دراسة حالة تطبيقية لتصريف مياه الصرف الصحي في شركات ذبح وتجهيز اللحوم النيئة في شنغهاي

تأسست شركة لتصنيع اللحوم في شنغهاي عام 2011، وتحديدًا في منطقة سونغجيانغ. تشمل أنشطتها التجارية أنشطة مرخصة مثل ذبح الخنازير، وتربية الدواجن والماشية، وتوزيع الأغذية، ونقل البضائع برًا (باستثناء المواد الخطرة). أما الشركة الأم، وهي شركة صناعية وتجارية مقرها شنغهاي أيضًا، وتقع في منطقة سونغجيانغ، فهي شركة خاصة تعمل بشكل أساسي في تربية الخنازير. وتشرف على أربع مزارع خنازير واسعة النطاق، تضم حاليًا حوالي 5000 أنثى خنزير للتكاثر، بطاقة إنتاجية سنوية تصل إلى 100000 خنزير جاهز للتسويق. إضافةً إلى ذلك، تتعاون الشركة مع 50 مزرعة بيئية تجمع بين زراعة المحاصيل وتربية الحيوانات.

تحتوي مياه الصرف الصحي الناتجة عن مسالخ الخنازير على تركيزات عالية من المواد العضوية والمغذيات. وإذا تم تصريفها دون معالجة، فإنها تشكل مخاطر جسيمة على النظم المائية والتربة وجودة الهواء والنظم البيئية بشكل عام. وفيما يلي أبرز الآثار البيئية:

1. تلوث المياه (النتيجة الأكثر مباشرة وخطورة)
تُعدّ مياه الصرف الصحي الناتجة عن المسالخ غنية بالملوثات العضوية والمغذيات. عند تصريفها مباشرةً في الأنهار أو البحيرات أو البرك، تتحلل المكونات العضوية - كالدم والدهون والبراز وبقايا الطعام - بفعل الكائنات الدقيقة، وهي عملية تستهلك كميات كبيرة من الأكسجين المذاب. يؤدي نقص الأكسجين المذاب إلى ظروف لاهوائية، مما ينتج عنه نفوق الكائنات المائية كالأسماك والروبيان بسبب نقص الأكسجين. كما يُنتج التحلل اللاهوائي غازات كريهة الرائحة - بما في ذلك كبريتيد الهيدروجين والأمونيا والمركابتانات - مما يُسبب تغير لون الماء وانبعاث روائح كريهة، ويجعله غير صالح للاستخدام لأي غرض.

تحتوي مياه الصرف الصحي أيضًا على مستويات مرتفعة من النيتروجين (N) والفوسفور (P). عند دخولها المسطحات المائية، تُحفز هذه العناصر الغذائية النمو المفرط للطحالب والعوالق النباتية، مما يؤدي إلى ازدهار الطحالب أو ظاهرة المد الأحمر. ويؤدي تحلل الطحالب الميتة لاحقًا إلى استنزاف الأكسجين، مما يُزعزع استقرار النظام البيئي المائي. وتتدهور جودة المياه الغنية بالمغذيات، فتصبح غير صالحة للشرب أو الري أو الاستخدام الصناعي.

علاوة على ذلك، قد تحمل مياه الصرف الصحي كائنات دقيقة ممرضة، بما في ذلك البكتيريا والفيروسات وبيض الطفيليات (مثل الإشريكية القولونية والسالمونيلا)، والتي مصدرها أمعاء الحيوانات وبرازها. ويمكن لهذه المسببات المرضية أن تنتشر عبر تدفق المياه، ملوثةً مصادر المياه في المصب، مما يزيد من خطر انتقال الأمراض الحيوانية المنشأ، ويعرض الصحة العامة للخطر.

2. تلوث التربة
إذا تم تصريف مياه الصرف الصحي مباشرةً على الأرض أو استخدامها للري، فقد تسد المواد الصلبة العالقة والدهون مسام التربة، مما يُخلّ ببنيتها، ويقلل نفاذيتها، ويعيق نمو الجذور. كما أن وجود المطهرات والمنظفات والمعادن الثقيلة (مثل النحاس والزنك) من علف الحيوانات قد يتراكم في التربة مع مرور الوقت، مما يُغير خصائصها الفيزيائية والكيميائية، ويُسبب تملحها أو تسممها، ويجعل الأرض غير صالحة للزراعة. ويمكن أن يؤدي فائض النيتروجين والفوسفور عن قدرة المحاصيل على امتصاصهما إلى تلف النباتات (حرق الأسمدة)، وقد يتسرب إلى المياه الجوفية، مما يُشكل مخاطر تلوث.

3. تلوث الهواء
في ظل الظروف اللاهوائية، ينتج عن تحلل مياه الصرف الصحي غازات سامة وضارة مثل كبريتيد الهيدروجين (H₂S، الذي يتميز برائحة البيض الفاسد)، والأمونيا (NH₃)، والأمينات، والمركابتانات. لا تقتصر هذه الانبعاثات على إحداث روائح مزعجة تؤثر على المجتمعات المجاورة فحسب، بل تشكل أيضًا مخاطر صحية؛ إذ أن التركيزات العالية من كبريتيد الهيدروجين سامة وقد تكون قاتلة. بالإضافة إلى ذلك، يُنتج غاز الميثان (CH₄)، وهو غاز دفيئة قوي ذو قدرة على إحداث الاحتباس الحراري تفوق قدرة ثاني أكسيد الكربون بأكثر من عشرين ضعفًا، أثناء عملية الهضم اللاهوائي، مما يساهم في تغير المناخ.

في الصين، تخضع عملية تصريف مياه الصرف الصحي من المسالخ لنظام تراخيص يشترط الالتزام بحدود الانبعاثات المسموح بها. يجب على المنشآت الالتزام التام بلوائح تراخيص تصريف الملوثات، واستيفاء متطلبات "معيار تصريف ملوثات المياه لصناعة تجهيز اللحوم" (GB 13457-92)، بالإضافة إلى أي معايير محلية سارية قد تكون أكثر صرامة.

يتم تقييم الامتثال لمعايير التصريف من خلال المراقبة المستمرة لخمسة معايير رئيسية: الطلب الكيميائي على الأكسجين (COD)، ونيتروجين الأمونيا (NH₃-N)، والفوسفور الكلي (TP)، والنيتروجين الكلي (TN)، ودرجة الحموضة (pH). وتُعد هذه المؤشرات بمثابة معايير تشغيلية لتقييم أداء عمليات معالجة مياه الصرف الصحي - بما في ذلك الترسيب، وفصل الزيوت، والمعالجة البيولوجية، وإزالة المغذيات، والتطهير - مما يتيح إجراء تعديلات في الوقت المناسب لضمان تصريف مياه الصرف الصحي بشكل مستقر ومتوافق مع المعايير.

- الطلب الكيميائي على الأكسجين (COD):يقيس الطلب الكيميائي للأكسجين (COD) إجمالي كمية المواد العضوية القابلة للأكسدة في الماء. تشير القيم المرتفعة للطلب الكيميائي للأكسجين إلى تلوث عضوي أكبر. عادةً ما تتراوح تركيزات الطلب الكيميائي للأكسجين في مياه الصرف الصحي الناتجة عن المسالخ، والتي تحتوي على الدم والدهون والبروتين والبراز، بين 2000 و8000 ملغم/لتر أو أكثر. يُعد رصد الطلب الكيميائي للأكسجين ضروريًا لتقييم كفاءة إزالة الحمل العضوي وضمان تشغيل نظام معالجة مياه الصرف الصحي بفعالية ضمن الحدود المقبولة بيئيًا.

- نيتروجين الأمونيا (NH₃-N): يعكس هذا المؤشر تركيز الأمونيا الحرة (NH₃) وأيونات الأمونيوم (NH₄⁺) في الماء. تستهلك عملية النترجة للأمونيا كميات كبيرة من الأكسجين المذاب، مما قد يؤدي إلى استنزافه. تُعد الأمونيا الحرة شديدة السمية للحياة المائية حتى بتراكيز منخفضة. إضافةً إلى ذلك، تُشكل الأمونيا مصدرًا غذائيًا لنمو الطحالب، مما يُساهم في ظاهرة التخثث. وتنتج الأمونيا عن تحلل البول والبراز والبروتينات في مياه الصرف الصحي للمسالخ. يضمن رصد تركيز الأمونيا (NH₃-N) الأداء السليم لعمليتي النترجة وإزالة النتروجين، ويُخفف من المخاطر البيئية والصحية.

- إجمالي النيتروجين (TN) وإجمالي الفوسفور (TP):يمثل النيتروجين الكلي (TN) مجموع جميع أشكال النيتروجين (الأمونيا، والنترات، والنتريت، والنيتروجين العضوي)، بينما يشمل الفوسفور الكلي (TP) جميع مركبات الفوسفور. وكلاهما من العوامل الرئيسية المسببة للتخثث. فعند تصريف هذه المخلفات الغنية بالنيتروجين والفوسفور في المسطحات المائية بطيئة الجريان، كالبحيرات والخزانات ومصبات الأنهار، فإنها تحفز نمو الطحالب بشكل هائل، تمامًا كما لو كانت تخصب المسطحات المائية، مما يؤدي إلى ازدهار الطحالب. وتفرض لوائح الصرف الصحي الحديثة قيودًا متزايدة الصرامة على تصريف النيتروجين الكلي والفوسفور الكلي. ويساعد رصد هذه المعايير على تقييم فعالية تقنيات إزالة المغذيات المتقدمة، ويسهم في منع تدهور النظام البيئي.

- قيمة الرقم الهيدروجيني:يشير الرقم الهيدروجيني (pH) إلى حموضة أو قلوية الماء. تعيش معظم الكائنات المائية ضمن نطاق ضيق من الرقم الهيدروجيني (عادةً 6-9). يمكن أن تُلحق المياه العادمة شديدة الحموضة أو القلوية ضرراً بالحياة المائية وتُخلّ بالتوازن البيئي. بالنسبة لمحطات معالجة مياه الصرف الصحي، يُعد الحفاظ على الرقم الهيدروجيني المناسب أمراً بالغ الأهمية لتحقيق الأداء الأمثل لعمليات المعالجة البيولوجية. يدعم الرصد المستمر للرقم الهيدروجيني استقرار العملية والامتثال للوائح التنظيمية.

قامت الشركة بتركيب أجهزة المراقبة الإلكترونية التالية من شركة Boqu Instruments عند منفذ التصريف الرئيسي الخاص بها:
- جهاز مراقبة الطلب الكيميائي على الأكسجين الأوتوماتيكي عبر الإنترنت CODG-3000
- جهاز مراقبة الأمونيا والنيتروجين الأوتوماتيكي عبر الإنترنت NHNG-3010
- جهاز تحليل الفوسفور الكلي الأوتوماتيكي عبر الإنترنت TPG-3030
- جهاز تحليل النيتروجين الكلي الأوتوماتيكي عبر الإنترنت TNG-3020
- جهاز تحليل الأس الهيدروجيني الأوتوماتيكي عبر الإنترنت PHG-2091

جهاز مراقبة الأمونيا والنيتروجين الأوتوماتيكي عبر الإنترنت

محلل النيتروجين والفوسفور الكلي عبر الإنترنت

تُمكّن هذه المحللات من رصد مستويات الطلب الكيميائي للأكسجين، والنيتروجين الأمونياكي، والفوسفور الكلي، والنيتروجين الكلي، ودرجة الحموضة في مياه الصرف الصحي بشكل فوري. تُسهّل هذه البيانات تقييم التلوث العضوي والمغذيات، وتقييم المخاطر البيئية والصحية العامة، واتخاذ قرارات مدروسة بشأن استراتيجيات المعالجة. علاوة على ذلك، فهي تُتيح تحسين عمليات المعالجة، ورفع كفاءتها، وخفض تكاليف التشغيل، وتقليل الأثر البيئي، والامتثال التام للوائح البيئية الوطنية والمحلية.