Jätevesipäästöjen soveltamisesimerkki Shanghain raakalihan teurastamoissa ja jalostusyrityksissä

Shanghaissa vuonna 2011 perustettu lihanjalostusyritys sijaitsee Songjiangin alueella. Sen liiketoimintaan kuuluvat sallitut toiminnot, kuten sikojen teurastus, siipikarjan ja karjankasvatus, elintarvikkeiden jakelu ja maantiekuljetukset (vaarallisia aineita lukuun ottamatta). Emoyhtiö, Shanghaissa toimiva teollisuus- ja kauppayhtiö, joka sijaitsee myös Songjiangin alueella, on yksityinen yritys, joka harjoittaa pääasiassa siankasvatusta. Se valvoo neljää suurta sikatilaa, joilla on tällä hetkellä noin 5 000 siitosemakkoa, joiden vuotuinen tuotantokapasiteetti on jopa 100 000 markkinakypsää sikaa. Lisäksi yritys tekee yhteistyötä 50 luomutilan kanssa, jotka yhdistävät viljelyn ja karjanhoidon.

Raakalihan teurastus- ja jalostusyritykset

Sikateurastamojen jätevedet sisältävät runsaasti orgaanista ainesta ja ravinteita. Jos ne päästetään käsittelemättöminä vesistöihin, ne aiheuttavat merkittäviä riskejä vesistöille, maaperälle, ilmanlaadulle ja laajemmille ekosysteemeille. Tärkeimmät ympäristövaikutukset ovat seuraavat:

1. Veden saastuminen (välittömin ja vakavin seuraus)
Teurastamon jätevesi on runsas orgaanisten epäpuhtauksien ja ravinteiden lähde. Kun orgaaniset komponentit – kuten veri, rasva, ulosteet ja ruokajäämät – päästetään suoraan jokiin, järviin tai lampiin, mikro-organismit hajottavat ne. Tämä prosessi kuluttaa huomattavia määriä liuennutta happea (DO). DO:n väheneminen johtaa anaerobisiin olosuhteisiin, mikä johtaa vesieliöiden, kuten kalojen ja katkarapujen, kuolemaan hypoksian vuoksi. Anaerobinen hajoaminen tuottaa edelleen pahanhajuisia kaasuja – kuten rikkivetyä, ammoniakkia ja merkaptaaneja – jotka aiheuttavat veden värjäytymistä ja epämiellyttäviä hajuja, tehden vedestä käyttökelvottoman mihinkään tarkoitukseen.

Jätevedessä on myös runsaasti typpeä (N) ja fosforia (P). Vesistöihin päästyään nämä ravinteet edistävät levien ja kasviplanktonin liiallista kasvua, mikä johtaa leväkukintoihin tai punaisiin vuorovesiin. Kuolleiden levien hajoaminen kuluttaa edelleen happea ja horjuttaa vesiekosysteemiä. Rehevöityneiden vesien laatu heikkenee ja niistä tulee sopimattomia juoma-, keinokasteluun tai teolliseen käyttöön.

Lisäksi jätevedessä voi olla patogeenisiä mikro-organismeja, kuten bakteereja, viruksia ja loisten munia (esim. Escherichia coli ja Salmonella), jotka ovat peräisin eläinten suolistosta ja ulosteista. Nämä taudinaiheuttajat voivat levitä veden virtauksen mukana, saastuttaa alajuoksun vesistöjä, lisätä zoonoosien leviämisriskiä ja vaarantaa kansanterveyttä.

2. Maaperän saastuminen
Jos jätevettä johdetaan suoraan maahan tai sitä käytetään kasteluun, suspendoituneet kiinteät aineet ja rasvat voivat tukkia maaperän huokoset, häiritä maaperän rakennetta, vähentää läpäisevyyttä ja heikentää juurien kehitystä. Desinfiointiaineet, pesuaineet ja raskasmetallit (esim. kupari ja sinkki) eläinten rehuista voivat ajan myötä kertyä maaperään, muuttaa sen fysikaalis-kemiallisia ominaisuuksia, aiheuttaa suolaantumista tai myrkyllisyyttä ja tehdä maasta sopimattoman maataloudelle. Liiallinen typpi ja fosfori, joka ylittää viljelykasvien ottokyvyn, voi johtaa kasvien vaurioitumiseen ("lannoitteiden palaminen") ja voi huuhtoutua pohjaveteen aiheuttaen saastumisriskin.

3. Ilmansaasteet
Anaerobisissa olosuhteissa jäteveden hajoaminen tuottaa myrkyllisiä ja vaarallisia kaasuja, kuten rikkivetyä (H₂S, jolle on ominaista mädän kananmunan haju), ammoniakkia (NH₃), amiineja ja merkaptaaneja. Nämä päästöt eivät ainoastaan aiheuta lähiyhteisöihin vaikuttavia epämiellyttäviä hajuja, vaan ne aiheuttavat myös terveysriskejä. Suuret H₂S-pitoisuudet ovat myrkyllisiä ja mahdollisesti tappavia. Lisäksi anaerobisen mädätyksen aikana syntyy metaania (CH₄), voimakasta kasvihuonekaasua, jonka lämmitysvaikutus on yli kaksikymmentä kertaa suurempi kuin hiilidioksidin, mikä osaltaan kiihdyttää ilmastonmuutosta.

kemiallisen hapenkulutuksen (COD) analysaattori

Kiinassa teurastamon jätevesipäästöjä säännellään lupamenettelyllä, joka edellyttää sallittujen päästörajojen noudattamista. Laitosten on noudatettava tiukasti epäpuhtauksien päästölupamääräyksiä ja täytettävä "Meat Processing Industry Water Pollutants Release Standard" (GB 13457-92) -standardin vaatimukset sekä mahdolliset tiukemmat paikalliset standardit.

Päästöstandardien noudattamista arvioidaan seuraamalla jatkuvasti viittä keskeistä parametria: kemiallista hapenkulutusta (COD), ammoniumtyppeä (NH₃-N), kokonaisfosforia (TP), kokonaistyppeä (TN) ja pH:ta. Näitä indikaattoreita käytetään toiminnallisina vertailuarvoina jätevedenpuhdistusprosessien – mukaan lukien sedimentaatio, öljynerotus, biologinen käsittely, ravinteiden poisto ja desinfiointi – suorituskyvyn arvioinnissa, mikä mahdollistaa oikea-aikaiset muutokset vakaan ja vaatimustenmukaisen jätevesipäästön varmistamiseksi.

- Kemiallinen hapenkulutus (COD):KOK mittaa hapettuvan orgaanisen aineksen kokonaismäärää vedessä. Korkeammat KOK-arvot osoittavat suurempaa orgaanista saastumista. Teurastamojen jätevedet, jotka sisältävät verta, rasvaa, proteiinia ja ulosteita, osoittavat tyypillisesti KOK-pitoisuuksia 2 000–8 000 mg/l tai enemmän. KOK-pitoisuuden seuranta on välttämätöntä orgaanisen kuormituksen poiston tehokkuuden arvioimiseksi ja sen varmistamiseksi, että jätevedenkäsittelyjärjestelmä toimii tehokkaasti ympäristön kannalta hyväksyttävien rajojen sisällä.

- Ammoniakkityppi (NH₃-N): Tämä parametri heijastaa vapaan ammoniakin (NH₃) ja ammoniumionien (NH₄⁺) pitoisuuksia vedessä. Ammoniakin nitrifikaatio kuluttaa merkittävästi liuennutta happea ja voi johtaa hapen menetykseen. Vapaa ammoniakki on erittäin myrkyllistä vesieliöille jo pieninä pitoisuuksina. Lisäksi ammoniakki toimii levien kasvun ravinteiden lähteenä ja edistää rehevöitymistä. Se on peräisin teurastamojen jätevesien virtsan, ulosteiden ja proteiinien hajoamisesta. NH₃-N:n seuranta varmistaa nitrifikaatio- ja denitrifikaatioprosessien moitteettoman toiminnan ja lieventää ekologisia ja terveysriskejä.

- Kokonaistyppi (TN) ja kokonaisfosfori (TP):TN edustaa kaikkien typpimuotojen (ammoniakki, nitraatti, nitriitti, orgaaninen typpi) summaa, kun taas TP sisältää kaikki fosforiyhdisteet. Molemmat ovat rehevöitymisen ensisijaisia ajureita. Kun typpi- ja fosforipitoiset jätevedet päästetään hitaasti virtaaviin vesistöihin, kuten järviin, tekoaltaisiin ja jokisuistoihin, ne stimuloivat räjähdysmäistä levien kasvua – samalla tavalla kuin vesistöjen lannoittaminen – mikä johtaa leväkukintoihin. Nykyaikaiset jätevesisäännökset asettavat yhä tiukempia rajoituksia TN- ja TP-päästöille. Näiden parametrien seurannalla arvioidaan edistyneiden ravinnenpoistotekniikoiden tehokkuutta ja autetaan estämään ekosysteemien heikkenemistä.

- pH-arvo:pH osoittaa veden happamuutta tai emäksisyyttä. Useimmat vesieliöt selviytyvät kapealla pH-alueella (tyypillisesti 6–9). Liian happamat tai emäksiset jätevedet voivat vahingoittaa vesieliöstöä ja häiritä ekologista tasapainoa. Jätevedenpuhdistamoille sopivan pH:n ylläpitäminen on kriittistä biologisten käsittelyprosessien optimaalisen suorituskyvyn kannalta. Jatkuva pH:n seuranta tukee prosessin vakautta ja määräysten noudattamista.

Yritys on asentanut seuraavat Boqu Instrumentsin online-valvontalaitteet pääpurkuaukkoonsa:
- CODG-3000 Online-automaattinen kemiallisen hapenkulutuksen monitori
- NHNG-3010 Ammoniakkitypen online-automaattinen monitori
- TPG-3030 Kokonaisfosforin online-automaattinen analysaattori
- TNG-3020 Kokonaistypen online-automaattinen analysaattori
- PHG-2091 pH-automaattinen online-analysaattori

Ammoniakkitypen online-automaattinen monitori

Kokonaisfosforin ja typen online-automaattinen analysaattori

Nämä analysaattorit mahdollistavat jäteveden kemiallisen hapenkulutuksen (COD), ammoniumtypen, kokonaisfosforin, kokonaistypen ja pH-tasojen reaaliaikaisen seurannan. Nämä tiedot helpottavat orgaanisen ja ravinneperäisen saastumisen arviointia, ympäristö- ja kansanterveysriskien arviointia sekä tietoon perustuvaa päätöksentekoa käsittelystrategioista. Lisäksi ne mahdollistavat käsittelyprosessien optimoinnin, tehokkuuden parantamisen, käyttökustannusten alentamisen, ympäristövaikutusten minimoinnin ja kansallisten ja paikallisten ympäristömääräysten johdonmukaisen noudattamisen.