白酒釀造行業在推動經濟發展和創造經濟價值的同時，也產生大量廢水。據統計，2022—2024年白酒行業總產量穩定在63.0億L以上。按白酒產品綜合廢水產量12~20m3/t計算，行業廢水規模達到7.6×107~1.26×108m3/a，已然成為我國有機污染物高排放行業之一。
釀酒廢水具有成分復雜、濃度波動大的特性，傳統單一處理工藝難以實現穩定達標。厭氧工藝（如升流式厭氧污泥床、內循環厭氧反應器等）雖能高效降解COD和BOD5，但對總磷、氨氮的去除效果有限；好氧工藝（如序批式活性污泥法等）雖可強化氮磷去除，但運行成本較高。技術互補性為組合工藝提供了理論依據，但高昂的設施建設與運維成本使得我國絕大多數中小型分散式酒企難以獨立承擔。
鑒于此，本項目聚焦中小型分散式白酒企業廢水處理痛點，系統研判其現實困境；通過構建管道/槽罐車差異化輸送體系、設計膨脹顆粒污泥床（EGSB）并聯/串聯多模態運行策略、搭建廢水處理全流程管控體系等方法，于四川某產業集聚區建成中小型酒企廢水集中預處理示范工程，實現環境效益與經濟效益的協同增效，為同類產業綠色發展提供可復制的技術路徑與實施范式。
1、項目背景
為提升區域白酒產業廢水處理效能、優化投資效益與生產管理水平，并保障企業安全生產，在四川某白酒產業集聚區設計建設一座處理規模為1000m3/d的白酒生產廢水集中預處理設施。該設施統籌接收并處理集聚區內14家白酒企業的生產廢水，出水水質嚴格執行《發酵酒精及白酒工業水污染物排放標準》（GB27631—2011）的間接排放限值，達標后排入下游市政污水處理廠。項目前期通過系統調研企業廢水排放特征，確定了預處理設施的進、出水水質參數，如表1所示。
2、項目難點分析
1）產業布局分散導致廢水難收集。
區域內生產主體層級多樣，涵蓋家庭作坊至地方工廠，呈現“小而散”的離散分布特征，各釀酒企業分布情況如表2所示。
由表2可知，距離集中式污水處理廠最遠的酒廠達25.8km。盡管小型企業廢水排放總量僅占污水處理廠設計處理規模的10%~15%，但由于其日均廢水量較低（<20.0m3/d），采用管道集中輸送方式需承擔高昂的基礎設施建設成本。
2）水質水量“時空”波動顯著。時間維度上，受白酒釀造季節性影響（夏季兩個月因高溫停產），工藝廢水污染負荷周期性波動，COD、NH3-N等關鍵指標年變化系數超40%；空間維度上，小型企業因采用傳統發酵工藝，單位產品廢水產生量是大型企業的2.0~3.0倍，污染負荷波動幅度增加50%以上，疊加基酒產品季節性供需波動，形成雙重疊加效應。
3）氮磷去除成處理技術瓶頸。調研顯示，廢水中氮素（TN為100~600mg/L）與磷素（TP為50~120mg/L）質量濃度高且波動大，而出水水質要求嚴格（TN≤50mg/L，TP≤3.0mg/L）。這對處理工藝提出了更高的要求，需兼具高效去除效能與抗沖擊負荷能力，以應對復雜來水。
4）高濃廢水排放呈“脈沖式”特征。窖池黃水、鍋底水等高濃廢水產生持續但排放集中，COD變化系數達2.0~10.0，排放時段集中度超80%。這要求處理系統需適應不同工況，并具備快速切換響應能力。
5）污泥處置受脫水性能制約。實驗表明，本項目污泥有機質質量分數超70%，遠高于常規市政污泥（30%~50%），導致毛細管結合水及胞內水含量高，脫水困難。現有隔膜板框壓濾設備難以穩定實現含水率60%的控制目標。因此，亟需研發新型高效脫水工藝或強化污泥預處理技術以突破瓶頸。
3、技術路線決策
通過構建差異化廢水輸送體系適配轉運需求，創新EGSB多模式運營的厭氧動態調控策略，協同優化固液分離、深度處理工藝及三階段污泥脫水機制，形成高效穩定的廢水處理技術集成體系。
1）構建差異化廢水輸送體系。鑒于上游釀酒企業分布零散，對3.0km范圍內且水量≥50m3/d的企業采用管道輸送，超限區域則配置專用槽罐車轉運。
2）優化固液分離與調蓄系統。本項目各釀酒企業廢水懸浮物濃度差異大。為保障后續生化處理進水SS穩定，針對釀酒廢水懸浮物特性實施分級處理：設置兩級格柵（柵距依次為5、1mm）及初沉調節池等預處理設施強化SS去除。同時，盡量擴大調蓄單元有效容積，以緩沖上游企業瞬時高濃度廢水沖擊。分離出的糟渣經脫水發酵后，可轉化為反芻動物飼料原料，實現廢棄物資源化。
3）優化厭氧運行模式調控策略。針對白酒釀造廢水水量水質波動大、排放無規律等特性，綜合考慮占地面積及投資成本，本項目采用膨脹顆粒污泥床（EGSB）工藝構建厭氧處理單元。通過動態調節水力停留時間（HRT）、污泥回流比等關鍵參數，實現厭氧系統在高負荷與低負荷模式間的精準切換。配套的中沉池兼具雙重功能：一方面阻隔厭氧污泥進入后續單元，另一方面在高負荷工況下通過污泥回流維持系統內高濃度厭氧微生物種群。
基于來水特性，EGSB厭氧反應池采用多模式組合運行方案，如圖1所示。
a）低負荷大水量工況。4組反應器并聯運行，各反應器獨立配置內回流系統，通過強化上升流速有效預防污泥沉積與管路堵塞。
b）高負荷低水量工況。采用“雙串聯+并聯”組合模式，并增設反應器內外循環系統，同步提升容積負荷與上升流速。
c）低負荷低水量工況。雙反應器并聯運行并設置內回流，出水經超越管直接進入中沉池，在保障上升流速的同時維持處理效能。
4）優化脫氮除磷與深度處理工藝。針對本項目廢水季節性波動顯著且對碳、氮、磷去除要求嚴苛的特點，選用具備高效脫氮除磷能力及強抗負荷沖擊性能的兩級AO工藝。該工藝通過優化進水方式（部分進水超越，提供反硝化所需碳源），實現碳源高效利用，促進釋磷與反硝化反應充分進行，從而提升脫氮除磷效率。工程實踐表明，經厭氧-好氧處理后，出水TP及色度仍難以達標。為此，在生化處理單元后增設“混凝沉淀+過濾”深度處理工藝，協同去除水中TP、SS等污染物。
5）三階段協同提高污泥脫水效率。針對高有機質污泥（>70%）胞內水釋放難、脫水效率低的核心問題，構建“水解預處理-重力濃縮-深度脫水”協同工藝路徑：通過生物/化學協同水解靶向破壞污泥細胞結構以釋放胞內結合水并降低污泥比阻，為后續脫水創造條件；借助重力沉降預先降低污泥含水率以減少板框壓濾機負荷，保障設備運行穩定性；最終利用板框壓濾機高壓擠壓特性結合前序預處理效果，實現含水率達標的處置目標，系統性提升高有機質污泥脫水效率。
4、工藝流程設計
4.1 工藝流程
本項目中各白酒釀造企業所產生的生產廢水，通過管道或槽車輸送至污水處理廠。經處理后的廢水通過管道排入市政污水管網，進入下游污水廠作進一步處理。
本項目工藝流程如圖2所示。
廢水處理工藝流程為：粗格柵及提升泵站→滾筒細格柵→初沉調節池（事故池）→提升水泵→EGSB厭氧反應池→中沉池→兩級AO生化池→二沉池→混凝沉淀池→防堵濾池→排入市政管網。
污泥處理工藝流程為：污泥水解池→污泥濃縮池→板框壓濾機。
沼氣處理工藝流程為：脫水→脫硫→臨時儲存→沼氣燃燒。
4.2 平面布置
本項目總占地面積約6021m2，占地面積為6（m2·d）/m3，綠化率達到42.6%，建筑用地面積為485m2，構筑物面積為2717m2。本項目總平面布置如圖3所示，整體布局采用緊湊集約化設計，通過功能模塊高效整合，實現了土地資源利用率的最大化，顯著節約了占地面積。
4.3 核心工藝參數
4.3.1 預處理單元
粗格柵：采用循環耙齒式格柵除污機（柵隙5mm），配置2臺（1用1備）。
細格柵：選用滾筒式固液分離機（柵隙1mm），配置3臺（2用1備）。
初沉調節池：矩形池體1座（20.0m×14.0m×6.0m），有效容積1500m3，設計HRT=36.0h。
事故池：矩形池體1座（20.0m×8.0m×6.0m），有效容積850m3，設計HRT=20.5h。
4.3.2 生化處理單元
生化處理單元采用EGSB厭氧反應池、中沉池、兩級AO池及二沉池的組合工藝。通過EGSB-中沉池-多級AO池一體化共建架構，運用模塊化疊合設計理念，實現工藝單元的空間集約化配置與功能協同優化。
EGSB厭氧反應池：采用1座4組EGSB厭氧反應器（單組尺寸11.0m×11.0m×13.5m，有效容積1500m3，水力停留時間144.0h），配套4套三相分離器、布水器、汽水分離器及水封罐。系統運行模式動態適配來水負荷：a）低負荷模式。4組反應器并聯運行，取消外回流，內回流比維持400%~600%，上升流速降至0.5m/h，容積負荷6.75kg/（m3·d）（以COD計），兼顧處理效率與能耗控制。b）高負荷模式。采用“兩級串聯+并聯”組合工藝（一級兩組串聯，二級兩組并聯），一級反應器上升流速1.0~2.0m/h，內/外回流比分別為400%~600%和50%~100%，容積負荷達12.00kg/（m3·d）（以COD計）；二級反應器容積負荷優化至4.5kg/（m3·d）（以COD計），通過梯度負荷分配提升系統抗沖擊能力。c）低水量低負荷模式。雙反應器并聯運行出水經超越管直接進入中沉池，取消外回流，內回流比維持400%~600%，上升流速0.5~1.0m/h，容積負荷5.00~6.75kg/（m3·d）（以COD計）。
中沉池：采用1座矩形池（11.0m×4.8m×6.5m，有效水深5.7m），表面負荷0.79m3（/m2·h），通過重力沉降實現厭氧污泥截留，避免其對后續生化單元的活性抑制及管道堵塞風險。
兩級AO池：采用1座2組設計，單組尺寸分別為11.0m×4.8m×6.5m與22.5m×16.5m×6.5m，有效水深皆為5.5m，總HRT為54.8h。其中，一級缺氧/好氧池HRT分別為6.9h與20.5h，二級缺氧/好氧池HRT與一級相同。設計參數包括：單位MLSS反硝化速率0.1kg/（kg·d）（以NH3-N計）、氣水比30∶1、單位MLSS有機負荷為0.13kg/（kg·d）（以BOD5計）、容積負荷0.80kg/（m3·d）（以BOD5計）。內回流系統采用分級調控策略，一級內回流比300%~600%，二級內回流比300%~600%，外回流比150%~300%。曝氣系統配置2套（含3臺羅茨風機，Q=15.5m3/min，P=70.0kPa，2用1備）及2套可提升式微孔曝氣裝置，確保高效供氧與維護便利性。
二沉池：采用1座D11.0m×5.5m輻流式沉淀池，池邊水深4.8m，表面負荷0.45m3（/m2·h）。
4.3.3 深度處理單元
混凝沉淀池：采用1座矩形池（11.0m×8.5m×5.0m，有效水深4.5m），表面負荷0.50m3（/m2·h）。
防堵型濾池：采用1座矩形池（11.0m×8.5m×5.0m），濾料填充高度2.0m，空床過濾流速0.5m/h。
4.3.4 污泥處理單元
污泥消解池：4座（單座7.3m×4.0m×5.0m，有效池深4.5m），設計停留時間60.0h。
污泥濃縮池：2座（單座7.3m×4.0m×5.0m，有效池深4.5m），設計停留時間30.0h。板框壓濾機：2臺，單臺過濾面積200m2，脫水后污泥含水率≤60%。
4.3.5 沼氣回收利用單元
沼氣產量：設計單位COD的沼氣理論產率0.4m3/kg，最高日產量17820m3。
沼氣處理：初期因周邊企業投產不穩定，配置1套沼氣火炬燃燒系統（處理量50m3/h）保障安全；遠期預留沼氣發電接口。
沼氣儲存：2套雙膜氣柜，單套儲氣量800m3，運行壓力3.0~5.0kPa，適應-10~50℃的環境溫度。
4.3.6 除臭系統
生物除臭裝置：1套，處理風量3000~5000m3/h，采用玻璃鋼結構，配套2臺引風機（Q=5000m3/h，P=1.2kPa，N=4.0kW，1用1備），集中處理預處理區、污泥區等惡臭源，布置于事故池上方以優化空間利用。
6、運行效果及經濟分析
6.1 運行效果
污水處理廠實際運行效果如圖4所示。分析數據可知（2024年11月—2025年2月），雖然各進水指標（COD、NH3-N、TN、TP）波動性較大，但各項出水指標皆可穩定達標，滿足排放標準，說明本工程工藝選擇高效且容錯性強。
6.2 投資分析
本項目工程建設總費用為2200萬元，其中土建工程費用1100萬元（占比50%，涵蓋構筑物基礎施工、池體結構及配套設施建設），設備采購費用900萬元（占比41%，包括工藝設備、監測儀表及自動化控制系統），安裝工程費用200萬元（占比9%，涉及設備吊裝、管道敷設及系統調試）。各分項費用分配合理，符合環境工程設施建設成本構成規律。
6.3 運營成本分析
運營成本如表3所示。
由表3可知，本項目運營成本波動范圍為11.6~13.8元/m3，主要受處理量變化、藥劑市場價格波動及設備能耗效率影響。成本結構合理，其主要特征為：電費與原水運輸及維修保養費構成核心支出，合計占比超50%；污泥處置與人工管理費次之。
7、結論
1）集中處理模式降本增效：通過中小型釀酒企業生產廢水集中預處理設施建設，依托統一運營管理與政府監管機制，顯著降低工程投資與運維成本，實現環境效益（污染減排）與社會效益（產業協同）的協同優化。
2）組合工藝保障出水達標：采用“粗/細格柵→初沉調節池（事故池）→EGSB厭氧反應池→中沉池→兩級AO生化池→二沉池→混凝沉淀池→防堵濾池”組合工藝，出水水質穩定滿足《發酵酒精及白酒工業水污染物排放標準》（GB27631—2011）間接排放限值要求。
3）污泥減量工藝提升效率：通過“污泥水解池→污泥濃縮池→板框壓濾機”集成工藝，強化污泥脫水性能，污泥含水率可穩定達到60%以下，顯著降低外運處置量。
4）沼氣資源化潛力待挖掘：建議后續構建“脫水→脫硫→儲存→發電”沼氣全流程利用體系，通過能源回收實現碳減排與經濟效益雙贏。（來源：北京恩菲環保股份有限公司）
