Пример применения сброса сточных вод на предприятиях по убою и переработке сырого мяса в Шанхае

Мясоперерабатывающая компания, основанная в Шанхае в 2011 году и расположенная в районе Сунцзян, занимается такими разрешенными видами деятельности, как убой свиней, разведение птицы и скота, дистрибуция продуктов питания и грузовые перевозки (за исключением опасных грузов). Головная компания, шанхайская производственно-торговая компания, также расположенная в районе Сунцзян, является частным предприятием, занимающимся преимущественно свиноводством. Компания управляет четырьмя крупными свинофермами, на которых в настоящее время содержится около 5000 свиноматок с годовой производительностью до 100 000 готовых к продаже свиней. Кроме того, компания сотрудничает с 50 экологическими фермами, которые сочетают растениеводство и животноводство.

Предприятия по убою и переработке сырого мяса

Сточные воды, образующиеся на свинобойнях, содержат высокую концентрацию органических веществ и питательных веществ. Сброс без очистки представляет значительную угрозу для водных систем, почвы, качества воздуха и экосистем в целом. Основные виды воздействия на окружающую среду:

1. Загрязнение воды (самое непосредственное и серьезное последствие)
Сточные воды скотобоен богаты органическими загрязнителями и питательными веществами. При прямом сбросе в реки, озера или пруды органические компоненты, такие как кровь, жир, фекалии и остатки пищи, разлагаются микроорганизмами, что потребляет значительное количество растворенного кислорода (РК). Снижение уровня РК приводит к возникновению анаэробных условий, что приводит к гибели водных организмов, таких как рыба и креветки, из-за гипоксии. Анаэробное разложение также приводит к образованию зловонных газов, включая сероводород, аммиак и меркаптаны, что приводит к изменению цвета воды и появлению неприятного запаха, делая её непригодной для использования в каких-либо целях.

Сточные воды также содержат повышенное количество азота (N) и фосфора (P). Попадая в водоёмы, эти питательные вещества способствуют чрезмерному росту водорослей и фитопланктона, что приводит к цветению воды и «красным приливам». Последующее разложение отмерших водорослей ещё больше снижает содержание кислорода, дестабилизируя водную экосистему. Качество эвтрофных вод ухудшается, и они становятся непригодными для питья, орошения или промышленного использования.

Более того, сточные воды могут содержать патогенные микроорганизмы, включая бактерии, вирусы и яйца паразитов (например, кишечную палочку и сальмонеллу), которые выделяются из кишечника и фекалий животных. Эти патогены могут распространяться через водоток, загрязняя расположенные ниже по течению водоисточники, увеличивая риск передачи зоонозных заболеваний и создавая угрозу здоровью населения.

2. Загрязнение почвы
Если сточные воды сбрасываются непосредственно на землю или используются для орошения, взвешенные частицы и жиры могут закупоривать почвенные поры, нарушая структуру почвы, снижая её проницаемость и затрудняя развитие корней. Дезинфицирующие средства, моющие средства и тяжёлые металлы (например, медь и цинк) из кормов для животных могут со временем накапливаться в почве, изменяя её физико-химические свойства, вызывая засоление или токсичность, делая землю непригодной для сельского хозяйства. Избыток азота и фосфора, превышающий способность растений усваивать воду, может привести к повреждению растений («ожог удобрениями») и может просачиваться в грунтовые воды, создавая риск загрязнения.

3. Загрязнение воздуха
В анаэробных условиях при разложении сточных вод образуются вредные и токсичные газы, такие как сероводород (H₂S, характеризующийся запахом тухлых яиц), аммиак (NH₃), амины и меркаптаны. Эти выбросы не только создают неприятные запахи, влияющие на близлежащие населённые пункты, но и представляют опасность для здоровья; высокие концентрации H₂S токсичны и потенциально смертельны. Кроме того, в процессе анаэробного сбраживания образуется метан (CH₄), мощный парниковый газ с потенциалом глобального потепления, более чем в двадцать раз превышающим потенциал углекислого газа, что способствует изменению климата.

анализатор химического потребления кислорода (ХПК)

В Китае сброс сточных вод со скотобоен регулируется системой разрешений, требующей соблюдения установленных лимитов выбросов. Предприятия должны строго соблюдать правила выдачи разрешений на сброс загрязняющих веществ и соответствовать требованиям «Стандарта сброса загрязняющих веществ в водные ресурсы мясоперерабатывающей промышленности» (GB 13457-92), а также любым применимым местным стандартам, которые могут быть более строгими.

Соблюдение нормативов сброса сточных вод оценивается посредством постоянного мониторинга пяти ключевых параметров: химического потребления кислорода (ХПК), аммиачного азота (NH₃-N), общего фосфора (ОФ), общего азота (ОА) и pH. Эти показатели служат эксплуатационными ориентирами для оценки эффективности процессов очистки сточных вод, включая осаждение, отделение нефтепродуктов, биологическую очистку, удаление биогенных веществ и дезинфекцию, что позволяет своевременно корректировать сброс сточных вод для обеспечения его стабильности и соответствия нормативам.

- Химическое потребление кислорода (ХПК):ХПК измеряет общее количество окисляемых органических веществ в воде. Более высокие значения ХПК указывают на более сильное органическое загрязнение. Сточные воды скотобоен, содержащие кровь, жир, белок и фекалии, обычно имеют концентрацию ХПК от 2000 до 8000 мг/л и выше. Мониторинг ХПК необходим для оценки эффективности удаления органических загрязнений и обеспечения эффективной работы системы очистки сточных вод в пределах экологически приемлемых норм.

- Аммиачный азот (NH₃-N): Этот параметр отражает концентрацию свободного аммиака (NH₃) и ионов аммония (NH₄⁺) в воде. Нитрификация аммиака потребляет значительное количество растворенного кислорода и может привести к его дефициту. Свободный аммиак чрезвычайно токсичен для водных организмов даже в низких концентрациях. Кроме того, аммиак служит источником питательных веществ для роста водорослей, способствуя эвтрофикации. Он образуется в результате разложения мочи, фекалий и белков в сточных водах скотобоен. Мониторинг NH₃-N обеспечивает надлежащее функционирование процессов нитрификации и денитрификации, а также снижает экологические и медицинские риски.

- Общий азот (TN) и общий фосфор (TP):TN представляет собой сумму всех форм азота (аммиак, нитраты, нитриты, органический азот), в то время как TP включает все соединения фосфора. Оба эти фактора являются основными причинами эвтрофикации. При сбросе в медленно текущие водоемы, такие как озера, водохранилища и эстуарии, сточные воды, богатые азотом и фосфором, стимулируют бурный рост водорослей, подобно удобрению водоемов, что приводит к цветению водорослей. Современные нормативы по очистке сточных вод устанавливают все более строгие ограничения на сбросы TN и TP. Мониторинг этих параметров позволяет оценить эффективность передовых технологий удаления питательных веществ и предотвратить деградацию экосистем.

- Значение pH:pH указывает на кислотность или щелочность воды. Большинство водных организмов выживают в узком диапазоне pH (обычно 6–9). Чрезмерно кислые или щелочные сточные воды могут нанести вред водным организмам и нарушить экологический баланс. Для очистных сооружений поддержание необходимого уровня pH критически важно для оптимальной эффективности процессов биологической очистки. Постоянный мониторинг pH обеспечивает стабильность процесса и соответствие нормативным требованиям.

Компания установила на своем главном выпускном отверстии следующие приборы онлайн-мониторинга от Boqu Instruments:
- CODG-3000 Онлайн-автоматический монитор химического потребления кислорода
- NHNG-3010 Онлайн-автоматический анализатор аммиачного азота
- TPG-3030 Автоматический онлайн-анализатор общего фосфора
- TNG-3020 Онлайн-автоматический анализатор общего азота
- Автоматический онлайн-анализатор pH PHG-2091

Автоматический онлайн-монитор аммиачного азота

Онлайн-автоматический анализатор общего фосфора и азота

Эти анализаторы позволяют в режиме реального времени контролировать уровни ХПК, аммиачного азота, общего фосфора, общего азота и pH в сточных водах. Эти данные облегчают оценку загрязнения органическими и биогенными веществами, оценку рисков для окружающей среды и здоровья населения, а также принятие обоснованных решений относительно стратегий очистки. Кроме того, это позволяет оптимизировать процессы очистки, повысить эффективность, снизить эксплуатационные расходы, минимизировать воздействие на окружающую среду и обеспечить постоянное соблюдение национальных и местных экологических норм.