“双碳”背景下白酒行业的环保技术与可持续发展

苏 正,杨 博,曾庆儒,谢 玲,龚小会,陈 晨,彭 伟*

(贵州省轻工业科学研究所,贵州 贵阳 550007)

摘 要白酒的酿造有着悠久的历史,是我国独有的酿造工艺,在现代工业中,它同时也属于高污染、高能耗的行业,白酒行业环保技术的发展和清洁生产的推进将是白酒行业可持续发展的重要因素,该文结合白酒酿造的工艺特点,对该行业的污染物处理技术、清洁生产、节能减排进行系统的整理与研究,详细阐述了“双碳”背景下白酒行业发展方向,可对白酒行业的绿色可持续发展提供参考和借鉴。

关键词双碳;白酒酿造;环保;节能减排;清洁生产;可持续发展

中国白酒有着悠久的历史文化,是世界蒸馏白酒的鼻祖,世界三大烈性酒之一。白酒相关技术的发展与社会的进步密切相关,甚至能在一定程度上反应当时社会百姓的生活水平。新中国成立后,在中国轻工业出版社和中国白酒专业协会组织下,邀请了十多位白酒业界专家,对白酒进行了科学地、系统地研究,包括酿酒微生物的鉴别、提取,酒曲的制作技术,酿酒原材料的选取,发酵工艺等,撰写并出版了新中国第一部白酒酿造指导书籍《白酒生产技术全书》[1]。得益于现代科学技术的进步,白酒酿造行业也在迅速发展,产量急剧攀升,以满足人们的日常所需,产能扩张的同时也带来了更加严重的环境污染,包括酿造废水污染、固体废弃物污染(酒糟、污泥)、包装白色污染等[2-3]。当今世界大力提倡清洁生产,旨在减少或消除生产过程中产生对人类及环境的可能危害,同时满足人类需求,实现社会经济效益的最大化[4],2020年9月,中国向世界作出承诺,中国将在2030年达到“碳达峰”,2060年前实现“碳中和”,以应对全球气候变暖这一全人类共同面临的问题[5]。白酒酿造作为高排放、重污染的行业,将会是国家重点整治的方向,因此应加快白酒行业清洁生产技术的研究,才能推动白酒行业绿色可持续的发展[6]

1 白酒行业污水处理技术研究

1.1 白酒酿造污水的特点

白酒主要是利用高粱、小麦等含淀粉或糖质的粮食为原料,经过微生物发酵产香产酒形成酒醅,再通过蒸馏、勾兑、储存而得到的。白酒酿造是高能耗的行业,在酿造过程中会产生大量的污染物,其中酿造废水是量最多、处理难度最大的污染物[7]。白酒酿造行业污水的普遍特点是可生化性较好,化学需氧量(chemical oxygen demand,COD)、生化需氧量(biochemical oxygen demand,BOD)较高,悬浮颗粒物(suspended substance,SS)浓度大,酿造污水产生环节不同其污水特点也有很大差异,酱香型白酒的生产工艺[8]如下:

酱香型白酒的生产过程中会产生大量污水、固废等污染物。在润粮、蒸粮、洗地及包材清洗过程中会产生低浓度的污水,该部分的污水成分简单,污染物含量少;而在入窖池发酵的过程中在窖池底部会产生高浓度的窖底污水,主要是酒醅发酵过程中原料的淀粉、单宁、酵母等溶于酒水中沉积于窖池底部,该部分污水的污染物浓度高、pH较低,成分较复杂,一般不能直接进行处理,需进行预处理或者与低浓度污水混合后再进行处理。由于白酒酿造污水可生化性较好的特点,工厂常采用生化处理工艺处理酿造工业污水,主要方法包括好氧法、厌氧法、好氧-厌氧联用法[9]

1.2 好氧法污水处理技术

好氧处理法主要有活性污泥处理和生物膜接触法,其中比较适合处理酿造工业污水的方法有序列间歇式活性污泥法(sequencing batch reactor activated sludge process,SBR)、循环活性污泥法(cyclic activated sludge system,CASS)、厌氧-缺氧-好氧工艺(anaerobic-anoxic-oxic,A2/O)等。

1.2.1 SBR法

SBR法是一种通过间歇式曝气活性污泥来降解污水中有机污染物的技术,其特点是污水间歇的进入曝气系统并间歇的排出[10]。SBR系统按时间顺序可分为进水期、曝气反应期、沉淀期、排水期,进水方式可分为限制性进水(进水完成后再开启曝气)和非限制性进水(边进水边曝气)。曝气反应期内污水通过曝气,微生物进行生命活动从而起到降解有机物、脱氮除磷的作用;沉淀期进行污泥和污水分离,沉淀完成后即可将上清液污水排出。酿造污水在通过核心的SBR反应池时能同时得到均化、初沉、生物降解、二沉等处理,SBR法对调节池的调节功能要求较低,污泥不易产生膨胀、处理简单方便、占地面积小、耐负荷能力强,对处理白酒酿造污水有着很好的效果[11]。蔡秀萍等[12]通过研究SBR法不同曝气时间对污染物去除的效果,发现SBR法曝气8 h时各类污染物的去除率相对于曝气3 h有着明显的提升,如COD去除率从89.26%提升至91.72%,氨氮去除率从45.8%提升至96%,磷酸盐去除率从46.27%提升至80.37%,结果表明,SBR法处理污水时,曝气时间越久,污染物去除效果越好。长沙酒厂的酿造污水量超过720 m3/d,酒厂设计建造了SBR工艺的污水处理站,其在验收试运行时,酿造污水的COD去除率为95.5%~97.9%,BOD去除率为99.5~99.7%,SS去除率为89.6%~94.9%,出水水质全部达到国家排放标准的要求[13];徐州房亭酒厂采用SBR工艺处理该厂的酿造污水,系统正常运行下酿造污水的COD、BOD、SS去除率分别为53.8%、95.8%、91%,氮和磷的去除率也达到78%和96%,以上表明SBR工艺在处理白酒酿造污水时有着良好的效果[14]

1.2.2 CASS法

CASS法是在SBR工艺基础上优化改良而来的一种污水处理工艺,该工艺将SBR法的反应池方向分为了两个部分,即前部分的预反应区(生物选择区)和后部分的主反应区,在主反应池后端部分安装有撇水装置,可实现循环式连续进水、连续运行的功能[15]。CASS工艺结合了生物选择性和传统SBR工艺的特点,相比于其他好氧工艺,CASS工艺具有建筑和运行费用较低、脱氮除磷效果好、不需添加其他药剂、循环运行自动化程度高、污泥沉淀效果好、系统运行灵活、抗负荷冲击能力强等特点[16]。某酒业集团的污水处理系统选用CASS法作为好氧阶段,运行结果表明,污水的COD、BOD、SS在好氧阶段的去除率分别高达92.6%、92.2%、78.4%,出水水质稳定且都满足排放标准的要求,证明CASS法在处理白酒酿造污水时有着稳定、高效的效果[17]

1.2.3 A2/O法

A2/O法是一种普遍且实用的污水处理工艺[18],该生化处理系统分为三个部分,分别为厌氧池(溶解氧浓度<0.2 mg/L)、缺氧池(溶解氧浓度<0.5 mg/L)、好氧池(溶解氧浓度2~4 mg/L)。污水先流经厌氧池进行混合,经过一段时间的厌氧反应,部分COD、BOD可以得到分解,部分含氮化合物通过反硝化作用转化为氮气(N2);污水经过缺氧池时,池中的反硝化细菌将污水中剩余的含碳有机物作为碳源,将后续工段好氧池回流回来的硝酸根还原成N2,使得达到污水脱氮的效果;好氧池中好氧微生物吸收污水中的有机物质,迅速进行增殖生长,在这一过程中水中的磷元素则作为微生物生长发育所需的物质被微生物吸收进入细胞组织,富集在微生物体内,经过沉淀过滤掉污泥中的微生物,将面污染源转变成点污染源,再通过后续污泥处理技术进行相应的处理。A2/O法污水处理工艺利用不同细菌需氧量的特性,使污水中的有机物、氮、磷等污染物在经过不同系统时得到去除,有着良好的污水脱氮除磷效果[19]。曹奇[20]在研究A2/O法处理生化污水时,通过连续检测10周出水污染物指标,发现A2/O法在处理白酒酿造污水时有着高效且稳定的效果。四川某白酒生产企业改进该厂污水处理系统时,采用A2/O法代替原来的活性污泥曝气池,有效提高了该污水处理系统的脱氮除磷效果[21]

1.3 厌氧法污水处理技术

1.3.1 内循环厌氧反应器

内循环(internal circulation,IC)厌氧反应器是一种高效的厌氧反应装置,它是由上下两层升流式厌氧反应器(upflow anaerobic sludge bed,UASB)串联而成,从功能上可以将IC反应器分为五个部分,从污水经过的顺序分别为混合区、第一厌氧区、第二厌氧区、沉淀区、气液分离区[22]。污水由底部进入,与底部的污泥颗粒和气液分离区回流的泥水进行充分混合后上升到第一、第二厌氧区,厌氧区内污水中的有机物在高浓度厌氧细菌的生命活动下被转化为沼气和水,随着沼气的增加,部分泥水混合物被上升的沼气挤压至气液分离区,沼气和泥水混合物在此进行分离,沼气进入上方的沼气管道加以利用,泥水混合物回流至底部进水区实现循环使用,其余污水则继续进入第二厌氧区参加厌氧反应,该区污水中有机物含量降低,污泥浓度也相比第一厌氧区较低,使得沼气产量不那么剧烈,上升速度缓慢,增加了污水停留时间,有利于去除污水中剩余的有机物质。IC厌氧反应器具有容积负荷高、处理量大、投资少占地面积小、系统启动运行快等优点[23]。广西某米香型白酒生产企业选用IC工艺处理酿造污水,酿造污水的COD、BOD在IC厌氧阶段的去除率都达到85%以上,且该企业表示IC工艺在处理白酒酿造污水具有运行效果好、投资便宜等优点[24]。仁怀某企业的污水处理系统则采用IC厌氧+接触氧化的联用工艺,对污水的COD、BOD、氨氮化合物的去除率分别高达99.9%、90%、97%,出水水质优于国家一级排放标准[25]

1.3.2 升流式厌氧反应器

UASB反应器是应用非常广泛的污水处理装置,该反应器由进配水装置、反应器池体、三相分离器组成[26]。污水从反应器底部进入,通过配水装置均匀分布混合活性污泥,在污水的上升过程中缓慢的通过污泥,在活性污泥表面厌氧微生物的作用下,分解水中的有机物质产生甲烷。反应完成后上升到顶部的泥水混合物通过三相分离器分离,裹挟着泥水上升的气泡撞击反应器导致破裂,沼气向上进入沼气收集管道,污泥则会沉降至反应器底部的污泥床,上清液进入出水管道排出反应器[27-28]。苟梓希等[29]通过研究发现,对UASB反应器加以改良和与其他设备联用能提高废水处理能力,对白酒酿造行业污水的处理有着非常重要的意义。河南宋河酒业公司选用UASB污水处理工艺,其在120 m3/d的污水处理量下运行时,污水的COD、SS去除率高达94.2%和89.8%,系统运行平稳且操作简单[30]

1.3.3 膨胀颗粒污泥床

膨胀颗粒污泥床(expanded granular sludge bed,EGSB)是在UASB反应器的基础上结合了厌氧流化床(anaerobic fluidized bed,AFB)的特点而发展改良出的第三代厌氧反应器[31],其在进水上通过改进布水系统,提升了液体表面上升流速,使污泥、污水和沼气产生充分搅动;整体设计上,EGSB外观有着更大的高径比;外部增加了出水再循环系统,使得反应器内泥水有着更加快速的上升速度和更加充分的混合效果。相比于UASB反应器,EGSB有着更高的负荷、沼气产量更多、去除率更高、适用于更多样化污水情况等优点。何松贵等[32]通过研究EGSB反应器在豉香型白酒废水处理中的应用,发现在日进水量370 m3的运行下,废水的COD的平均去除率>90%。四川某酱香型白酒生产企业的污水处理系统则采用两级EGSB的工艺,该系统对污水的COD、BOD、总磷的去除率高达99%,SS、总氮的去除率也超过了95%,每年能为公司减少排放COD 9 454 t、总氮178.9 t、总磷87.2 t[33]

1.4 多级联用技术和工程案例

因各香型白酒生产工艺的差异,酿造污水水质也有所不同,为了实现白酒污水的达标处理,现今白酒企业多采用预处理+好氧+厌氧的多级联用技术对酿造污水进行处理,其对白酒酿造污水中的COD、氨氮、含磷化合物、SS等污染物有着全面良好的去除效果(表1)[34-41],其中COD的去除率普遍超过了99%,悬浮颗粒物去除率也接近90%。

表1 白酒企业采用多级联用污水处理技术的实例
Table 3 Examples of the application of multi-stage combined sewage treatment technology in Baijiu enterprises

多级处理工艺日处理量/m3进水水质/(mg·L-1)COD 氨氮去除率/%COD 氨氮悬浮物 悬浮物COD容积负荷/[kg·(m3·d)]好氧 厌氧处理成本/(元·m-3)建设成本/万元企业/地区参考文献水解酸化+EGSB+UASB+SBR UASB+CASS+混凝气浮水解酸化+IC+CASS+BAF沉淀+UASB+A2/O混凝+IC+生物接触氧化沉淀+UASB+A2/O UASB+CASS UASB生物接触氧化+活性污泥法100 2 400 2 000 300 548 500 5 155 400 52 000 18 000 20 800 5 500 15 000 2 800 2 600 100 000-- 8---2- 2 98.8 8- 2 0.7 0.1-0.23 0.5-1 0.15 14 11 9 4.4 10 0-560 850 92.4 1200 240-390 1 055 99.5 99.5 99.8 98.5 99.9 92.8 96.0 99.9 97-25-91.7 78.4-90-82.1 98.1--3- -1.96 2.63 3.6 1.42 1.25 1.26 2.5-89 1 800 1 697 220-400 2 910-安徽四川四川湖南贵州北京沱牌劲酒[34][35][36][37][38][39][40][41]

白酒企业污水处理是行业绿色可持续发展的关键,除发展污水处理技术之外,还应探索雨污分离收集利用、蒸汽冷凝水再回收、洗瓶水再利用等技术,使得白酒酿造行业向着低碳、环保、绿色、可持续方向蓬勃发展。

2 白酒行业固废处理技术研究

2.1 酒糟的综合利用和处理方案

据统计,每吨基酒的酿造会产生3 t左右的酒糟,在2016年白酒年产量的最高峰时期,每年将会产生4 000~5 000万t白酒酒糟,近几年白酒年产量虽有所下降,但是每年的酒糟产量仍超过2 000万t[42-43]。酒糟的常温储存时间不长,容易腐败,同时含有大量的可生化有机物(蛋白质、淀粉、纤维素、脂肪等)[44],如果不加以处置,会导致严重的环境污染;如果加以利用,则能产生非常可观的经济价值。近年来,对白酒酒糟的综合利用技术不断加强,如饲料生产、制取甘油、培养食用菌、肥料使用等,酒糟的再利用不仅能产生较好的经济效益,还能在生态效益、社会效益等方面产生巨大作用。

传统的酒糟饲料利用方式是直接喂养牛、马等动物,但是因酒糟本身酸度较高、纤维含量高,同时酒糟中含有一定量不易消化的糠壳,容易导致动物出现肠胃不适、难以消化等情况[45]。为了提高酒糟的储存时间,可先将酒糟进行干燥处理,这在降低水分的同时可去除酒糟中的糠壳,然后按比例掺和到日常饲料中进行饲养。有研究表明,不超过30%的酒糟添加比例对动物的日常活动无明显影响[46]。此外,还可将酒糟作为饲料喂养蝇蛆等高蛋白食腐动物,再利用食腐动物喂养家禽或者渔业,同时酒糟经过食腐动物的分解作用,还可作为有机饲料二次利用[47]。白酒酒糟中富含有机物、氮磷钾钙等生物发育所必需的元素,酒糟用作生物肥料也是目前比较主流的再利用方法。刘连成[48]利用酒糟和棉籽壳代替木屑培育猴头菇,通过优化酒糟、棉籽、麦麸等不同配方后,猴头菇的生物学效率高达86.4%,投入产出比为37.03,证明酒糟在培育猴头菇上有着非常良好的应用前景。如今酒糟在化工领域的应用也逐渐得到创新,王丹青等[49]对白酒酒糟稻壳基生物碳的制备及吸附应用进行了研究,结果发现,白酒酒糟稻壳基生物炭具备良好的吸附应用前景;杭州靡特洛新材料科技有限公司利用从酒糟中提取的软性蛋白与纤维混合,研制出了新型可降解复合材料,相比于传统包装材料,其具有生产成本更低、更易降解等优点[50]。随着对白酒酒糟综合利用技术的深入研究和创新,酒糟资源的利用将更加多元化、充分化,对白酒企业向绿色、环保的转型升级有着非常重要的意义。

2.2 污泥的处理和利用技术

现今诸多白酒企业的污水处理工艺为生化处理,此类污水处理工艺会产生大量的活性污泥,如不妥善处理会造成严重的环境污染。通常污水站的污泥要先经过浓缩脱水、干燥等环节大幅度降低水分含量,以便于运输处理。传统的污泥处理方法有焚烧、填埋等方式[51],但因污泥中有机物含量较高,氮、磷等元素含量丰富,重金属含量一般都较低,在农业领域有着广泛的应用,如污泥通过高温堆肥、灭菌之后可用作培育果树、种植物等[52],据徐震等[53]对活性污泥农业价值的研究表明,活性污泥应用在黄河三角洲盐碱地土壤改良上有着良好的效果。除此之外,污泥的新型处置技术还有制作建筑材料、厌氧消化产沼气、制备生物炭吸附材料等[54]。孙村民等[55]在活性污泥的利用上也发现了新的方向,该团队通过驯化活性污泥中的菌种,利用其生产生物降解高分子材料聚羟基脂肪酸酯(polyhydroxyalkanoates,PHA),结果发现,此技术不仅能生产出合格的PHA材料,还能去除污泥中的重金属,在污泥的处理与利用上有着非常广阔的应用前景。继续深入研究污泥的处置利用技术,不仅能缓减污泥带来的环境污染,还能增加经济效益,也符合国家大力支持可持续发展的政策。

3 白酒行业绿色包装技术研究

随着白酒消费量的不断攀升,白酒包装材料的使用量也随之急剧增加,特别是针对一些高端商务白酒,其包装要求愈发趋向“高端化、精美化”。为了彰显品牌的高端奢华形象,企业在产品包装上投入了大量精力,导致包装材料的质量往往远超产品本身,其中包括纸质品、塑料制品、陶瓷瓶、玻璃瓶以及填充棉等多种材料。这些材料多为难以回收和降解的固体废弃物,若处理不当,极易对环境造成严重污染。因此,白酒包装的设计与发展应当在满足企业自身需求的同时,更加注重环保、健康、安全以及可重复利用性。企业应积极开发设计简洁、绿色的新型白酒包装,以减少对环境的负面影响。通过采用环保材料、优化包装设计等手段,实现白酒包装的可持续发展,为保护环境贡献一份力量[56]

3.1 开发新型包装材料

新型包装材料的研发对于推动白酒包装行业的绿色发展具有举足轻重的地位。传统包装中广泛采用的纸质材料与塑料制品,由于其难以自然降解的特性,长期留存于环境中,给生态系统带来了持久的负担[57]。目前,针对白酒包装新材料的研究已取得显著进展,例如我国目前已经发展了四醇四酸这一系列化合物,其中,生物乙二醇能够用于合成生物基聚对苯二甲酸乙二醇酯(biobased polyethylene terephthalate,Bio-PET)[58]。另外,还有一种生物基聚酯名为聚己二酸乙二醇酯(polyethylene adipate,PEA),国外包括Avantium在内的五家公司已经建立了相关生产厂,标志着行业正逐步迈向更为环保的道路[59]。在此背景下,白酒包装材料的选择应优先考虑可降解材料,这类材料以其相对较短的分解周期脱颖而出,在包装使用完毕后进行废弃处理时,能够更为轻易地实现无害化转化。更重要的是,可降解材料的成分能够迅速分解并回归自然,从而显著降低对环境的污染程度。这一转变不仅体现了对环境保护的高度责任感,也是白酒行业积极响应可持续发展战略、迈向绿色未来的重要一步。

3.2 包装设计轻量化

在包装箱子、盒子、瓶子、手提袋等包材上不宜过于讲究体积大气、质量厚重,从而增加了不必要的包装材料,在满足密封性良好、包装安全、支撑强度够的情况下应尽量减少材料的使用浪费,如使用低密度的包装材料减轻包装质量,减少箱子盒子纸质材料的层数降低用量;在设计时应优先考虑其实用性,充分体现包装材料本身的存放、保护作用,不宜设计得过于繁杂、冗余,否则既增加了生产成本又对环境污染造成了更大的危害。

3.3 可重复利用

据统计,70%的白酒外包装在使用一次之后就被当作废弃物处理,使得包装材料的回收率极其低[60]。从作用上看,白酒的包装无非是保护、储存、文化宣传,设计得当则能对白酒包材进行多次利用。首先,应加强对白酒消费者包材回收利用意识观念的宣传,告知该行为所能带来的社会效益,引导消费者自觉性的参与回收行动,保护环境、人人有则;政府和白酒企业应增加回收力度,将包材回收再利用增加到企业发展战略中去,投入资金建立相应的包材回收渠道,这样不光能节约资源、保护环境,还能降低包装成本、增加经济效益[61]。泸州老窖集团首先开展包材的回收行动,在2021-2023年分别回收包装材料609.29 t、723.81 t、212 t,取得非常明显的环保成果[62]。白酒市场里的低端、甚至中端产品更多是满足普通百姓日常饮用所需,俗称为口粮酒,这类产品的文化宣传、包装设计上不像高端产品那样要求精致奢华,但是在白酒销量中却占据着相当高的比例,也是白酒包装废弃物的重要来源。此类产品本身就有着市场稳定、客户群体明确、包装设计不会短时间内进行大幅度更改的特点,对于该类产品的包装设计应该进行标准化、模块化,尤其是对于大品牌的爆款产品,在包装设计时就应考虑包材的循环利用性,便于在对包材进行回收后的重组再利用,损坏的包材配件易找到替代品,提高包材的利用率[63-64]

4 白酒行业能源及能耗研究

白酒酿造行业作为高能耗行业,一直以来都对能源有着极大的需求量,主要消耗过程是其蒸粮和取酒阶段,长久以来都是用煤炭或者电力为其提供高温能源,传统的供能方式效率低下,损耗严重,造成能源利用率不高[65]。不同香型白酒的能耗也有所不同,其中酱香型白酒工艺最复杂,能耗最高。近年来,国家针对高能耗行业进行大力整顿和改造,白酒企业也陆续推进了大批的节能环保项目,如煤改电、风电水电替换重污染的火电、增加低能耗设备设施、发展新能源等,白酒行业低能耗可持续的发展将是行业未来产业升级的重要一环。

4.1 大力发展清洁能源

我国白酒产能主要集中在南方地区,又以川黔为主,两地同为资源大省,其中水资源相当丰富,流量大、高落差,造就了非常丰富的水能资源,如赤水河、乌江流域等。在遵义、宜宾等白酒产业聚集区域附近应大力发展水电设施,用来提高白酒电力供应,一方面可充分发展该地区资源优势,形成产业集群,优势互补;另一方面可降低对于火电的需求,减少煤炭开采,保护环境,充足的电力能源还可以西电东送供给东部电力欠缺城市。此外,包括茅台、五粮液、洋河等在内的知名白酒头部企业开始发展光伏发电,在酒库楼顶、储酒罐上等地方装上太阳能发电板,发电板不仅能产生电力资源,还能隔热降低仓库、酒罐内部的温度[66]。产生的电力采取“自发自用,余电上网”的模式,能降低生产成本,提升企业的综合竞争力[67]。2022年江苏洋河酒厂通过回收污水厌氧处理产生的沼气用于锅炉燃烧,全年蒸汽产量24万t,节约了7.5万t的二氧化碳排放[68];泸州老窖集团2023年共计回收燃烧沼气335.5 m3,相当于节约使用167.75万m3天然气或2037 t标准煤。

4.2 提升能源利用效率

随着白酒企业规模的扩大,传统的燃烧煤炭蒸粮取酒已不再能满足需求,大多企业已逐渐改为蒸汽轮机,用煤或者电通过蒸汽轮机加热自来水产生饱和蒸气,再通过水蒸气蒸粮取酒,这一方法加强了能源的集中管理,能有效的满足大型企业大规模热量的需求。在蒸粮和取酒过程结束时,水蒸汽并没有冷凝为常温的水,而是还蕴含着大量能量的热水。现如今大多企业的处理方式为直接排放,这不仅对能源造成了极大的浪费,直接排放还会导致周围环境温度上升。杨俊等[69]通过对酿酒冷却水循环利用系统的研究,将冷却水回收至加热装置重新利用,减少了水从常温开始加热的阶段,降低了能耗,冷却水的回收率也能达到80%以上;泸州老窖集团将蒸馏冷却水(75~85 ℃)通过密闭管道泵回收后再重复循环利用,补水率为10%~15%,循环水系统节水率高达83.24%,在白酒行业处于领先水平。提升蒸汽轮机的加热效率,减少热量因过程损耗而产生的浪费,蒸汽管道上应包裹隔热棉,减少散热的同时也能避免工作人员烫伤。企业应根据自身情况选择合适的蒸粮取酒方式,尽量减少能源消耗,降低生产成本,提高酿造环节清洁生产水平,实现白酒行业可持续发展[70-72]

5 白酒行业头部企业污染治理现状

作为白酒行业的头部企业,茅台、五粮液、泸州老窖等企业在污染物处理和回收利用、清洁生产、节能减排的投入和研究上也处于行业领先位置(表2)。大型白酒企业应勇于担当社会责任,将节能减排制定到企业发展战略中,在企业内部形成低碳环保的良好意识,积极推动生产技术和污染物处理、资源再利用技术的革新;中小型企业应及时、主动的向大型企业学习先进的技术和管理经验,各酒企在环境保护与治理上应形成统一战线,视为盟友,加强技术交流与信息共享,共同促进整个白酒行业的技术进步和产业升级,实现我国白酒行业绿色、环保、可持续的发展。

表2 白酒头部企业环境治理现状
Table 2 Environmental governance current situation of leading Baijiu enterprises

企业 年份 用水量/万t单位用水量/(t·万元-1)污水处理总量/万t COD排放总量/t氨氮排放总量/t固体废弃物总量/万t利用率/%危废总量/t危废达标处置率/%气体排放量/t CO2当量能耗总量 单位能耗 参考文献茅台2022 1 077 0.79 260.25 67.91 1.49 28.4 100 63.8 100 131 677.65t标煤[73]习酒五粮液泸州老窖洋河2023 2021 2023 342_328 2.39_1.08__ _22.94 82.09 26.06 0.26 2.33 0.29 11.46 68.9 36.52 100 68.9 97.99 65.30 35.63 28.88 100_100__ _133 430.24 50 290 t标煤_80 021 MWh[74][75][62]2022 526 1.75 279.35__57.53____89 250 MWh [68]古井2022__194.41 43.2 0.56_100 47.54 100 123 953.75 28 078 t标煤0.0096 t标煤/万元0.025 t标煤/万元_26.47 KWh/万元29.65 KWh/万元0.016 8 t标煤/万元[76]

6 结论与展望

白酒虽是高污染、高能耗的行业,但随着现代社会技术的发展,相应的环保技术已经得以完善和提升,行业发展时应注意协调与环境之间的关系,任何行业的发展都不能将环境破坏作为代价,在白酒行业扩张的同时,必须重视环境保护,尤其对于川黔相对落后的地区,不能一味的追求经济发展而忽略生态保护,政府要摆正心态、守住底线、绿水青山就是金山银山,加强监督管理,只有保护好环境,才能酿出好白酒。

参考文献

[1]沈怡方.白酒生产技术全书[M].北京:中国轻工业出版社,1998:1-2.

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Environmental protection technology and sustainable development of Baijiu industry under the background of"Dual carbon"

SU Zheng,YANG Bo,ZENG Qingru,XIE Ling,GONG Xiaohui,CHEN Chen,PENG Wei*
(Guizhou Light Industry Science Research Institute,Guiyang 550007,China)

Abstract:Baijiu brewing has a long history and is a unique brewing process in China.In modern industry,it also belongs to the industry with high pollution and high energy consumption.The development of environmental protection technology and the promotion of cleaner production in Baijiu industry will be important factors for the sustainable development of Baijiu industry.In this paper,the pollutant treatment technology,cleaner production,energy saving and emission reduction of the Baijiu industry were systematically sorted out and studied combined with the technological characteristics of Baijiu brewing, and the development direction of Baijiu industry under the background of "double carbon" was elaborated, which could provide references for the green and sustainable development of the Baijiu industry.

Key words:dual carbon; Baijiu brewing; environmental protection; energy conservation and emission reduction; cleaner production; sustainable development

中图分类号X5

文章编号:0254-5071(2025)08-0297-07

doi: 10.11882/j.issn.0254-5071.2025.08.043

引文格式苏正,杨博,曾庆儒,等.“双碳”背景下白酒行业的环保技术与可持续发展[J].中国酿造,2025,44(8):297-303.

收稿日期2024-08-16

修回日期:2024-12-06

基金项目贵州省科技支撑计划项目(黔科合支撑[2024]一般(029);贵州省科技计划项目(黔科合服企[2021]3号);贵州科学院青年基金项目(黔科院J字[2023]01号,黔科院J字[2024]9号)

作者简介苏 正(1998-),男,助理工程师,本科,研究方向为食品发酵。

*通讯作者彭 伟(1989-),男,高级工程师,硕士,研究方向为食品发酵。