2025-12-26
Моя страна является крупным производителем пива, и байцзю, как традиционный напиток, имеет долгую и богатую историю пивоварения. Однако, несмотря на экономические выгоды и культурное наследие, пивоваренная промышленность также сталкивается с серьезной проблемой очистки сточных вод. Статистика показывает, что при производстве одной бутылки байцзю объемом 500 мл образуется не менее 24 литров сточных вод. Общий объем сточных вод, ежегодно образующихся на предприятиях по производству байцзю по всей стране, достигает сотен миллионов тонн. Если сбрасывать их напрямую без эффективной очистки, это окажет огромное давление на окружающую среду.
I. Процесс производства байцзю
Байцзю производится в основном из зерновых культур, таких как сорго, с использованием дацю, сяоцю или отрубного кодзи и дрожжей в качестве агентов сахарификации и брожения. Процесс включает в себя варку, сахарификацию, брожение, дистилляцию, выдержку и купажирование для получения дистиллированного спирта. В основном, он включает три категории: байцзю, ферментированный в твердой фазе, байцзю, ферментированный в жидкой фазе, и комбинированный процесс ферментации в твердой и жидкой фазах.
1. Байцзю, ферментированный в твердой фазе
В производстве байцзю, ферментированного в твердой фазе, в качестве сырья используются зерна, применяется осахаривание в твердой (или полутвердой) фазе, ферментация и дистилляция, за которыми следуют выдержка и купажирование. В него не добавляются пищевые спирты или ароматизаторы, не образующиеся в процессе ферментации байцзю. 1) Байцзю с сильным ароматом. Производство байцзю с сильным ароматом включает использование сырья для приготовления кодзи, естественную инокуляцию и ферментацию в твердой фазе в ферментационной камере. Ключевой характеристикой производства байцзю с сильным ароматом является использование непрерывного процесса ферментации, требующего нескольких стадий ферментации сырья.
2) Байцзю с соусом. Процесс производства байцзю с ароматом соуса в основном состоит из производства кодзи, производства базового ликера и купажирования. Процесс производства базового ликера включает в себя измельчение, увлажнение, пропаривание, ферментацию и дистилляцию (рис. 1).
2. Байцзю в жидком состоянии
В производстве байцзю в жидком состоянии в качестве сырья используются вещества, содержащие крахмал и сахар. Процесс включает в себя сжижение, осахаривание, ферментацию и дистилляцию для получения базового напитка (или пищевого спирта), который затем ароматизируется и поливается ароматической брагой или пищевыми добавками. Метод ферментации на основе крахмала является основным методом производства байцзю в жидком состоянии в моей стране (Рисунок 2).
3. Байцзю, полученный комбинированным твердожидкостным процессом
Байцзю, полученный комбинированным твердожидкостным процессом, — это вид байцзю, представляющий собой смесь байцзю, ферментированного в твердой фазе (не менее 30%), и байцзю, ферментированного в жидкой фазе.
II. Источники и характеристики сточных вод. Сточные воды, образующиеся в процессе производства байцзю, в основном включают в себя воду, образующуюся при дистилляции, отходы ферментации (также известные как «желтая вода»), охлаждающие сточные воды, воду, используемую для очистки производственных помещений, и воду, используемую для мытья бутылок. Кроме того, в сточные воды энергоснабжения также сбрасывается охлаждающая вода. Сточные воды, образующиеся при производстве байцзю, имеют следующие характеристики:
1) Высокая концентрация органических веществ. Высококонцентрированные органические сточные воды, образующиеся в процессе твердофазного брожения, в основном состоят из воды, образующейся при дистилляции, и «желтой воды», с концентрацией ХПК, достигающей 25 000–65 000 мг/л и приблизительно 100 000 мг/л соответственно. Высококонцентрированные органические сточные воды, образующиеся в процессе жидкостной ферментации, в основном состоят из отходов зерновой массы, при этом концентрация ХПК в крахмальной и мелассовой отходах достигает 50 000–70 000 мг/л и 80 000–110 000 мг/л соответственно.
2) Сточные воды легко биоразлагаемы. Сточные воды, используемые для производства байцзю, в основном образуются в результате ферментации зерна. Основными компонентами ХПК в сточных водах являются низкомолекулярные органические вещества с высоким соотношением B/C, что указывает на хорошую биоразлагаемость. Общая концентрация фосфора в сточных водах составляет 40–50 мг/л.
3) Производство байцзю со вкусом маотай демонстрирует значительную сезонность. Процесс производства байцзю со вкусом маотай включает два цикла подачи зерна, семь циклов дистилляции, восемь циклов ферментации и девять циклов пропаривания. Производственный цикл длится с октября текущего года по сентябрь следующего года. В течение этого периода объем сбрасываемых сточных вод значительно колеблется, иногда в 2-3 раза.
III. Анализ технологий предотвращения и контроля загрязнения
1. Технологии экологически чистого производства
Производство байцзю потребляет большое количество воды. Технологии экологически чистого производства в основном сосредоточены на переработке воды. Высокотемпературная охлаждающая вода, сбрасываемая при производстве байцзю, может использоваться непосредственно для мытья бутылок или охлаждаться перед повторным использованием. Сточные воды после мытья бутылок могут быть повторно использованы после осаждения и стерилизации или использованы для охлаждения. Помимо самого напитка и осадка, продукты ферментации байцзю (китайского белого напитка) также содержат некоторые полезные компоненты, такие как ароматические вещества, которые не отгоняются или, хотя и отгоняются, попадают в канализационную систему вместе с дистилляционной водой, а также отработанная вода после дистилляции, которая может быть использована для смешивания и производства байцзю.
2. Технологии очистки сточных вод на выходе
В настоящее время типичные процессы очистки сточных вод производства байцзю в основном биологические, включая аэробные, анаэробные и факультативно-анаэробные системы очистки. Они хорошо подходят для очистки и рециркуляции загрязняющих веществ в воде в индустрии байцзю и в основном включают следующие процессы:
1) Факультативно-анаэробно-аэробно-высокоэффективный процесс воздушной флотации;
2) Анаэробный реактор IC/UASB — процесс активного ила — процесс фильтрации;
3) Метод преобразования биогаза;
4) Рециркуляция охлаждающей воды после дистилляции и др.
IV. Введение в кейс. Компания Jinan Baotuquan Brewing Co., Ltd. была основана 1 июля 1999 года. Она расположена в поселке Чжунгун, район Личэн, город Цзинань, провинция Шаньдун. Винодельня Баотуцюань обладает богатым культурным наследием и долгой историей виноделия, истоки которой восходят к знаменитым китайским винам «Личэн» и «Цюлу Бай» времен династий Сун и Юань. Эти вина высоко ценились и любились литераторами и поэтами всех династий, такими как Хуан Тинцзянь и Цао Инь.
Наша компания отвечала за проектирование, строительство и ввод в эксплуатацию проекта очистки сточных вод для пивоваренной компании Jinan Baotuquan Brewing Co., Ltd. Этот проект имеет суточную производительность 300 м³/сутки и очищает сточные воды от производства твердофазного спирта. Процесс включает в себя «регулирование + коагуляционное осаждение + распределение воды + анаэробный реактор LIC-MAX + высокоэффективная денитрификация + анаэробное окисление + химическое удаление фосфора + фильтрация». Проектируемые показатели качества поступающей и отходящей воды следующие:
