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

تأسست شركة لتجهيز اللحوم في شنغهاي عام ٢٠١١، وتقع في منطقة سونغجيانغ. تشمل أنشطتها التجارية أنشطةً مسموحًا بها، مثل ذبح الخنازير، وتربية الدواجن والماشية، وتوزيع الأغذية، ونقل البضائع برًا (باستثناء المواد الخطرة). أما الشركة الأم، وهي شركة صناعية وتجارية مقرها شنغهاي، وتقع أيضًا في منطقة سونغجيانغ، فهي شركة خاصة تعمل بشكل رئيسي في تربية الخنازير. وتشرف على أربع مزارع خنازير كبيرة، تضم حاليًا ما يقرب من ٥٠٠٠ أنثى خنازير تكاثر، بطاقة إنتاجية سنوية تصل إلى ١٠٠ ألف خنزير جاهز للتسويق. كما تتعاون الشركة مع ٥٠ 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 تُشكل مخاطر جسيمة على الأنظمة المائية والتربة وجودة الهواء والنظم البيئية الأوسع. وتتمثل الآثار البيئية الرئيسية فيما يلي:

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

تحتوي مياه الصرف الصحي أيضًا على مستويات مرتفعة من النيتروجين (N) والفوسفور (P). عند دخولها المسطحات المائية، تُعزز هذه العناصر الغذائية النمو المفرط للطحالب والعوالق النباتية، مما يؤدي إلى ازدهار الطحالب أو المد الأحمر. ويؤدي التحلل اللاحق للطحالب الميتة إلى استنزاف الأكسجين، مما يُزعزع استقرار النظام البيئي المائي. وتتدهور جودة المياه الغنية بالمغذيات وتصبح 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)، مصدرها أمعاء الحيوانات وبرازها. يمكن أن تنتشر هذه الكائنات الممرضة عبر تدفق المياه، ملوثةً مصادر المياه في المصب، مما يزيد من خطر انتقال الأمراض الحيوانية المنشأ، ويهدد الصحة العامة.

2. تلوث التربة
إذا تم تصريف مياه الصرف الصحي مباشرةً على الأرض أو استخدامها للري، فقد تسد المواد الصلبة العالقة والدهون مسام التربة، مما يُخل ببنيتها، ويُقلل من نفاذيتها، ويُعيق نمو الجذور. وقد تتراكم المطهرات والمنظفات والمعادن الثقيلة (مثل النحاس والزنك) من علف الحيوانات في التربة مع مرور الوقت، مما يُغير خصائصها الفيزيائية والكيميائية، ويُسبب التملح أو التسمم، ويجعل الأرض غير صالحة للزراعة. كما أن فائض النيتروجين والفوسفور الذي يتجاوز قدرة المحاصيل على الامتصاص قد يُسبب تلفًا للنباتات ("حرق الأسمدة")، وقد يتسرب إلى المياه الجوفية، مُشكلًا بذلك مخاطر التلوث.

3. تلوث الهواء
في ظل الظروف اللاهوائية، يُنتج تحلل مياه الصرف الصحي غازات ضارة وضارة، مثل كبريتيد الهيدروجين (H₂S، ذو رائحة تشبه رائحة البيض الفاسد)، والأمونيا (NH₃)، والأمينات، والمركابتانات. لا تقتصر هذه الانبعاثات على الروائح الكريهة التي تؤثر على المجتمعات المجاورة، بل تُشكل أيضًا مخاطر صحية؛ فالتركيزات العالية من H₂S سامة وقد تكون قاتلة. بالإضافة إلى ذلك، يُنتج غاز الميثان (CH₄)، وهو غاز دفيئة قوي ذو قدرة على الاحترار العالمي تفوق قدرة ثاني أكسيد الكربون بأكثر من عشرين ضعفًا، أثناء الهضم اللاهوائي، مما يُسهم في تغير المناخ.

في الصين، يُنظَّم تصريف مياه الصرف الصحي من المسالخ بموجب نظام تصاريح يتطلب الالتزام بحدود الانبعاثات المسموح بها. يجب على المنشآت الالتزام الصارم بلوائح تصاريح تصريف الملوثات، واستيفاء متطلبات "معيار تصريف ملوثات المياه لصناعة تجهيز اللحوم" (GB 13457-92)، بالإضافة إلى أي معايير محلية سارية قد تكون أكثر صرامة.

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

- الطلب الكيميائي للأكسجين (COD):يقيس الطلب الكيميائي للأكسجين (COD) إجمالي كمية المواد العضوية القابلة للأكسدة في الماء. تشير قيم الطلب الكيميائي للأكسجين (COD) المرتفعة إلى تلوث عضوي أكبر. عادةً ما تُظهر مياه الصرف الصحي للمسالخ، التي تحتوي على الدم والدهون والبروتين والبراز، تركيزات تتراوح بين 2000 و8000 ملغم/لتر أو أكثر. يُعدّ رصد الطلب الكيميائي للأكسجين (COD) أمرًا أساسيًا لتقييم كفاءة إزالة الحمولة العضوية وضمان عمل نظام معالجة مياه الصرف الصحي بفعالية ضمن الحدود المقبولة بيئيًا.

- نيتروجين الأمونيا (NH₃-N): يعكس هذا المعيار تركيز الأمونيا الحرة (NH₃) وأيونات الأمونيوم (NH₄⁺) في الماء. تستهلك عملية نترجة الأمونيا كمية كبيرة من الأكسجين المذاب، وقد تؤدي إلى نقص الأكسجين. تُعتبر الأمونيا الحرة شديدة السمية للكائنات المائية حتى في تركيزاتها المنخفضة. بالإضافة إلى ذلك، تُعدّ الأمونيا مصدرًا غذائيًا لنمو الطحالب، مما يُسهم في زيادة المغذيات. تنشأ هذه العملية من تحلل البول والبراز والبروتينات في مياه الصرف الصحي للمسالخ. يضمن رصد NH₃-N حسن سير عمليتي النترجة ونزع النترجة، ويُخفف من المخاطر البيئية والصحية.

- النيتروجين الكلي (TN) والفوسفور الكلي (TP):يمثل TN مجموع جميع أشكال النيتروجين (الأمونيا، النترات، النتريت، النيتروجين العضوي)، بينما يشمل TP جميع مركبات الفوسفور. وكلاهما يُعَدّان من العوامل الرئيسية المُحفِّزة لعملية التخثث. عند تصريفها في المسطحات المائية بطيئة الحركة، مثل البحيرات والخزانات المائية ومصبات الأنهار، تُحفِّز النفايات السائلة الغنية بالنيتروجين والفوسفور نموًا هائلًا للطحالب - يُشبه تسميد المسطحات المائية - مما يؤدي إلى ازدهار الطحالب. تفرض لوائح مياه الصرف الصحي الحديثة قيودًا صارمة بشكل متزايد على تصريفات TN وTP. يُقيِّم رصد هذه المعايير فعالية تقنيات إزالة المغذيات المتقدمة، ويُساعد على 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 ما يتراوح بين 6 و9). يمكن أن تُلحق المخلفات السائلة شديدة الحموضة أو القلوية الضرر بالحياة المائية وتُخل بالتوازن البيئي. بالنسبة لمحطات معالجة مياه الصرف الصحي، يُعد الحفاظ على الرقم الهيدروجيني المناسب أمرًا بالغ الأهمية لتحقيق الأداء الأمثل لعمليات المعالجة البيولوجية. تدعم المراقبة المستمرة للرقم الهيدروجيني استقرار العمليات والامتثال للوائح التنظيمية.

قامت الشركة بتثبيت أجهزة المراقبة عبر الإنترنت التالية من Boqu Instruments في منفذ التفريغ الرئيسي الخاص بها:
- جهاز CODG-3000 لمراقبة الطلب الكيميائي للأكسجين تلقائيًا عبر الإنترنت
- جهاز مراقبة النيتروجين الأمونيا 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 درجة الحموضة PHG-2091 التلقائي عبر الإنترنت

جهاز مراقبة النيتروجين الأمونيا التلقائي عبر الإنترنت

جهاز تحليل النيتروجين الفوسفوري الكلي التلقائي عبر الإنترنت

تتيح هذه المحللات الرصد الفوري لمستويات الطلب الكيميائي للأكسجين (COD)، ونيتروجين الأمونيا، والفوسفور الكلي، والنيتروجين الكلي، ودرجة الحموضة (pH) في النفايات السائلة. تُسهّل هذه البيانات تقييم التلوث العضوي والغذائي، وتقييم المخاطر البيئية ومخاطر الصحة العامة، واتخاذ قرارات مدروسة بشأن استراتيجيات المعالجة. علاوة على ذلك، تُمكّن من تحسين عمليات المعالجة، وتحسين الكفاءة، وخفض تكاليف التشغيل، وتقليل الأثر البيئي، والالتزام المستمر باللوائح البيئية الوطنية والمحلية.