Solución de tratamiento de agua con péptidos biológicos
El tamaño del mercado mundial de medicamentos bioproteicos fue de 62.800 millones de dólares estadounidenses en 2020 y se espera que aumente a 96.000 millones de dólares estadounidenses en 2025, con una tasa de crecimiento anual compuesta de aproximadamente el 8,8%. Este crecimiento está impulsado principalmente por los medicamentos peptídicos no insulínicos, cuya tasa de crecimiento en el mercado es mucho mayor que la de los productos tradicionales de insulina.
Además, los péptidos antimicrobianos, como rama importante de las bioproteínas, tienen un tamaño de mercado global de 2.416 millones de yuanes (aproximadamente 340 millones de dólares estadounidenses) en 2024 y se espera que crezcan a una tasa de crecimiento anual compuesta del 19,38%, alcanzando los 6.992 millones de yuanes (aproximadamente 980 millones de dólares estadounidenses) en 2030. Esto indica el alto potencial de crecimiento de productos peptídicos funcionales específicos.
I. Descripción general de los clientes para el tratamiento de aguas residuales con bioproteínas
Los productos bioproteicos se utilizan ampliamente en suplementos para la salud, alimentos funcionales, medicina y agricultura. Sus procesos de producción a menudo implican fermentación microbiana, extracción enzimática, secado por aspersión, etc. Estos procesos producen aguas residuales que contienen proteínas, péptidos, aminoácidos, disolventes orgánicos y nutrientes residuales, que tienen una alta concentración de materia orgánica (alta DQO), buena biodegradabilidad pero descarga intermitente y grandes fluctuaciones en la calidad del agua. Por lo tanto, se necesita un sistema de tratamiento de aguas residuales estable y eficiente para cumplir con los estándares de descarga de protección ambiental.
Imágenes de la producción de péptidos biológicos.
II. Tratamiento de aguas residuales bioproteicas
Fuente de aguas residuales
La fuente de las aguas residuales de bioproteínas está estrechamente relacionada con el proceso de producción de bioproteínas. Las bioproteínas generalmente se producen mediante medios de tecnología biológica, como la fermentación microbiana y la hidrólisis enzimática. Por tanto, las aguas residuales proceden principalmente de diversas etapas del proceso productivo. Las principales fuentes de aguas residuales bioproteicas son las siguientes:
1. Aguas residuales del proceso de fermentación: Durante el proceso de fermentación microbiana para la producción de bioproteínas se genera una gran cantidad de líquido de fermentación. Este líquido de fermentación contiene componentes no utilizados del medio de cultivo, metabolitos microbianos y el propio producto bioproteico. Además, las operaciones de limpieza y reposición de materiales durante el proceso de fermentación también producen una cierta cantidad de aguas residuales.
2. Aguas residuales de procesos de extracción y purificación: La extracción y purificación de bioproteínas del líquido de fermentación es una parte importante del proceso de producción. En este proceso, se utilizan diversos solventes, soluciones ácidas-base, etc. para la separación, precipitación, filtración, etc. Estas operaciones no solo producen aguas residuales que contienen bioproteínas, sino también aguas residuales que contienen solventes, ácidos, bases y otras sustancias químicas.
3. Aguas residuales de la limpieza de equipos y enjuague del sitio: Para garantizar la higiene del proceso de producción y el funcionamiento normal del equipo, se requiere limpieza y enjuague regular de los equipos de producción, tuberías y sitios de producción. Estas operaciones de limpieza y enjuague producen aguas residuales que contienen aceite, impurezas y una pequeña cantidad de bioproteínas residuales.
4. Aguas residuales domésticas: las empresas productoras de bioproteínas también generan aguas residuales domésticas de sus empleados. Si bien estas aguas residuales no están directamente relacionadas con el proceso productivo, también forman parte del tratamiento de aguas residuales de la empresa.
Comparación de fotografías que muestran agua contaminada y fotografías que muestran agua tratada
III. Flujo del proceso de tratamiento de aguas residuales con bioproteínas
Los péptidos biológicos (como el miopéptido y el péptido del pepino de mar) se preparan usando una gran cantidad de solventes orgánicos (como el etanol), lo que da como resultado aguas residuales orgánicas de alta-concentración con características como DQO alta (hasta 5 a 200 000 mg/L), pH ácido, relación B/C baja (aproximadamente 0,2) y biodegradabilidad deficiente. Pertenecen a aguas residuales químicas y farmacéuticas difíciles-de-degradar. Por lo tanto, es necesario diseñar un proceso de tratamiento colaborativo dirigido y multi-nivel. Flujo de proceso
1. Intercepción de rejilla: las aguas residuales ingresan primero al tanque de rejilla para eliminar grandes sustancias flotantes e impurezas en las aguas residuales de producción, evitando el bloqueo de equipos posteriores.
2. Tratamiento de separación de aceite: Para las aguas residuales de producción de biotopos que contienen materia de cerebro animal y materiales de cuero, se instala un tanque de separación de grasa para separar el aceite flotante, lo que reduce la carga en el sistema posterior.
3. Regulación de la calidad y cantidad del agua: debido a la descarga intermitente en la producción, la calidad y cantidad del agua fluctúan mucho. Debe ingresar al tanque regulador para su homogeneización y ecualización para garantizar la estabilidad del tratamiento posterior; Algunos sistemas también tienen dispositivos de enfriamiento y agitación para controlar la temperatura del agua.
4. Hidrólisis y acidificación: A través del tanque de hidrólisis y acidificación, se mejora la biodegradabilidad de las aguas residuales y las sustancias orgánicas de moléculas grandes-se descomponen en moléculas pequeñas, mejorando la relación B/C y creando las condiciones para el tratamiento aeróbico posterior.
5. Flotación/sedimentación por aire: utilizar máquinas de sedimentación por flotación por aire o procesos de sedimentación, agregando PAM (poliacrilamida) y otros productos químicos para eliminar sólidos suspendidos, coloides y algunas sustancias orgánicas difíciles-de-degradar, reduciendo la turbidez y la DQO.
6. Tratamiento con reactor anaeróbico de lecho de lodos de flujo ascendente (UASB): utilizar bacterias anaeróbicas eficientes para degradar materia orgánica de alta concentración-, generando metano y dióxido de carbono, reduciendo significativamente la carga de DQO; este proceso no requiere agitación, ahorra-energía y se adapta a cargas de choque.
7. Oxidación por contacto o tratamiento aeróbico SBR: Utilizando el método de oxidación por contacto o el proceso secuencial de lodos reactivos por lotes (SBR), en condiciones aeróbicas, la materia orgánica se degrada aún más por microorganismos aeróbicos, reduciendo la DBO y la DQO residual.
8. Purificación profunda del biorreactor de membrana (MBR): algunos proyectos de alto-estándar adoptan el proceso MBR, combinando el tratamiento biológico con la tecnología de separación de membrana, logrando una separación eficiente de sólidos-líquidos, una calidad estable del efluente y cumpliendo con los estándares de reutilización.
9. Tratamiento de desinfección: si es necesario reutilizar el efluente en la producción o descargarlo en cuerpos de agua sensibles, se agregan dispositivos de desinfección adicionales con luz ultravioleta o dióxido de cloro para matar los microorganismos patógenos.
Diagrama de flujo de tratamiento de aguas residuales
Aguas residuales de producción → Separación de aceite-agua → Tanque de regulación → Acidificación hidrolítica → Tratamiento bioquímico anaeróbico → Tratamiento bioquímico aeróbico → Tratamiento de desinfección → Descarga según estándar
IV. Estudios de casos específicos de tratamiento de aguas residuales con bioproteínas
Descripción general del proyecto:
Nombre del proyecto: Proyecto de estación de tratamiento de aguas residuales de producción de péptidos bioactivos
Volumen de aguas residuales: este proyecto es un proyecto de producción de péptidos biorreactivos con una producción anual de 600 toneladas. El volumen de aguas residuales es de 120 m3/d.
Condiciones de las aguas residuales: La DQOcr de las aguas residuales es de aproximadamente 6000 mg/L, NH3-N es de aproximadamente 50 mg/L y la cantidad de aceites animales y vegetales es de aproximadamente 10 000 mg/L. También contiene una gran cantidad de polvo de carbón activado y polvo de huesos de vaca, que es un agua residual orgánica de alta concentración, lo que dificulta el tratamiento.
Fuente de aguas residuales: La fuente de agua son las aguas residuales generadas a partir del proceso de producción de extracción de péptidos bioactivos utilizando la proteína de colágeno óseo producida al hervir huesos. Las aguas residuales provienen principalmente del agua de limpieza, agua de lavado y agua residual hirviendo del taller de trituración de huesos de vaca.
II. Introducción de aguas residuales empresariales:
Tai'ai Peptide es una empresa de alta-tecnología que integra la investigación, producción y venta de materias primas de péptidos de colágeno y alimentos funcionales. El proyecto de tratamiento de aguas residuales de Daqing Tai'ai Peptide Biotechnology, diseñado y construido por Jinan Guangbo Environmental Technology Co., Ltd., comenzó oficialmente su construcción el 8 de noviembre de 2017. El tratamiento bioquímico adopta tecnología anaeróbica UASB. Al adoptar el nuevo reactor UASB, se aplica una nueva tecnología de reacción UASB. Esta tecnología se basa en la práctica de la ingeniería y, mediante la digestión y absorción de tecnologías avanzadas nacionales y extranjeras, reforma e innova el reactor UASB tradicional y se aplica a grandes fábricas de almidón y fábricas biofarmacéuticas. El proceso es avanzado, el equipo tiene una gran capacidad de tratamiento de aguas residuales, bajo consumo de energía, bajos costos operativos y alta producción de gas.
III. Descripción general del proyecto:
Después de que los ingenieros de nuestra empresa realizaron-investigaciones en el sitio, comprendieron el proceso de producción y dominaron las características de las aguas residuales, basándose en los muchos años de experiencia en diseño, instalación y puesta en marcha de nuestra empresa, combinados con las necesidades reales de la unidad de construcción, se determinó adoptar el proceso de tratamiento de: separador de aceite + tanque de sedimentación + máquina de flotación de aire + UASB + MBR. Y de acuerdo con las características de las aguas residuales, se dieron sugerencias profesionales a la unidad de construcción sobre el diseño de la red de drenaje de la fábrica para evitar obstrucciones de grasa en las tuberías durante la operación y ahorrar costos de construcción, lo cual fue aprobado por la unidad de construcción.
IV. Introducción de la tecnología ambiental de Guangbo:
Guangbo Environmental Technology se ha dedicado al tratamiento de aguas residuales de producción empresarial y diversas aguas residuales químicas desde su creación en 2009. Desde el diseño del proceso general de la estación de aguas residuales, la producción de equipos de aguas residuales hasta la instalación y puesta en servicio del proceso de tratamiento de la estación de aguas residuales. Es una empresa de protección integral del medio ambiente. Contamos con tecnologías anaeróbicas y aeróbicas avanzadas. Tenemos experiencia en la construcción de cientos de estaciones de tratamiento de aguas residuales industriales y diseñamos contratos generales para proyectos de tratamiento de aguas residuales en múltiples industrias. Las cajas de estaciones de tratamiento de aguas residuales se encuentran distribuidas por todo el país.
