טיפול בשפכי חלבון סויה

פתרון לטיפול בשפכים בייצור פולי סויה

גודל השוק העולמי של חלבון סויה צפוי להגיע לכ-15 מיליארד דולר בשנת 2025 והוא צפוי לגדול ל-25 מיליארד דולר עד 2030, עם קצב צמיחה שנתי מורכב (CAGR) של 7.5% במהלך תקופה זו.

שוק חלבוני הסויה העולמי חווה התרחבות מהירה המונעת על ידי שלושה גורמים: צריכה בריאה, חלופות מבוססות-צמחים ותמיכה במדיניות. בתור הקטגוריה הדומיננטית המהווה למעלה מ-50% מהחלבונים מהצומח, הצמיחה שלה נהנית מהפופולריות הגוברת של צמחונות ומהביקוש הגובר לתחליפי חלבון מן החי, כמו גם יישום מתמשך של חלבונים בעלי תפקוד גבוה (כגון תכונות מתחלבות וג'ל) בתעשיית המזון.

I. סקירה כללית של לקוחות לטיפול בשפכי חלבון סויה

בתהליך הייצור של חלבון סויה נוצרת כמות גדולה של שפכים אורגניים בריכוז גבוה, בעיקר משלב ההפרדה הצנטריפוגלית בתהליך "מיצוי אלקלי ומשקעים חומציים", המוכרים כמי מי גבינה. סוג זה של שפכים מכיל ריכוזים גבוהים של חלבונים, אוליגוסכרידים, COD (ביקוש חמצן כימי) ו-SS (Spended Solids). אם לא יטופל ויפרק ישירות, זה יגרום בקלות לאיאטרופיקה וריח של גוף המים, ולזהם את הסביבה בצורה רצינית.

ככל שתקנות הגנת הסביבה עבור תעשיית עיבוד המזון מחמירות במדינות שונות, מפעלי ייצור יתמודדו עם לחץ ציות עצום. לכן, בניית מערכת לטיהור שפכים יציבה ויעילה הפכה לצורך דחוף בענף.

הגנת הסביבה Jinan Guangbo התאימה תהליך מיוחד של "הפרדת נוזלים- יעילה + טיפול אנאירובי נגד-החמצה + פירוק ביולוגי אירובי + טיהור עמוק" כדי לטפל בבעיות של עמילן גבוה, חלבון גבוה, מוצקים מרחפים ויצירת קלקול קל ויצירת ריחות בשפכים של ייצור פולי סויה. בהסתמך על מפריד תלת-תלת-שלבי סתימה ומערכת בקרה חכמה-שפותח בעצמו, תהליך זה יכול לפרק ביעילות חומרים אורגניים-מולקולות גדולות ולשמור על זיהומים כגון שאריות סויה, תוך הימנעות מחסימת ציוד וסיכוני החמצת המערכת במקור. לתהליך זה יש גם עמידות חזקה לעומסי זעזועים, מתאים לתנודות המים והנפח של עיבוד פולי סויה לסירוגין, ומשלב תכניות של שחזור ביוגז וניצול משאבי חלבון. תחת הנחת היסוד של הבטחת תאימות יציבה לקולחים, היא מפחיתה משמעותית את עלויות התפעול והתחזוקה ומהווה כושר תחרותי מרכזי של "טיפול יעיל ויציב, יכולת הסתגלות חזקה ומיחזור משאבים וערך מוסף".

תמונות המציגות את ייצור חלבון סויה

II. טיפול בשפכי חלבון סויה

מקור מי שפכים

על פי זרימת תהליך הייצור, ניתן לסווג באופן שיטתי את מקורות שפכי חלבון סויה לקטגוריות הבאות:

1. מי סויה (או מי השריה): מי השפכים המיוצרים בתהליך הריכוך של פולי סויה, המכילים חנקן-לא מסיסים בחלבון- במים, אוליגוסכרידים (כגון סוכר זרעי כותנה, סוכר עצי מים), חומצות אורגניות, מינרלים וכמה חומרי פיגמנט.

2. שפכים משלבי מיצוי ומשקעים חומציים: בתהליך "מיצוי אלקלי ומשקעים חומציים" להפקת חלבון, השפכים הנוצרים במהלך התאמת ערך ה-pH למיצוי חלבונים ובהמשך משקעים חומציים להפרדת חלבונים מכילים שאריות אלקלי (NaOH), חומצה (HCl) וחומרים אורגניים מסיסים.

3. מי שפכי הפרדת נוזלים מוצקים: נוזל האם (הידוע גם בשם מי מי גבינה) לאחר הפרדה צנטריפוגלי או סינון לחץ של חלבון סויה, עשיר בחלבון מי גבינה לא ממוחזר, פוליסכרידים, חומצות שומן ומלחים אנאורגניים, והוא אחד התורמים העיקריים ל-COD ול-BOD.

4. מי ניקוי סדנאות וציוד: השפכים המשמשים לשטיפת ציוד ייצור, צינורות ומיכלים, המעורבים בשיורי חלבון, שמן וחומרי ניקוי, מוזרמים לסירוגין אך עם ריכוזי מזהמים גבוהים יחסית.

5. מי שטיפה קרקעית: השפכים הנוצרים מניקוי רצפת בית המלאכה, המכילים שאריות חומרי גלם מפוזרות, שריפת שעועית וחומרים מרחפים אחרים.

השוואה בין תמונות המציגות מים מזוהמים ותמונות המציגות מים מטופלים

III. זרימת תהליך לטיפול בשפכי חלבון סויה

בשל הריכוז הגבוה ביותר של מזהמים, תהליך טיפול בודד אינו מסוגל לעמוד בסטנדרטים באופן עקבי. לכן, נהוג לאמץ תהליך טיפול שיתופי רב-, המכסה שיטות פיזיקליות, כימיות וביולוגיות.

להלן תהליך טיפוסי לטיפול בשפכי חלבון סויה המבוסס על אוסף של מקרים הנדסיים מרובים וספרות טכנית:

1. יירוט סורגים: מי השפכים נכנסים תחילה לבאר הסורגים, שם רשת דקה מכנית (בגודל רשת של 3-4 מ"מ) לוכדת חלקיקים גדולים של מוצקים מרחפים וזיהומים צפים, ומגינה על המשאבות והציוד הבאים.

2. איסוף וויסות מים: מי השפכים לאחר הסורג זורמים למיכל האיסוף, שם נפח המים מותאם ומתאמת איכות המים; במקביל, ניתן להוסיף אוטומטית נוזל אלקליין (כגון NaOH) דרך מד pH מקוון כדי להתאים את ה-pH לטווח הנייטרלי (6-9), ולצמצם את ההשפעה על המערכת האנאירובית שלאחר מכן.

3. ניטרול וקרישה: מי השפכים המותאמים נכנסים למיכל הניטרול או למיכל הקרישה, שם מוסיפים PAC (פוליאלומיניום כלוריד) או PFC (פולימרי ברזל סולפט) לצורך קצף ראשוני, מה שגורם לכמה חומרים קולואידים להתערער ולהצטבר.

4. ציפה אווירית להסרת נפט ומוצקים מרחפים: באמצעות מכונת ציפה אוויר מומסת (DAF), מוסרים עוד יותר מוצקים מרחפים עדינים, שמן צמחי וכמה חומרים אורגניים המבוססים על חלבון-, ויוצרת בוצה שנפלטה למיכל הבוצה, והנוזל השקוף נכנס לשלב הבא.

5. הידרוליזה והחמצה: החומרים האורגניים הקשים-ל-לפירוק-המולקולות הגדולות (כגון חלבונים ופוליסכרידים) מתפרקים לחומצות אורגניות קטנות-מתפרקות בקלות, מה שמשפר את הפירוק הביולוגי של המים ומפחיתים את העומס התת-קרקעי יותר.

6. טיפול אנאירובי (UASB או GBIC): באמצעות מיטת בוצה בזרימה מעלה (UASB) או כור GBIC, בסביבה אנאירובית, חיידקי מתאן ממירים חומר אורגני לביוגז (CH₄), עם שיעור סילוק COD של מעל 85%, ומשיגים החזר אנרגיה.

7. טיפול אירובי (תהליך A/O): כניסה למערכת האנוקסית-האירובית (A/O):

החלק האנוקסי משתמש בחנקה בנוזל המעורב ברפלוקס לצורך ניטריפיקציה הפוכה לצורך דניטריפיקציה;

החלק האירובי מפרק ביסודיות שאריות חומר אורגני ומשלים ניטריפיקציה בשיטת בוצה פעילה, ומפחית באופן משמעותי COD, BOD וחנקן אמוניה.

ש

9. טיפול עמוק (סינון + חמצון):

מסנני מדיה רב-(כגון חול קוורץ ופחם פעיל) מסירים שאריות מוצקים מרחפים;

מיכלי חמצון כימיים מוסיפים חומרי חמצון (כגון אוזון, נתרן היפוכלוריט) כדי לפרק חומרים אורגניים קשים-לפירוק{{1}, מה שמבטיח את איכות הקולחים.

חיטוי ושחרור או שימוש חוזר: אם יש לעשות שימוש חוזר בשפכים הסופיים, עליהם לעבור חיטוי בשיטות אולטרה סגול או כלור-על מנת להרוג מיקרואורגניזמים פתוגניים, ולאחר מכן ניתן להשתמש בהם לשטיפת צמחים או אספקת מים לקירור.

ניתן לצייד בתרשים זרימה לטיפול בשפכים

שפכים תעשייתיים → סינון ומיזוג → קרישה וציפה → הידרוליזה והחמצה → טיפול ביוכימי אנאירובי → טיפול ביוכימי אירובי → טיפול מתקדם → פריקה או שימוש חוזר

IV. מקרה ספציפי של טיפול בשפכי חלבון סויה

פרויקט טיפול בשפכים של שאנדונג ננוונג ביוטכנולוגיה ושות', בע"מ.

שאנדונג נאנוונג ביוטכנולוגיה ושות' בע"מ היא חברה המייצרת עמילן תירס ועמילן בטטה. הוא פולט מדי יום 800 מטר מעוקב של שפכים בריכוז גבוה-, המכילים ריכוז גבוה של חלבונים, חומצות, NH3-N ומזהמים אחרים. כאיש תאגיד אחראי, מובילי החברה מייחסים חשיבות רבה לתכנון והקמה של התחנה לטיפול בשפכים על מנת להבטיח ששפכי הייצור אינם גורמים לזיהום גוף המים והסביבה, ועומדים בתקנים הארציים להזרמת שפכים.

מטעם Nanwang Bio, אני, מהנדס טכני מהמחלקה להגנת הסביבה וטיפול בשפכים של ג'ינאן גואנגבו להגנת הסביבה, שילבתי את ניסיוני בתכנון, התקנה והזמנת למעלה מעשרה פרויקטים לטיפול בשפכים בתעשיית העמילן, וכן את נתוני הטיפול בשפכים שסופקו על ידי הלקוחות, ובהתאם לעיקרון של "לקבלת טיפול מלא בלקוח" פרויקטים, התאימו את התהליך העיקרי לאמץ את התהליך העיקרי של "בורג מסתובב + מכונת הנפת אוויר + IC + A/O".

הבורג המסתובב ופונקציית הצפת האוויר יכולים להסיר ביעילות את המוצקים התלויים במים, וליצור תנאים למערכת הביוכימית הבאה. תהליך ה-IC יכול להסיר את רוב ה-COD במים, ותהליך ה-A/O יכול להפחית ביעילות את חנקן האמוניה.

חברת טיפול המים ג'ינאן גואנגבו להגנת הסביבה מקפידה על העיקרון של "בניית פרויקט והקמת אנדרטה חדשה". באמצעות תכנון של פרויקטים שונים לטיפול בשפכים, טכנולוגיות לטיפול בשפכים, מחזור וניצול מים מוחזרים, כמו גם התקשרות הנדסית של שפכים וביוב, על ידי יישום UASB תלת-מפרידי UASB, מכלים אנאירוביים IC וטכנולוגיות להגנת הסביבה של טיפול אירובי, היא משיגה שירות אחד{2} כולל תכנון ותכנון, התקנה והפעלה טכנית תמיכה.

כחברה מוסמכת לטיפול בשפכים, אנו מבטיחים: נבנה את הפרויקט ביושר, ונבנה פרויקט של יושרה. נתייחס לכל מי שבטח ועזר לנו בהכרת תודה! לגרום לך להיות מרוצה הוא גם המרדף הנצחי שלנו!