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

В 2011 году в районе Сунцзян в Шанхае было основано мясоперерабатывающее предприятие, расположенное в этом районе. Его деятельность включает в себя разрешенные виды работ, такие как убой свиней, птицеводство и животноводство, дистрибуция продуктов питания и автомобильные грузоперевозки (за исключением опасных материалов). Головная компания, шанхайская промышленно-торговая компания, также расположенная в районе Сунцзян, является частным предприятием, занимающимся преимущественно свиноводством. Она управляет четырьмя крупными свинофермами, на которых в настоящее время содержится около 5000 свиноматок, а годовая производительность составляет до 100 000 готовых к продаже свиней. Кроме того, компания сотрудничает с 50 экологическими фермами, которые сочетают в себе растениеводство и животноводство.

Предприятия по убою и переработке сырого мяса

Сточные воды, образующиеся на свинобойнях, содержат высокие концентрации органических веществ и питательных элементов. При сбросе без очистки они представляют значительную опасность для водных экосистем, почвы, качества воздуха и экосистем в целом. Основные экологические последствия следующие:

1. Загрязнение воды (самое непосредственное и серьезное последствие)
Сточные воды скотобоен богаты органическими загрязнителями и питательными веществами. При непосредственном сбросе в реки, озера или пруды органические компоненты — такие как кровь, жир, фекалии и остатки пищи — разлагаются микроорганизмами, что потребляет значительное количество растворенного кислорода (ДО). Истощение ДО приводит к анаэробным условиям, вызывая гибель водных организмов, таких как рыба и креветки, из-за гипоксии. Анаэробное разложение также приводит к образованию неприятно пахнущих газов, включая сероводород, аммиак и меркаптаны, вызывая изменение цвета воды и неприятный запах, что делает воду непригодной для любых целей.

Сточные воды также содержат повышенный уровень азота (N) и фосфора (P). Попадая в водоемы, эти питательные вещества способствуют чрезмерному росту водорослей и фитопланктона, что приводит к цветению водорослей или «красным приливам». Последующее разложение отмерших водорослей еще больше истощает кислород, дестабилизируя водную экосистему. Эвтрофные воды ухудшают свое качество и становятся непригодными для питья, орошения или промышленного использования.

Кроме того, сточные воды могут содержать патогенные микроорганизмы, включая бактерии, вирусы и яйца паразитов (например, кишечную палочку и сальмонеллу), происходящие из кишечника и фекалий животных. Эти патогены могут распространяться с течением воды, загрязняя расположенные ниже по течению источники воды, увеличивая риск передачи зоонозных заболеваний и представляя угрозу для здоровья населения.

2. Загрязнение почвы
Если сточные воды сбрасываются непосредственно на землю или используются для орошения, взвешенные твердые частицы и жиры могут закупоривать почвенные поры, нарушая структуру почвы, снижая проницаемость и ухудшая развитие корней. Наличие дезинфицирующих средств, моющих средств и тяжелых металлов (например, меди и цинка) из кормов для животных может со временем накапливаться в почве, изменяя ее физико-химические свойства, вызывая засоление или токсичность и делая землю непригодной для сельского хозяйства. Избыток азота и фосфора, превышающий способность растений к усвоению, может привести к повреждению растений («ожог от удобрений») и может просачиваться в грунтовые воды, создавая риск загрязнения.

3. Загрязнение воздуха
В анаэробных условиях разложение сточных вод приводит к образованию токсичных и вредных газов, таких как сероводород (H₂S, характеризующийся запахом тухлых яиц), аммиак (NH₃), амины и меркаптаны. Эти выбросы не только создают неприятные запахи, затрагивающие близлежащие населенные 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 скотобоен регулируется системой разрешений, требующей соблюдения установленных предельных значений выбросов. Предприятия должны строго соблюдать правила выдачи разрешений на сброс загрязняющих веществ и соответствовать требованиям «Стандарта сброса загрязняющих веществ в воду для мясоперерабатывающей промышленности» (GB 13457-92), а также любым применимым местным стандартам, которые могут быть более строгими.

Соответствие стандартам сброса оценивается посредством непрерывного мониторинга пяти ключевых параметров: химического потребления кислорода (ХПК), аммонийного азота (NH₃-N), общего фосфора (TP), общего азота (TN) и pH. Эти показатели служат оперативными ориентирами для оценки эффективности процессов очистки сточных вод, включая седиментацию, отделение масла, биологическую очистку, удаление питательных веществ и дезинфекцию, что позволяет своевременно вносить корректировки для обеспечения стабильного и соответствующего стандартам сброса сточных вод.

- Химическое потребление кислорода (ХПК):ХПК (химическое потребление кислорода) измеряет общее количество окисляемых органических веществ в воде. Более высокие значения ХПК указывают на большее органическое загрязнение. Сточные воды скотобоен, содержащие кровь, жир, белок и фекалии, обычно имеют концентрацию ХПК от 2000 до 8000 мг/л или выше. Мониторинг ХПК необходим для оценки эффективности удаления органических веществ и обеспечения эффективной работы системы очистки сточных вод в пределах экологически допустимых 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 истощению. Свободный аммиак очень 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 и снижает экологические и медицинские риски.

- Общее содержание азота (TN) и общее содержание фосфора (TP):Общий азот (TN) представляет собой сумму всех форм азота (аммиак, нитрат, нитрит, органический азот), тогда как общий фосфор (TP) включает все соединения фосфора. Оба вещества являются основными факторами эвтрофикации. При сбросе в медленно текущие водоемы, такие как озера, водохранилища и эстуарии, богатые азотом и фосфором сточные воды стимулируют взрывной рост водорослей — подобно внесению удобрений в водоемы — что приводит к цветению водорослей. Современные правила регулирования сточных вод устанавливают все более строгие ограничения на сбросы TN и TP. Мониторинг этих параметров позволяет оценить эффективность передовых технологий удаления питательных веществ и помогает предотвратить деградацию экосистемы.

- Значение pH:Показатель 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 водной флоре и фауне и нарушить экологическое равновесие. Для очистных сооружений поддержание соответствующего уровня pH имеет решающее значение для оптимальной работы биологических процессов очистки. Непрерывный мониторинг pH обеспечивает стабильность процесса и соответствие нормативным требованиям.

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

Автоматический онлайн-монитор аммиачного азота

Автоматический онлайн-анализатор общего содержания фосфора и азота

Эти анализаторы позволяют осуществлять мониторинг в режиме реального времени уровней ХПК, аммиачного азота, общего фосфора, общего азота и pH в сточных водах. Эти данные облегчают оценку органического и питательного загрязнения, оценку рисков для окружающей среды и здоровья населения, а также принятие обоснованных решений относительно стратегий очистки. Кроме того, они позволяют оптимизировать процессы очистки, повысить эффективность, снизить эксплуатационные расходы, минимизировать воздействие на окружающую среду и обеспечить неукоснительное соблюдение национальных и местных природоохранных норм.