Soluzione biologica per il trattamento dell'acqua con peptidi
La dimensione del mercato globale dei farmaci bioproteici era di 62,8 miliardi di dollari USA nel 2020 e si prevede che aumenterà fino a 96,0 miliardi di dollari USA entro il 2025, con un tasso di crescita annuo composto di circa l’8,8%. Questa crescita è trainata principalmente dai farmaci peptidici diversi dall'-insulina, il cui tasso di crescita del mercato è molto più elevato di quello dei tradizionali prodotti insulinici.
Inoltre, i peptidi antimicrobici, in quanto importante ramo delle bioproteine, hanno una dimensione del mercato globale di 2,416 miliardi di yuan (circa 340 milioni di dollari USA) nel 2024 e si prevede che cresceranno a un tasso di crescita annuo composto del 19,38%, raggiungendo 6,992 miliardi di yuan (circa 980 milioni di dollari USA) entro il 2030. Ciò indica l’elevato potenziale di crescita di specifici prodotti peptidici funzionali.
I. Panoramica dei clienti per il trattamento delle acque reflue bioproteiche
I prodotti bioproteici sono ampiamente utilizzati negli integratori sanitari, negli alimenti funzionali, nella medicina e nell’agricoltura. I loro processi di produzione spesso comportano fermentazione microbica, estrazione enzimatica, essiccazione a spruzzo, ecc. Questi processi producono acque reflue contenenti proteine, peptidi, amminoacidi, solventi organici e nutrienti residui, che hanno un'elevata concentrazione di materia organica (alto COD), buona biodegradabilità ma scarico intermittente e ampie fluttuazioni nella qualità dell'acqua. Pertanto, è necessario un sistema di trattamento delle acque reflue stabile ed efficiente per soddisfare gli standard di scarico di protezione ambientale.
Immagini della produzione biologica di peptidi
II. Trattamento delle acque reflue bioproteiche
Fonte di acque reflue
La fonte delle acque reflue bioproteiche è principalmente strettamente correlata al processo di produzione delle bioproteine. Le bioproteine vengono solitamente prodotte attraverso mezzi tecnologici biologici come la fermentazione microbica e l'idrolisi enzimatica. Pertanto, le acque reflue provengono principalmente da varie fasi del processo produttivo. Le principali fonti di acque reflue bioproteiche sono le seguenti:
1. Acque reflue dal processo di fermentazione: durante il processo di fermentazione microbica per la produzione di bioproteine, viene generata una grande quantità di liquido di fermentazione. Questo liquido di fermentazione contiene componenti non utilizzati del terreno di coltura, metaboliti microbici e il prodotto bioproteico stesso. Inoltre, anche le operazioni di pulizia e sostituzione dei materiali durante il processo di fermentazione producono una certa quantità di acque reflue.
2. Acque reflue provenienti da processi di estrazione e purificazione: l'estrazione e la purificazione delle bioproteine dal liquido di fermentazione è una parte importante del processo produttivo. In questo processo, vengono utilizzati vari solventi, soluzioni acide-base, ecc. per la separazione, la precipitazione, la filtrazione, ecc. Queste operazioni non solo producono acque reflue contenenti bioproteine, ma anche acque reflue contenenti solventi, acidi, basi e altre sostanze chimiche.
3. Acque reflue derivanti dalla pulizia delle attrezzature e dal risciacquo del sito: per garantire l'igiene del processo di produzione e il normale funzionamento delle attrezzature, sono necessari una pulizia e un risciacquo regolari delle attrezzature di produzione, delle condutture e dei siti di produzione. Queste operazioni di pulizia e risciacquo producono acque reflue contenenti olio, impurità e una piccola quantità di bioproteine residue.
4. Acque reflue domestiche: le imprese produttrici di bioproteine generano anche acque reflue domestiche dai propri dipendenti. Sebbene questi liquami non siano direttamente correlati al processo di produzione, fanno anche parte del trattamento delle acque reflue dell'impresa.
Confronto tra immagini che mostrano acqua inquinata e immagini che mostrano acqua trattata
III. Flusso del processo di trattamento delle acque reflue bioproteiche
I peptidi biologici (come il miopeptide e il peptide del cetriolo di mare) vengono preparati utilizzando una grande quantità di solventi organici (come l'etanolo), producendo acque reflue organiche ad alta-concentrazione con caratteristiche come COD elevato (fino a 5–200.000 mg/L), pH acido, basso rapporto B/C (circa 0,2) e scarsa biodegradabilità. Appartengono alle acque reflue farmaceutiche e chimiche difficili-da-degradare. Pertanto, è necessario progettare un processo di trattamento collaborativo mirato e multi-livello. Flusso del processo
1. Intercettazione griglia: Il refluo entra prima nella vasca grigliante per rimuovere le sostanze galleggianti di grandi dimensioni e le impurità presenti nel refluo di produzione, evitando il bloccaggio delle apparecchiature successive.
2. Trattamento di separazione dell'olio: per le acque reflue di produzione del biotopo contenenti materia cerebrale animale e materiali in pelle, viene predisposto un serbatoio di separazione del grasso per separare l'olio galleggiante, riducendo il carico sul sistema successivo.
3. Regolazione della qualità e della quantità dell'acqua: a causa dello scarico intermittente nella produzione, la qualità e la quantità dell'acqua variano notevolmente. Deve entrare nel serbatoio di regolazione per l'omogeneizzazione e l'equalizzazione per garantire la stabilità del trattamento successivo; alcuni sistemi sono dotati anche di dispositivi di raffreddamento e agitazione per il controllo della temperatura dell'acqua.
4. Idrolisi e acidificazione: attraverso la vasca di idrolisi e acidificazione, la biodegradabilità delle acque reflue viene migliorata e le sostanze organiche a grandi-molecole vengono decomposte in piccole molecole, migliorando il rapporto B/C e creando le condizioni per il successivo trattamento aerobico.
5. Flottazione/sedimentazione ad aria: utilizzo di macchine per la sedimentazione con flottazione ad aria o processi di sedimentazione più veloci, aggiunta di PAM (poliacrilammide) e altri prodotti chimici, per rimuovere solidi sospesi, colloidi e alcune sostanze organiche difficili-da-degradare, riducendo la torbidità e il COD.
6. Trattamento con reattore anaerobico a letto di fango (UASB) a flusso ascendente: utilizzo di efficienti batteri anaerobici per degradare la materia organica ad alta-concentrazione, generando metano e anidride carbonica, riducendo significativamente il carico di COD; questo processo non richiede agitazione, fa risparmiare energia-ed è adattabile ai carichi d'urto.
7. Ossidazione a contatto o trattamento aerobico SBR: utilizzando il metodo di ossidazione a contatto o il processo sequenziale a fanghi reattivi batch (SBR), in condizioni aerobiche, la materia organica viene ulteriormente degradata dai microrganismi aerobici, riducendo il BOD e il COD residuo.
8. Purificazione profonda del bioreattore a membrana (MBR): alcuni progetti di alto-standard adottano il processo MBR, combinando il trattamento biologico con la tecnologia di separazione a membrana, ottenendo un'efficiente separazione solido-liquido, una qualità stabile degli effluenti e rispettando gli standard di riutilizzo.
9. Trattamento di disinfezione: se gli effluenti devono essere riutilizzati nella produzione o scaricati in corpi idrici sensibili, vengono aggiunti ulteriori dispositivi di disinfezione a raggi ultravioletti o con biossido di cloro per uccidere i microrganismi patogeni.
Diagramma di flusso del trattamento delle acque reflue
Acque reflue di produzione → Separazione olio-acqua → Serbatoio di regolazione → Acidificazione idrolitica → Trattamento biochimico anaerobico → Trattamento biochimico aerobico → Trattamento di disinfezione → Scarico a norma
IV. Casi di studio specifici sul trattamento delle acque reflue bioproteiche
Panoramica del progetto:
Nome del progetto: Progetto di stazione di trattamento delle acque reflue di produzione per peptidi bioattivi
Volume delle acque reflue: questo progetto è un progetto di produzione di peptidi bioreattivi con una produzione annua di 600 tonnellate. Il volume delle acque reflue è di 120 m3/giorno.
Condizioni delle acque reflue: il CODcr delle acque reflue è di circa 6.000 mg/l, NH3-N è di circa 50 mg/l e la quantità di oli animali e vegetali è di circa 10.000 mg/l. Contiene anche una grande quantità di polvere di carbone attivo e polvere di ossa di mucca, che è un'acqua reflua organica ad alta concentrazione, che rende difficile il trattamento.
Fonte di acque reflue: l'acqua di fonte è l'acqua reflua generata dal processo di produzione di estrazione di peptidi bioattivi utilizzando la proteina del collagene osseo prodotta dalla bollitura delle ossa. Le acque reflue provengono principalmente dall'acqua di pulizia, dall'acqua di scarico e dalle acque reflue bollenti dell'officina di frantumazione delle ossa di mucca.
II. Introduzione delle acque reflue aziendali:
Tai'ai Peptide è un'impresa high-tecnologica che integra ricerca, produzione e vendita di materie prime peptidiche di collagene e alimenti funzionali. Il progetto di trattamento delle acque reflue della Daqing Tai'ai Peptide Biotechnology, progettato e costruito da Jinan Guangbo Environmental Technology Co., Ltd., ha ufficialmente iniziato la costruzione l'8 novembre 2017. Il trattamento biochimico adotta la tecnologia anaerobica UASB. Adottando il nuovo reattore UASB, viene applicata una nuova tecnologia di reazione UASB. Questa tecnologia si basa sulla pratica ingegneristica e attraverso la digestione e l’assorbimento di tecnologie avanzate nazionali ed estere, riforma e innova il tradizionale reattore UASB e viene applicata alle grandi fabbriche di amido e alle fabbriche biofarmaceutiche. Il processo è avanzato, l'apparecchiatura ha una forte capacità di trattamento delle acque reflue, un basso consumo energetico, bassi costi operativi e un'elevata produzione di gas.
III. Panoramica del progetto:
Dopo che gli ingegneri della nostra azienda hanno condotto indagini sul-sito, compreso il processo di produzione e padroneggiato le caratteristiche delle acque reflue, sulla base dei molti anni di esperienza di progettazione, installazione e messa in servizio della nostra azienda, combinati con le reali esigenze dell'unità di costruzione, si è deciso di adottare il processo di trattamento di: separatore d'olio + serbatoio di sedimentazione + macchina per flottazione dell'aria + UASB + MBR. E in base alle caratteristiche delle acque reflue, all'unità di costruzione sono stati forniti suggerimenti professionali sulla disposizione della rete di drenaggio dello stabilimento per evitare intasamenti di grasso nelle tubazioni durante il funzionamento e risparmiare sui costi di costruzione, cosa che è stata approvata dall'unità di costruzione.
IV. Introduzione della tecnologia ambientale Guangbo:
Guangbo Environmental Technology è impegnata nel trattamento delle acque reflue di produzione aziendale e di varie acque reflue chimiche sin dalla sua fondazione nel 2009. Dalla progettazione dell'intero processo della stazione delle acque reflue, alla produzione di apparecchiature per le acque reflue, all'installazione e alla messa in servizio del processo di trattamento della stazione delle acque reflue. È una società globale di protezione ambientale. Disponiamo di tecnologie anaerobiche e aerobiche avanzate. Abbiamo centinaia di esperienza nella costruzione di stazioni di trattamento delle acque reflue industriali e progettiamo contratti generali per progetti di trattamento delle acque reflue in diversi settori. I casi di stazioni di trattamento delle acque reflue sono distribuiti in tutto il paese.
