外甲烷濃度的影響最小。Rui 等[78]將玉米酒糟做成魚飼料,投喂成年歐洲鱸魚及其幼魚,觀察其消化情況。幼魚中蛋白酶活性較高,而成年鱸魚中脂肪酶和淀粉酶活性較高,且所有消化酶活性在小腸中部高于小腸前端或遠端,說明該玉米酒糟作為魚飼料具有潛在的應用前景。
將酒糟進行初步處理或發(fā)酵后作為飼料進行投喂,雖然可對制酒廠的固體廢棄物實現(xiàn)完全回收再利用,但是酒糟中的某些活性物質難以發(fā)揮其功效。在提取酒糟中的活性成分后,剩余的殘渣再用益生菌發(fā)酵,制備成飼用微生態(tài)制劑,可實現(xiàn)酒糟的綜合利用。
制酒廠所排放的廢水營養(yǎng)價值高于其它工業(yè)廢水,而功能活性物質以液體形式存在,其濃度遠低于固體的酒糟,回收提取時效益甚微。如果將制酒廢水視同于其它工業(yè)廢水進行排污處理又難以實現(xiàn)其價值,而將其制備成微生物絮凝劑可能是一種很好的選擇。
3.2.1 制備微生物絮凝劑 微生物絮凝劑是一類由微生物細胞成分或代謝產(chǎn)物加工而成的污水處理劑。所用微生物可以是細菌或真菌。該絮凝劑可以克服無機高分子和合成有機高分子的缺陷,實現(xiàn)無污染排放,是相對綠色環(huán)保的材料。絮凝原理的假說較多,較有代表性的有吸附架橋機理、電中和機理、化學反應學說、卷捕作用、酯合假說、黏質學說等。也有學者認為,絮凝過程復雜多變,其絮凝現(xiàn)象已不能單純地利用某一種機理進行解釋[79]。表8列出制酒廢水作為絮凝劑的研究實例。
表8 制酒廢水制備絮凝劑相關工藝參數(shù)Table 8 Relevant process parameters for flocculant preparation with the waste water generated during making fermented alcoholic beverages
3.2.2 制酒廢水處理工藝 在廢水處理過程中,常見的有兩個指標,一是化學需氧量(COD),二是生化需氧量(BOD5)。前者是指廢水中能被氧化的物質被化學氧化劑氧化時所需氧量,后者是廢水在微生物存在下生化降解5 d 內所需氧的數(shù)量。兩者的比值(BOD5/COD)代表可生化降解的指標,通常大于0.3。
制酒廢水處理工藝有:好氧生物處理技術、厭氧生物處理技術、物理吸附處理技術及其它處理技術。前兩者都需借助微生物進行代謝起到凈化水質的作用,根據(jù)溶氧量和微生物需氧條件的不同而分為好氧處理法與厭氧處理法。物理吸附法則需要借助多孔固體物質,通過氫鍵、范德華力、物質極性、靜電力等作用進行吸附。制酒廢水的相關處理工藝及效果見表9。
表9 制酒廢水處理工藝及其參數(shù)Table 9 Treatment process and parameters of the waste water generated during making fermented alcoholic beverages
污泥伴隨著廢水的排放而產(chǎn)生,是制酒廢水的副產(chǎn)物,當前對制酒廢水處理的研究起步較晚,對于制酒污泥的研究較少。污泥主要為微生物、農(nóng)作物殘渣、發(fā)酵代謝產(chǎn)物及泥沙組成的混合物,與城市污泥相比,營養(yǎng)物質含量高,重金屬含量低,符合農(nóng)用堆肥標準。
在污泥處理過程中,一般設置污泥蓄池,使微生物降解污泥中的有機質,其產(chǎn)生的沼氣可供電或部分替代天然氣。沉淀池和好氧曝氣池中污泥會定期轉移至蓄池中,混合污泥經(jīng)消化后脫水,經(jīng)改良、干糟、熱交換等處理,使污泥成為土壤改良劑、回填土或耕地用土。
相對而言,將制酒污泥制備成飼料或進行堆肥是一種良好的綜合利用途徑。蔣培森等[95]以啤酒糟和啤酒污泥為基質,添加玉米漿、米渣及無機鹽,接種益生菌進行發(fā)酵,制備酶系豐富的高蛋白飼料。楊觀中等[96]認為,制酒污泥可用于藻類培植,開發(fā)益生產(chǎn)品或用于生產(chǎn)高蛋白飼料。李棟[97]通過釀酒廠廢水污泥的各種處理方法的實踐,認為生物堆肥是最適宜處理污泥的方法。
中國釀造酒歷史悠久,釀造酒作為一種歷史文化符號,包含了地域文化、種植文化、釀造文化等多種文化信息,并隨著文明的傳承而不斷延續(xù)?,F(xiàn)今規(guī)模龐大的制酒產(chǎn)業(yè)也衍生了大量的制酒廢棄物。這些廢棄物營養(yǎng)豐富且含有多種具有工業(yè)應用價值的微生物,對其進行綜合利用不僅能解決環(huán)境負擔,還能促進發(fā)酵業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)、種植業(yè)等相關行業(yè)的發(fā)展,符合十九大報告中“加快建立綠色生產(chǎn)和消費的法律制度和政策導向,建立健全綠色低碳循環(huán)發(fā)展的經(jīng)濟體系”的相關精神。隨著科學技術的發(fā)展,相信制酒業(yè)及其相關行業(yè)的生產(chǎn)技術會逐步革新,在提高原料利用率的同時也能解決生產(chǎn)企業(yè)的排污問題,緩解生產(chǎn)資源和生活環(huán)境的瓶頸制約,孕育出一批“資源節(jié)約型,環(huán)境友好型”企業(yè)。