本研究聚焦于酒精厂高浓度有机废水厌氧处理工艺的系统性优化与甲烷回收效能提升，通过多维度技术整合与参数调控，构建稳定的资源化处理体系。针对废水中COD浓度高达15,000-50,000 mg/L、BOD/COD比值＞0.6的特性，采用三级厌氧反应器串联工艺（水解酸化-UASB-IC），结合高温（55±2℃）与中温（35±1℃）双模式运行策略。通过响应面法优化HRT（48-72h）、OLR（8-15kgCOD/m³·d）、pH（6.8-7.5）等核心参数，使COD去除率提升至92.3%±1.8%，较传统工艺提高11.7个百分点。在甲烷回收环节，创新采用膜分离-变压吸附耦合技术对沼气（CH₄含量65%-72%）进行深度提纯，配合余热回用系统，使甲烷回收纯度达98.5%、热值提升至39.8MJ/m³，系统能量转化效率突破82%。通过16S rRNA高通量测序揭示产甲烷菌群（Methanosaeta占比41.2%、Methanobacterium 23.5%）的群落演替规律，结合FISH技术实时监测微生物活性，为工艺调控提供理论依据。研究建立的动态能量平衡模型（DEBM）显示，每处理1吨废水可回收清洁能源相当于0.38吨标准煤，实现碳减排1.02吨CO₂当量，为酒精行业废水处理提供兼具环境效益与经济效益的解决方案。