상하이 생육 도축 및 가공 기업의 폐수 배출 사례

상하이에 본사를 둔 육류 가공 회사는 2011년에 설립되었으며 송장구에 위치하고 있습니다. 이 회사는 돼지 도축, 가금류 및 가축 사육, 식품 유통, 도로 화물 운송(위험물 제외) 등 허가된 사업을 운영하고 있습니다. 모회사는 상하이에 본사를 둔 공업 및 무역 회사로, 송장구에 위치하고 있으며 주로 양돈업에 종사하는 민간 기업입니다. 4개의 대규모 양돈장을 관리하고 있으며, 현재 약 5,000마리의 번식용 모돈을 사육하고 있으며, 연간 최대 10만 마리의 돼지를 생산할 수 있습니다. 또한, 이 회사는 작물 재배와 축산을 통합한 50개의 친환경 농장과 협력하고 있습니다.

돼지 도축장에서 발생하는 폐수에는 고농도의 유기물과 영양분이 포함되어 있습니다. 처리되지 않은 폐수를 방류할 경우 수생태계, 토양, 대기질, 그리고 더 넓은 생태계에 심각한 위험을 초래합니다. 주요 환경 영향은 다음과 같습니다.

1. 수질 오염(가장 즉각적이고 심각한 결과)
도축장 폐수에는 유기 오염물질과 영양소가 풍부합니다. 강, 호수, 연못으로 직접 방류되면 혈액, 지방, 분변, 음식물 찌꺼기 등의 유기 성분이 미생물에 의해 분해되는데, 이 과정에서 상당한 양의 용존산소(DO)가 소모됩니다. 용존산소가 고갈되면 혐기성 환경이 조성되어 저산소증으로 인해 물고기와 새우와 같은 수생 생물이 폐사합니다. 혐기성 분해 과정에서 황화수소, 암모니아, 메르캅탄 등 악취가 나는 가스가 생성되어 물의 변색과 악취를 유발하고, 결국 물을 어떤 용도로도 사용할 수 없게 됩니다.

폐수에는 질소(N)와 인(P) 함량이 높습니다. 이러한 영양염류가 수역으로 유입되면 조류와 식물성 플랑크톤의 과도한 성장을 촉진하여 녹조 또는 적조를 유발합니다. 이후 고사된 조류의 분해는 산소를 더욱 고갈시켜 수생태계를 불안정하게 만듭니다. 부영양화된 물은 수질이 악화되어 음용수, 관개수, 또는 산업용으로 부적합해집니다.

더욱이, 유출수에는 동물의 내장과 대변에서 유래한 박테리아, 바이러스, 기생충 알(예: 대장균, 살모넬라균)을 포함한 병원성 미생물이 포함되어 있을 수 있습니다. 이러한 병원균은 물의 흐름을 통해 확산되어 하류 수원을 오염시키고, 인수공통전염병 전파 위험을 증가시키며, 공중 보건을 위협할 수 있습니다.

2. 토양 오염
폐수가 토양에 직접 배출되거나 관개용으로 사용될 경우, 부유 고형물과 지방이 토양 기공을 막아 토양 구조를 교란시키고 투수성을 감소시키며 뿌리 발달을 저해할 수 있습니다. 가축 사료에서 발생하는 소독제, 세제, 그리고 중금속(예: 구리, 아연)은 시간이 지남에 따라 토양에 축적되어 물리화학적 특성을 변화시키고 염류화 또는 독성을 유발하며 토지를 농업에 부적합하게 만들 수 있습니다. 작물 흡수 능력을 초과하는 과도한 질소와 인은 식물 손상("비료 화상")을 초래할 수 있으며, 지하수로 침출되어 오염 위험을 초래할 수 있습니다.

3. 대기 오염
혐기성 조건에서 폐수 분해는 황화수소(H₂S, 썩은 달걀 냄새가 난다), 암모니아(NH₃), 아민, 메르캅탄과 같은 유해하고 유해한 가스를 생성합니다. 이러한 배출물은 인근 지역 사회에 악취를 유발할 뿐만 아니라 건강 위험을 초래합니다. 고농도의 H₂S는 독성이 강하고 치명적일 수 있습니다. 또한, 혐기성 소화 과정에서 지구 온난화 지수가 이산화탄소의 20배가 넘는 강력한 온실가스인 메탄(CH₄)이 생성되어 기후 변화에 기여합니다.

중국에서는 도축장 폐수 배출이 허가 제도에 따라 규제되며, 허가된 배출 한도 준수를 요구합니다. 시설은 오염물질 배출 허가 규정을 엄격히 준수해야 하며, "육류 가공 산업 수질 오염물질 배출 기준"(GB 13457-92) 및 더 엄격한 관련 지역 기준을 충족해야 합니다.

배출 기준 준수 여부는 화학적 산소 요구량(COD), 암모니아성 질소(NH₃-N), 총인(TP), 총질소(TN), pH 등 5가지 핵심 지표의 지속적인 모니터링을 통해 평가됩니다. 이러한 지표는 침전, 유분 분리, 생물학적 처리, 영양염류 제거, 소독 등 폐수 처리 공정의 성능을 평가하는 운영 벤치마크 역할을 하며, 안정적이고 규정을 준수하는 배출물 배출을 보장하기 위한 적시 조정을 가능하게 합니다.

- 화학적 산소 요구량(COD):COD는 물 속 산화 가능한 유기물의 총량을 측정합니다. COD 수치가 높을수록 유기 오염이 심함을 나타냅니다. 혈액, 지방, 단백질, 분변이 포함된 도축장 폐수는 일반적으로 2,000mg/L에서 8,000mg/L 이상의 COD 농도를 보입니다. COD 모니터링은 유기물 부하 제거 효율을 평가하고 폐수 처리 시스템이 환경적으로 허용되는 범위 내에서 효과적으로 운영되도록 하는 데 필수적입니다.

- 암모니아성 질소(NH₃-N): 이 매개변수는 물 속의 유리 암모니아(NH₃)와 암모늄 이온(NH₄⁺)의 농도를 나타냅니다. 암모니아의 질산화는 상당한 양의 용존 산소를 소모하여 산소 고갈을 초래할 수 있습니다. 유리 암모니아는 낮은 농도에서도 수생 생물에 매우 유독합니다. 또한, 암모니아는 조류 성장의 영양원으로 작용하여 부영양화를 유발합니다. 암모니아는 도축장 폐수 내 소변, 대변, 단백질의 분해에서 발생합니다. NH₃-N을 모니터링하면 질산화 및 탈질산화 과정이 제대로 작동하고 생태학적 및 건강적 위험을 완화할 수 있습니다.

- 총 질소(TN) 및 총 인(TP):TN은 모든 형태의 질소(암모니아, 질산염, 아질산염, 유기질소)의 합을 나타내는 반면, TP는 모든 인 화합물을 포함합니다. 두 물질 모두 부영양화의 주요 원인입니다. 호수, 저수지, 하구와 같이 유속이 느린 수역으로 배출될 경우, 질소와 인이 풍부한 유출수는 수역에 비료를 공급하는 것과 유사하게 조류의 폭발적인 성장을 촉진하여 녹조를 유발합니다. 현대의 폐수 관리 규정은 TN과 TP 배출에 대해 점점 더 엄격한 제한을 부과하고 있습니다. 이러한 매개변수를 모니터링함으로써 첨단 영양소 제거 기술의 효과를 평가하고 생태계 파괴를 방지할 수 있습니다.

- pH 값:pH는 물의 산성도 또는 알칼리도를 나타냅니다. 대부분의 수생 생물은 좁은 pH 범위(일반적으로 6~9) 내에서 생존합니다. 과도한 산성 또는 알칼리성 유출수는 수생 생물에 해를 끼치고 생태계 균형을 파괴할 수 있습니다. 폐수 처리 시설의 경우, 생물학적 처리 공정의 최적 성능을 위해 적절한 pH를 유지하는 것이 매우 중요합니다. 지속적인 pH 모니터링은 공정 안정성과 규정 준수를 지원합니다.

이 회사는 Boqu Instruments의 다음 온라인 모니터링 장비를 주요 배출구에 설치했습니다.
- CODG-3000 온라인 자동 화학적 산소 요구량 모니터
- NHNG-3010 암모니아 질소 온라인 자동 모니터
- TPG-3030 총인 온라인 자동 분석기
- TNG-3020 총질소 온라인 자동 분석기
- PHG-2091 pH 온라인 자동 분석기

이 분석기는 유출수의 COD, 암모니아성 질소, 총인, 총질소, pH 수치를 실시간으로 모니터링합니다. 이 데이터는 유기물 및 영양염류 오염 평가, 환경 및 공중 보건 위험 평가, 그리고 처리 전략에 대한 정보에 기반한 의사 결정을 용이하게 합니다. 또한, 처리 공정 최적화, 효율 향상, 운영 비용 절감, 환경 영향 최소화, 그리고 국가 및 지역 환경 규정의 일관된 준수를 가능하게 합니다.