กรณีศึกษาการประยุกต์ใช้การปล่อยน้ำเสียในโรงงานฆ่าและแปรรูปเนื้อดิบของเซี่ยงไฮ้

บริษัทแปรรูปเนื้อสัตว์แห่งหนึ่งตั้งอยู่ที่เซี่ยงไฮ้ ก่อตั้งขึ้นในปี พ.ศ. 2554 และตั้งอยู่ในเขตซ่งเจียง ดำเนินธุรกิจครอบคลุมกิจกรรมที่ได้รับอนุญาต เช่น การฆ่าสุกร การเพาะพันธุ์สัตว์ปีกและปศุสัตว์ การจัดจำหน่ายอาหาร และการขนส่งสินค้าทางถนน (ไม่รวมวัตถุอันตราย) บริษัทแม่ซึ่งเป็นบริษัทอุตสาหกรรมและการค้าในเซี่ยงไฮ้ ตั้งอยู่ในเขตซ่งเจียงเช่นกัน เป็นองค์กรเอกชนที่ดำเนินธุรกิจฟาร์มสุกรเป็นหลัก บริษัทดูแลฟาร์มสุกรขนาดใหญ่สี่แห่ง ปัจจุบันมีแม่สุกรแม่พันธุ์ประมาณ 5,000 ตัว และมีกำลังการผลิตสุกรที่พร้อมจำหน่ายต่อปีสูงถึง 100,000 ตัว นอกจากนี้ บริษัทยังร่วมมือกับฟาร์มเชิงนิเวศ 50 แห่งที่ผสมผสานการเพาะปลูกพืชผลและการเลี้ยงสัตว์เข้าด้วยกัน

น้ำเสียที่เกิดจากโรงฆ่าสุกรมีปริมาณสารอินทรีย์และสารอาหารสูง หากปล่อยทิ้งโดยไม่ได้รับการบำบัด จะก่อให้เกิดความเสี่ยงอย่างมากต่อระบบน้ำ ดิน คุณภาพอากาศ และระบบนิเวศโดยรวม ผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมเบื้องต้นมีดังนี้

1. มลพิษทางน้ำ (ผลกระทบที่ร้ายแรงและเร่งด่วนที่สุด)
น้ำทิ้งจากโรงฆ่าสัตว์อุดมไปด้วยสารมลพิษอินทรีย์และสารอาหาร เมื่อปล่อยลงสู่แม่น้ำ ทะเลสาบ หรือบ่อน้ำโดยตรง ส่วนประกอบอินทรีย์ต่างๆ เช่น เลือด ไขมัน อุจจาระ และเศษอาหาร จะถูกย่อยสลายโดยจุลินทรีย์ ซึ่งเป็นกระบวนการที่ต้องใช้ออกซิเจนละลาย (DO) ในปริมาณมาก การขาดออกซิเจนนำไปสู่สภาวะไร้อากาศ ส่งผลให้สิ่งมีชีวิตในน้ำ เช่น ปลาและกุ้งตายเนื่องจากภาวะขาดออกซิเจน นอกจากนี้ การย่อยสลายแบบไร้อากาศยังก่อให้เกิดก๊าซที่มีกลิ่นเหม็น ได้แก่ ไฮโดรเจนซัลไฟด์ แอมโมเนีย และเมอร์แคปแทน ซึ่งส่งผลให้น้ำเปลี่ยนสีและมีกลิ่นเหม็น ทำให้ไม่สามารถนำไปใช้ประโยชน์ใดๆ ได้

น้ำเสียยังมีระดับไนโตรเจน (N) และฟอสฟอรัส (P) สูง เมื่อเข้าสู่แหล่งน้ำ สารอาหารเหล่านี้จะกระตุ้นให้สาหร่ายและแพลงก์ตอนพืชเติบโตมากเกินไป นำไปสู่ภาวะสาหร่ายบาน (algal bloom) หรือภาวะน้ำขึ้นน้ำลง การย่อยสลายของสาหร่ายที่ตายแล้วจะยิ่งทำให้ออกซิเจนลดลง ส่งผลให้ระบบนิเวศทางน้ำไม่เสถียร น้ำที่มียูโทรฟิก (eutrophic water) มีคุณภาพเสื่อมโทรมลง ไม่เหมาะสมสำหรับการดื่ม การชลประทาน หรือการใช้ในอุตสาหกรรม

ยิ่งไปกว่านั้น น้ำทิ้งอาจปนเปื้อนจุลินทรีย์ก่อโรค ได้แก่ แบคทีเรีย ไวรัส และไข่พยาธิ (เช่น Escherichia coli และ Salmonella) ซึ่งมีต้นกำเนิดจากลำไส้และอุจจาระของสัตว์ เชื้อโรคเหล่านี้สามารถแพร่กระจายผ่านกระแสน้ำ ปนเปื้อนแหล่งน้ำที่อยู่ปลายน้ำ เพิ่มความเสี่ยงต่อการแพร่กระจายของโรคติดต่อจากสัตว์สู่คน และเป็นอันตรายต่อสุขภาพของประชาชน

2. มลพิษทางดิน
หากน้ำเสียถูกปล่อยลงสู่พื้นดินโดยตรงหรือใช้เพื่อการชลประทาน ของแข็งแขวนลอยและไขมันสามารถอุดตันรูพรุนของดิน ทำลายโครงสร้างของดิน ลดความสามารถในการซึมผ่าน และขัดขวางการเจริญเติบโตของราก การมีสารฆ่าเชื้อ ผงซักฟอก และโลหะหนัก (เช่น ทองแดงและสังกะสี) จากอาหารสัตว์อาจสะสมอยู่ในดินเมื่อเวลาผ่านไป ส่งผลให้คุณสมบัติทางเคมีกายภาพเปลี่ยนแปลงไป ทำให้เกิดภาวะดินเค็มหรือเป็นพิษ และทำให้ดินไม่เหมาะสมสำหรับการเกษตร ไนโตรเจนและฟอสฟอรัสที่มากเกินไปจนพืชดูดซึมไม่ได้อาจนำไปสู่ความเสียหายต่อพืช ("การไหม้ของปุ๋ย") และอาจรั่วไหลลงสู่แหล่งน้ำใต้ดิน ก่อให้เกิดความเสี่ยงต่อการปนเปื้อน

3. มลพิษทางอากาศ
ภายใต้สภาวะไร้อากาศ การย่อยสลายน้ำเสียก่อให้เกิดก๊าซพิษและอันตราย เช่น ไฮโดรเจนซัลไฟด์ (H₂S ซึ่งมีกลิ่นคล้ายไข่เน่า) แอมโมเนีย (NH₃) เอมีน และเมอร์แคปแทน การปล่อยก๊าซเหล่านี้ไม่เพียงแต่ก่อให้เกิดกลิ่นรบกวนที่ส่งผลกระทบต่อชุมชนใกล้เคียงเท่านั้น แต่ยังเป็นอันตรายต่อสุขภาพอีกด้วย ความเข้มข้นสูงของ H₂S เป็นพิษและอาจถึงแก่ชีวิตได้ นอกจากนี้ ก๊าซมีเทน (CH₄) ซึ่งเป็นก๊าซเรือนกระจกที่มีศักยภาพในการทำให้โลกร้อนมากกว่าคาร์บอนไดออกไซด์ถึง 20 เท่า เกิดขึ้นระหว่างการย่อยสลายแบบไร้อากาศ ซึ่งก่อให้เกิดการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ

เครื่องวิเคราะห์ความต้องการออกซิเจนทางเคมี (COD)

ในประเทศจีน การปล่อยน้ำเสียจากโรงฆ่าสัตว์อยู่ภายใต้ระบบใบอนุญาตที่กำหนดให้มีการปฏิบัติตามขีดจำกัดการปล่อยมลพิษที่ได้รับอนุญาต สถานประกอบการต้องปฏิบัติตามข้อบังคับเกี่ยวกับใบอนุญาตการปล่อยมลพิษอย่างเคร่งครัด และเป็นไปตามข้อกำหนดของ "มาตรฐานการปล่อยมลพิษทางน้ำสำหรับอุตสาหกรรมแปรรูปเนื้อสัตว์" (GB 13457-92) รวมถึงมาตรฐานท้องถิ่นอื่นๆ ที่เกี่ยวข้องซึ่งอาจเข้มงวดกว่า

การปฏิบัติตามมาตรฐานการปล่อยน้ำเสียได้รับการประเมินโดยการตรวจสอบอย่างต่อเนื่องของพารามิเตอร์สำคัญ 5 ประการ ได้แก่ ความต้องการออกซิเจนทางเคมี (COD) ไนโตรเจนแอมโมเนีย (NH₃-N) ฟอสฟอรัสรวม (TP) ไนโตรเจนรวม (TN) และค่า pH ตัวบ่งชี้เหล่านี้ทำหน้าที่เป็นเกณฑ์มาตรฐานการปฏิบัติงานสำหรับการประเมินประสิทธิภาพของกระบวนการบำบัดน้ำเสีย รวมถึงการตกตะกอน การแยกน้ำมัน การบำบัดทางชีวภาพ การกำจัดสารอาหาร และการฆ่าเชื้อ ช่วยให้สามารถปรับได้อย่างทันท่วงทีเพื่อให้มั่นใจว่าการปล่อยน้ำเสียจะมีเสถียรภาพและเป็นไปตามมาตรฐาน

- ความต้องการออกซิเจนทางเคมี (COD):COD วัดปริมาณสารอินทรีย์ที่สามารถออกซิไดซ์ได้ทั้งหมดในน้ำ ค่า COD ที่สูงขึ้นบ่งชี้ว่ามีมลพิษอินทรีย์สูง น้ำเสียจากโรงฆ่าสัตว์ที่มีเลือด ไขมัน โปรตีน และอุจจาระ มักมีความเข้มข้นของ COD อยู่ระหว่าง 2,000 ถึง 8,000 มิลลิกรัม/ลิตร หรือสูงกว่า การตรวจสอบ COD เป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการประเมินประสิทธิภาพในการกำจัดสารอินทรีย์ และเพื่อให้แน่ใจว่าระบบบำบัดน้ำเสียทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพภายในขีดจำกัดที่ยอมรับได้ด้านสิ่งแวดล้อม

- แอมโมเนียไนโตรเจน (NH₃-N): พารามิเตอร์นี้สะท้อนถึงความเข้มข้นของแอมโมเนียอิสระ (NH₃) และแอมโมเนียมไอออน (NH₄⁺) ในน้ำ การเกิดไนตริฟิเคชันของแอมโมเนียจะสูญเสียออกซิเจนที่ละลายอยู่จำนวนมากและอาจนำไปสู่การขาดออกซิเจน แอมโมเนียอิสระมีความเป็นพิษสูงต่อสิ่งมีชีวิตในน้ำแม้ในความเข้มข้นต่ำ นอกจากนี้ แอมโมเนียยังเป็นแหล่งสารอาหารสำหรับการเจริญเติบโตของสาหร่าย ซึ่งมีส่วนทำให้เกิดภาวะยูโทรฟิเคชัน แอมโมเนียมีต้นกำเนิดมาจากการย่อยสลายของปัสสาวะ อุจจาระ และโปรตีนในน้ำเสียจากโรงฆ่าสัตว์ การตรวจสอบ NH₃-N ช่วยให้มั่นใจได้ว่ากระบวนการไนตริฟิเคชันและดีไนตริฟิเคชันทำงานได้อย่างถูกต้อง และลดความเสี่ยงต่อระบบนิเวศและสุขภาพ

- ไนโตรเจนทั้งหมด (TN) และฟอสฟอรัสทั้งหมด (TP):TN แสดงถึงผลรวมของรูปแบบไนโตรเจนทั้งหมด (แอมโมเนีย ไนเตรต ไนไตรต์ และไนโตรเจนอินทรีย์) ในขณะที่ TP ครอบคลุมสารประกอบฟอสฟอรัสทั้งหมด ทั้งสองปัจจัยนี้เป็นตัวขับเคลื่อนหลักของภาวะยูโทรฟิเคชัน เมื่อปล่อยลงสู่แหล่งน้ำที่ไหลช้า เช่น ทะเลสาบ อ่างเก็บน้ำ และปากแม่น้ำ น้ำทิ้งที่มีไนโตรเจนและฟอสฟอรัสสูงจะกระตุ้นการเจริญเติบโตอย่างรวดเร็วของสาหร่าย ซึ่งคล้ายกับแหล่งน้ำที่ให้ปุ๋ย นำไปสู่ภาวะสาหร่ายบาน กฎระเบียบด้านน้ำเสียสมัยใหม่กำหนดข้อจำกัดที่เข้มงวดยิ่งขึ้นสำหรับการปล่อย TN และ TP การตรวจสอบพารามิเตอร์เหล่านี้จะช่วยประเมินประสิทธิภาพของเทคโนโลยีการกำจัดสารอาหารขั้นสูงและช่วยป้องกันการเสื่อมโทรมของระบบนิเวศ

- ค่า pH:ค่า pH บ่งชี้ถึงความเป็นกรดหรือด่างของน้ำ สิ่งมีชีวิตในน้ำส่วนใหญ่มีชีวิตอยู่ได้ในช่วง pH ที่แคบ (โดยทั่วไปคือ 6-9) น้ำทิ้งที่มีค่าความเป็นกรดหรือด่างมากเกินไปอาจเป็นอันตรายต่อสิ่งมีชีวิตในน้ำและทำลายสมดุลของระบบนิเวศ สำหรับโรงบำบัดน้ำเสีย การรักษาค่า pH ให้เหมาะสมเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งต่อประสิทธิภาพสูงสุดของกระบวนการบำบัดทางชีวภาพ การตรวจสอบค่า pH อย่างต่อเนื่องช่วยสนับสนุนเสถียรภาพของกระบวนการและการปฏิบัติตามกฎระเบียบ

บริษัทได้ติดตั้งเครื่องมือตรวจสอบออนไลน์ต่อไปนี้จาก Boqu Instruments ที่จุดระบายน้ำหลักของบริษัท:
- CODG-3000 เครื่องตรวจวัดความต้องการออกซิเจนทางเคมีแบบอัตโนมัติออนไลน์
- NHNG-3010 แอมโมเนียไนโตรเจนแบบตรวจสอบอัตโนมัติออนไลน์
- เครื่องวิเคราะห์ฟอสฟอรัสรวมแบบอัตโนมัติออนไลน์ TPG-3030
- เครื่องวิเคราะห์ไนโตรเจนทั้งหมดแบบอัตโนมัติออนไลน์ TNG-3020
- เครื่องวิเคราะห์ pH ออนไลน์อัตโนมัติ PHG-2091

ระบบตรวจสอบแอมโมเนียไนโตรเจนอัตโนมัติออนไลน์

เครื่องวิเคราะห์ไนโตรเจนฟอสฟอรัสทั้งหมดแบบอัตโนมัติออนไลน์

เครื่องวิเคราะห์เหล่านี้ช่วยให้สามารถตรวจสอบปริมาณ COD แอมโมเนียไนโตรเจน ฟอสฟอรัสรวม ไนโตรเจนรวม และค่า pH ในน้ำทิ้งได้แบบเรียลไทม์ ข้อมูลนี้ช่วยอำนวยความสะดวกในการประเมินมลพิษทางอินทรีย์และสารอาหาร การประเมินความเสี่ยงด้านสิ่งแวดล้อมและสาธารณสุข และการตัดสินใจอย่างรอบรู้เกี่ยวกับกลยุทธ์การบำบัด นอกจากนี้ ยังช่วยให้กระบวนการบำบัดมีประสิทธิภาพสูงสุด เพิ่มประสิทธิภาพ ลดต้นทุนการดำเนินงาน ลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม และปฏิบัติตามกฎระเบียบด้านสิ่งแวดล้อมทั้งระดับชาติและระดับท้องถิ่นได้อย่างสม่ำเสมอ