Případová studie vypouštění odpadních vod v šanghajských podnicích na porážku a zpracování syrového masa

Společnost na zpracování masa se sídlem v Šanghaji byla založena v roce 2011 a nachází se v okrese Songjiang. Její obchodní činnost zahrnuje povolené činnosti, jako je porážka prasat, chov drůbeže a hospodářských zvířat, distribuce potravin a silniční nákladní doprava (s výjimkou nebezpečných materiálů). Mateřská společnost, průmyslová a obchodní společnost se sídlem v Šanghaji, rovněž sídlící v okrese Songjiang, je soukromý podnik zabývající se primárně chovem prasat. Dohlíží na čtyři velké farmy na chov prasat, které v současné době chovají přibližně 5 000 plemenných prasnic s roční produkční kapacitou až 100 000 prasat připravených k prodeji. Společnost dále spolupracuje s 50 ekologickými farmami, které integrují pěstování plodin a chov zvířat.

Podniky na porážku a zpracování syrového masa

Odpadní voda z jatek prasat obsahuje vysoké koncentrace organické hmoty a živin. Pokud je vypouštěna nečištěná, představuje značné riziko pro vodní systémy, půdu, kvalitu ovzduší a širší ekosystémy. Hlavní dopady na životní prostředí jsou následující:

1. Znečištění vody (nejbezprostřednější a nejzávažnější důsledek)
Odpadní vody z jatek jsou bohaté na organické polutanty a živiny. Při přímém vypuštění do řek, jezer nebo rybníků jsou organické složky – jako je krev, tuk, výkaly a zbytky potravin – rozkládány mikroorganismy, což je proces, který spotřebovává značné množství rozpuštěného kyslíku (DO). Vyčerpání DO vede k anaerobním podmínkám, které vedou k úhynu vodních organismů, jako jsou ryby a krevety, v důsledku hypoxie. Anaerobní rozklad dále produkuje zapáchající plyny – včetně sirovodíku, amoniaku a merkaptanů – které způsobují změnu barvy vody a nepříjemný zápach, čímž se voda činí nepoužitelnou pro jakýkoli účel.

Odpadní voda také obsahuje zvýšené hladiny dusíku (N) a fosforu (P). Po vstupu do vodních útvarů tyto živiny podporují nadměrný růst řas a fytoplanktonu, což vede k jejich kvetení neboli rudému přílivu. Následný rozklad odumřelých řas dále snižuje zásoby kyslíku a destabilizuje vodní ekosystém. Eutrofní vody se zhoršují a stávají se nevhodnými pro pití, zavlažování ani průmyslové využití.

Odpadní voda může navíc obsahovat patogenní mikroorganismy – včetně bakterií, virů a vajíček parazitů (např. Escherichia coli a Salmonella) – pocházející ze zvířecích střev a výkalů. Tyto patogeny se mohou šířit prouděním vody, kontaminovat vodní zdroje po proudu, zvyšovat riziko přenosu zoonotických onemocnění a ohrožovat veřejné zdraví.

2. Znečištění půdy
Pokud je odpadní voda vypouštěna přímo na pozemek nebo se používá k zavlažování, mohou suspendované látky a tuky ucpávat půdní póry, narušovat strukturu půdy, snižovat propustnost a zhoršovat vývoj kořenů. Přítomnost dezinfekčních prostředků, čisticích prostředků a těžkých kovů (např. mědi a zinku) z krmiv pro zvířata se může časem hromadit v půdě, měnit její fyzikálně-chemické vlastnosti, způsobovat zasolování nebo toxicitu a činit půdu nevhodnou pro zemědělství. Nadbytek dusíku a fosforu nad rámec absorpční kapacity plodin může vést k poškození rostlin („spálení hnojivem“) a může se vyplavovat do podzemních vod, což představuje riziko kontaminace.

3. Znečištění ovzduší
Za anaerobních podmínek rozklad odpadních vod vytváří škodlivé a nebezpečné plyny, jako je sirovodík (H₂S, charakterizovaný zápachem zkažených vajec), amoniak (NH₃), aminy a merkaptany. Tyto emise nejen vytvářejí nepříjemné pachy, které ovlivňují okolní komunity, ale také představují zdravotní rizika; vysoké koncentrace H₂S jsou toxické a potenciálně smrtelné. Během anaerobního rozkladu navíc vzniká metan (CH₄), silný skleníkový plyn s potenciálem globálního oteplování více než dvacetkrát větším než oxid uhličitý, který přispívá ke změně klimatu.

analyzátor chemické spotřeby kyslíku (CHSK)

V Číně je vypouštění odpadních vod z jatek regulováno systémem povolení, který vyžaduje dodržování autorizovaných emisních limitů. Zařízení musí přísně dodržovat předpisy pro povolení k vypouštění znečišťujících látek a splňovat požadavky „Normy pro vypouštění látek znečišťujících vodu pro masný průmysl“ (GB 13457-92), jakož i veškeré platné místní normy, které mohou být přísnější.

Dodržování norem pro vypouštění odpadních vod se posuzuje průběžným monitorováním pěti klíčových parametrů: chemické spotřeby kyslíku (CHSK), amoniakového dusíku (NH₃-N), celkového fosforu (TP), celkového dusíku (TN) a pH. Tyto ukazatele slouží jako provozní kritéria pro hodnocení výkonnosti procesů čištění odpadních vod – včetně sedimentace, oddělování olejů, biologického čištění, odstraňování živin a dezinfekce – což umožňuje včasné úpravy k zajištění stabilního a vyhovujícího vypouštění odpadních vod.

- Chemická spotřeba kyslíku (CHSK):CHSK měří celkové množství oxidovatelné organické hmoty ve vodě. Vyšší hodnoty CHSK naznačují větší organické znečištění. Odpadní vody z jatek, které obsahují krev, tuk, bílkoviny a stolici, obvykle vykazují koncentrace CHSK v rozmezí od 2 000 do 8 000 mg/l nebo vyšší. Monitorování CHSK je nezbytné pro posouzení účinnosti odstraňování organické zátěže a zajištění efektivního fungování systému čištění odpadních vod v rámci environmentálně přijatelných limitů.

- Amoniakální dusík (NH₃-N): Tento parametr odráží koncentraci volného amoniaku (NH₃) a amonných iontů (NH₄⁺) ve vodě. Nitrifikace amoniaku spotřebovává značné množství rozpuštěného kyslíku a může vést k jeho vyčerpání. Volný amoniak je vysoce toxický pro vodní organismy i v nízkých koncentracích. Amoniak navíc slouží jako zdroj živin pro růst řas a přispívá k eutrofizaci. Vzniká rozkladem moči, výkalů a bílkovin v odpadních vodách z jatek. Monitorování NH₃-N zajišťuje správné fungování procesů nitrifikace a denitrifikace a zmírňuje ekologická a zdravotní rizika.

- Celkový dusík (TN) a celkový fosfor (TP):TN představuje součet všech forem dusíku (amoniak, dusičnany, dusitany, organický dusík), zatímco TP zahrnuje všechny sloučeniny fosforu. Obě jsou primárními faktory eutrofizace. Při vypouštění do pomalu tekoucích vodních útvarů, jako jsou jezera, nádrže a ústí řek, stimulují odpadní vody bohaté na dusík a fosfor explozivní růst řas – podobný hnojení vodních útvarů – což vede k jejich kvetení. Moderní předpisy pro odpadní vody ukládají stále přísnější limity pro vypouštění TN a TP. Monitorování těchto parametrů hodnotí účinnost pokročilých technologií odstraňování živin a pomáhá předcházet degradaci ekosystémů.

- Hodnota pH:pH udává kyselost nebo zásaditost vody. Většina vodních organismů přežívá v úzkém rozmezí pH (obvykle 6–9). Nadměrně kyselé nebo zásadité odpadní vody mohou poškodit vodní organismy a narušit ekologickou rovnováhu. Pro čistírny odpadních vod je udržování vhodného pH zásadní pro optimální výkon biologických čistíren. Neustálé monitorování pH podporuje stabilitu procesu a dodržování předpisů.

Společnost na svém hlavním výpustném otvoru nainstalovala následující online monitorovací přístroje od společnosti Boqu Instruments:
- CODG-3000 Online automatický monitor chemické spotřeby kyslíku
- NHNG-3010 Online automatický monitor amoniakového dusíku
- TPG-3030 Online automatický analyzátor celkového fosforu
- TNG-3020 Online automatický analyzátor celkového dusíku
- PHG-2091 online automatický analyzátor pH

Online automatický monitor amoniakového dusíku

Online automatický analyzátor celkového fosforu a dusíku

Tyto analyzátory umožňují monitorování CHSK, amoniakového dusíku, celkového fosforu, celkového dusíku a pH v odpadní vodě v reálném čase. Tato data usnadňují posouzení organického a živinového znečištění, vyhodnocení rizik pro životní prostředí a veřejné zdraví a informované rozhodování o strategiích čištění. Dále umožňují optimalizaci procesů čištění, zvýšení efektivity, snížení provozních nákladů, minimalizaci dopadu na životní prostředí a důsledné dodržování národních a místních environmentálních předpisů.