Tillämpningsfall av avloppsvattenutsläpp i Shanghais slakt- och bearbetningsföretag för rått kött

Ett köttbearbetningsföretag baserat i Shanghai grundades 2011 och är beläget i Songjiang-distriktet. Dess affärsverksamhet omfattar tillåtna aktiviteter såsom grisslakt, fjäderfä- och boskapsuppfödning, livsmedelsdistribution och vägtransporter (exklusive farligt material). Moderbolaget, ett Shanghai-baserat industri- och handelsföretag som också är beläget i Songjiang-distriktet, är ett privat företag som huvudsakligen bedriver svinuppfödning. Det övervakar fyra storskaliga grisgårdar och har för närvarande cirka 5 000 avelssuggor med en årlig produktionskapacitet på upp till 100 000 marknadsfärdiga grisar. Dessutom samarbetar företaget med 50 ekologiska gårdar som integrerar grödoodling och djurhållning.

Avloppsvatten som genereras från grisslakterier innehåller höga halter av organiskt material och näringsämnen. Om det släpps ut obehandlat utgör det betydande risker för vattensystem, jord, luftkvalitet och bredare ekosystem. De primära miljöpåverkan är följande:

1. Vattenföroreningar (den mest omedelbara och allvarliga konsekvensen)
Slakteriavloppsvatten är rikt på organiska föroreningar och näringsämnen. När det släpps ut direkt i floder, sjöar eller dammar bryts de organiska komponenterna – såsom blod, fett, avföring och matrester – ner av mikroorganismer, en process som förbrukar betydande mängder löst syre (DO). Utarmning av DO leder till anaeroba förhållanden, vilket resulterar i att vattenlevande organismer som fisk och räkor dör på grund av hypoxi. Anaerob nedbrytning producerar vidare illaluktande gaser – inklusive vätesulfid, ammoniak och merkaptaner – vilket orsakar missfärgning av vattnet och dålig lukt, vilket gör vattnet oanvändbart för något ändamål.

Avloppsvattnet innehåller också förhöjda halter av kväve (N) och fosfor (P). När dessa näringsämnen kommer in i vattendrag främjar de överdriven tillväxt av alger och fytoplankton, vilket leder till algblomning eller rödvatten. Efterföljande nedbrytning av döda alger utarmar ytterligare syre och destabiliserar det akvatiska ekosystemet. Eutrofiska vatten får försämrad kvalitet och blir olämpligt för dricksvatten, bevattning eller industriellt bruk.

Dessutom kan avloppsvattnet innehålla patogena mikroorganismer – inklusive bakterier, virus och parasitägg (t.ex. Escherichia coli och Salmonella) – som härrör från djurens tarmar och avföring. Dessa patogener kan spridas via vattenflödet, förorena nedströms vattenkällor, öka risken för överföring av zoonotiska sjukdomar och äventyra folkhälsan.

2. Jordföroreningar
Om avloppsvatten släpps ut direkt på mark eller används för bevattning kan suspenderade ämnen och fetter täppa till markporer, vilket stör markstrukturen, minskar permeabiliteten och försämrar rotutvecklingen. Närvaron av desinfektionsmedel, rengöringsmedel och tungmetaller (t.ex. koppar och zink) från djurfoder kan ackumuleras i jorden med tiden, vilket förändrar dess fysikalisk-kemiska egenskaper, orsakar salinisering eller toxicitet och gör marken olämplig för jordbruk. Överskott av kväve och fosfor utöver grödornas upptagskapacitet kan leda till växtskador ("gödselförbränning") och kan läcka ut i grundvattnet, vilket utgör en risk för kontaminering.

3. Luftföroreningar
Under anaeroba förhållanden genererar avloppsvattensnedbrytning skadliga och skadliga gaser såsom vätesulfid (H₂S, kännetecknat av lukten av ruttna ägg), ammoniak (NH₃), aminer och merkaptaner. Dessa utsläpp skapar inte bara obehagliga lukter som påverkar närliggande samhällen utan utgör också hälsorisker; höga koncentrationer av H₂S är giftiga och potentiellt dödliga. Dessutom produceras metan (CH₄), en potent växthusgas med en global uppvärmningspotential som är mer än tjugo gånger högre än koldioxid, under anaerob nedbrytning, vilket bidrar till klimatförändringar.

I Kina regleras utsläpp av slakterier av avloppsvatten enligt ett tillståndssystem som kräver att godkända utsläppsgränser följs. Anläggningar måste strikt följa bestämmelserna om utsläppstillstånd för föroreningar och uppfylla kraven i "Utsläppsstandard för vattenföroreningar för köttbearbetningsindustrin" (GB 13457-92), såväl som eventuella tillämpliga lokala standarder som kan vara strängare.

Överensstämmelse med utsläppsstandarder bedöms genom kontinuerlig övervakning av fem nyckelparametrar: kemisk syreförbrukning (COD), ammoniakkväve (NH₃-N), totalt fosfor (TP), totalt kväve (TN) och pH. Dessa indikatorer fungerar som operativa riktmärken för att utvärdera prestandan hos avloppsreningsprocesser – inklusive sedimentering, oljeseparation, biologisk behandling, näringsämnesborttagning och desinfektion – vilket möjliggör snabba justeringar för att säkerställa stabila och korrekta utsläpp av avloppsvatten.

- Kemisk syreförbrukning (COD):COD mäter den totala mängden oxiderbart organiskt material i vatten. Högre COD-värden indikerar större organisk förorening. Slakteriers avloppsvatten, som innehåller blod, fett, protein och avföring, uppvisar vanligtvis COD-koncentrationer från 2 000 till 8 000 mg/L eller högre. Övervakning av COD är avgörande för att bedöma effektiviteten i borttagningen av organiskt material och säkerställa att avloppsreningssystemet fungerar effektivt inom miljömässigt acceptabla gränser.

- Ammoniakkväve (NH₃-N): Denna parameter återspeglar koncentrationen av fri ammoniak (NH₃) och ammoniumjoner (NH₄⁺) i vatten. Nitrifikation av ammoniak förbrukar betydande mängder löst syre och kan leda till syrebrist. Fri ammoniak är mycket giftigt för vattenlevande organismer även vid låga koncentrationer. Dessutom fungerar ammoniak som en näringskälla för algtillväxt och bidrar till eutrofiering. Det härrör från nedbrytningen av urin, avföring och proteiner i slakteriernas avloppsvatten. Övervakning av NH₃-N säkerställer att nitrifikations- och denitrifikationsprocesserna fungerar korrekt och minskar ekologiska och hälsorisker.

- Totalt kväve (TN) och totalt fosfor (TP):TN representerar summan av alla kväveformer (ammoniak, nitrat, nitrit, organiskt kväve), medan TP inkluderar alla fosforföreningar. Båda är primära drivkrafter för övergödning. När kväve- och fosforrika avloppsvatten släpps ut i långsamt strömmande vattendrag som sjöar, reservoarer och flodmynningar stimulerar de explosiv algtillväxt – liknande gödsling av vattendrag – vilket leder till algblomning. Moderna avloppsvattenregleringar inför allt strängare gränser för TN- och TP-utsläpp. Övervakning av dessa parametrar utvärderar effektiviteten hos avancerad teknik för näringsborttagning och hjälper till att förhindra ekosystemförstöring.

- pH-värde:pH anger vattnets surhetsgrad eller alkalinitet. De flesta vattenlevande organismer överlever inom ett smalt pH-intervall (vanligtvis 6–9). Avloppsvatten som är alltför sura eller alkaliska kan skada vattenlevande organismer och störa den ekologiska balansen. För avloppsreningsverk är det avgörande att upprätthålla ett lämpligt pH-värde för optimal prestanda hos biologiska reningsprocesser. Kontinuerlig pH-övervakning stöder processstabilitet och regelefterlevnad.

Företaget har installerat följande onlineövervakningsinstrument från Boqu Instruments vid sitt huvudsakliga utlopp:
- CODG-3000 Online Automatisk Kemisk Syrebehovsmätare
- NHNG-3010 Ammoniakkväve Online Automatisk Monitor
- TPG-3030 Total Fosfor Online Automatisk Analysator
- TNG-3020 Total kväve online automatisk analysator
- PHG-2091 pH Online Automatisk Analysator

Ammoniak kväve online automatisk monitor

Total fosforkväve online automatisk analysator

Dessa analysatorer möjliggör realtidsövervakning av COD, ammoniakkväve, totalt fosfor, totalt kväve och pH-nivåer i avloppsvattnet. Dessa data underlättar bedömning av organiska och näringsmässiga föroreningar, utvärdering av miljö- och folkhälsorisker och välgrundade beslut om behandlingsstrategier. Dessutom möjliggör det optimering av behandlingsprocesser, förbättrad effektivitet, minskade driftskostnader, minimerad miljöpåverkan och konsekvent efterlevnad av nationella och lokala miljöföreskrifter.