Caso de aplicación de vertido de aguas residuales en empresas de sacrificio y procesamiento de carne cruda de Shanghái

Una empresa procesadora de carne con sede en Shanghái, fundada en 2011 y ubicada en el distrito de Songjiang, opera actividades permitidas como el sacrificio de cerdos, la cría de aves de corral y ganado, la distribución de alimentos y el transporte de mercancías por carretera (excluyendo materiales peligrosos). La empresa matriz, una empresa industrial y comercial con sede en Shanghái, también ubicada en el distrito de Songjiang, es una empresa privada dedicada principalmente a la cría de cerdos. Supervisa cuatro granjas porcinas a gran escala, que actualmente mantienen aproximadamente 5000 cerdas reproductoras con una capacidad de producción anual de hasta 100 000 cerdos listos para el mercado. Además, la empresa colabora con 50 granjas ecológicas que integran la agricultura y la ganadería.

Las aguas residuales generadas por los mataderos de cerdos contienen altas concentraciones de materia orgánica y nutrientes. Si se vierten sin tratamiento, representan riesgos significativos para los sistemas acuáticos, el suelo, la calidad del aire y los ecosistemas en general. Los principales impactos ambientales son los siguientes:

1. Contaminación del agua (la consecuencia más inmediata y grave)
Los efluentes de mataderos son ricos en contaminantes orgánicos y nutrientes. Al verterse directamente en ríos, lagos o estanques, los componentes orgánicos, como sangre, grasa, materia fecal y residuos de alimentos, son descompuestos por microorganismos, un proceso que consume cantidades sustanciales de oxígeno disuelto (OD). La disminución del OD genera condiciones anaeróbicas, lo que provoca la muerte de organismos acuáticos como peces y camarones por hipoxia. La descomposición anaeróbica produce además gases malolientes, como sulfuro de hidrógeno, amoníaco y mercaptanos, que causan la decoloración y el mal olor del agua, dejándola inservible para cualquier propósito.

Las aguas residuales también contienen niveles elevados de nitrógeno (N) y fósforo (P). Al entrar en los cuerpos de agua, estos nutrientes promueven el crecimiento excesivo de algas y fitoplancton, lo que provoca floraciones de algas o mareas rojas. La posterior descomposición de las algas muertas reduce aún más el oxígeno, desestabilizando el ecosistema acuático. Las aguas eutróficas experimentan un deterioro de su calidad y se vuelven inadecuadas para el consumo humano, el riego o el uso industrial.

Además, el efluente puede contener microorganismos patógenos, como bacterias, virus y huevos de parásitos (p. ej., Escherichia coli y Salmonella), procedentes de intestinos y heces de animales. Estos patógenos pueden propagarse a través del agua, contaminando las fuentes de agua aguas abajo, aumentando el riesgo de transmisión de enfermedades zoonóticas y poniendo en peligro la salud pública.

2. Contaminación del suelo
Si las aguas residuales se vierten directamente al suelo o se utilizan para riego, los sólidos en suspensión y las grasas pueden obstruir los poros del suelo, alterando su estructura, reduciendo su permeabilidad y dificultando el desarrollo radicular. La presencia de desinfectantes, detergentes y metales pesados (p. ej., cobre y zinc) procedentes de la alimentación animal puede acumularse en el suelo con el tiempo, alterando sus propiedades fisicoquímicas, causando salinización o toxicidad, y haciendo que la tierra no sea apta para la agricultura. El exceso de nitrógeno y fósforo, que supera la capacidad de absorción de los cultivos, puede provocar daños a las plantas ("quemaduras por fertilizantes") y filtrarse a las aguas subterráneas, lo que supone riesgos de contaminación.

3. Contaminación del aire
En condiciones anaeróbicas, la descomposición de las aguas residuales genera gases nocivos y dañinos como el sulfuro de hidrógeno (H₂S, caracterizado por un olor a huevo podrido), amoníaco (NH₃), aminas y mercaptanos. Estas emisiones no solo generan olores molestos que afectan a las comunidades cercanas, sino que también representan riesgos para la salud; las altas concentraciones de H₂S son tóxicas y potencialmente letales. Además, durante la digestión anaeróbica se produce metano (CH₄), un potente gas de efecto invernadero con un potencial de calentamiento global veinte veces superior al del dióxido de carbono, lo que contribuye al cambio climático.

analizador de demanda química de oxígeno (DQO)

En China, la descarga de aguas residuales de mataderos está regulada por un sistema de permisos que exige el cumplimiento de los límites de emisión autorizados. Las instalaciones deben cumplir estrictamente con la normativa de permisos de descarga de contaminantes y con los requisitos de la "Norma de Descarga de Contaminantes del Agua para la Industria de Procesamiento de Carne" (GB 13457-92), así como con cualquier norma local aplicable que sea más estricta.

El cumplimiento de las normas de vertido se evalúa mediante el monitoreo continuo de cinco parámetros clave: demanda química de oxígeno (DQO), nitrógeno amoniacal (NH₃-N), fósforo total (PT), nitrógeno total (NT) y pH. Estos indicadores sirven como puntos de referencia operativos para evaluar el rendimiento de los procesos de tratamiento de aguas residuales —incluyendo sedimentación, separación de aceites, tratamiento biológico, eliminación de nutrientes y desinfección—, lo que permite realizar ajustes oportunos para garantizar un vertido de efluentes estable y conforme.

- Demanda química de oxígeno (DQO):La DQO mide la cantidad total de materia orgánica oxidable presente en el agua. Valores altos de DQO indican una mayor contaminación orgánica. Las aguas residuales de mataderos, que contienen sangre, grasa, proteínas y materia fecal, suelen presentar concentraciones de DQO de entre 2000 y 8000 mg/L o superiores. El monitoreo de la DQO es esencial para evaluar la eficiencia de la eliminación de la carga orgánica y garantizar que el sistema de tratamiento de aguas residuales funcione eficazmente dentro de límites ambientalmente aceptables.

- Nitrógeno amoniacal (NH₃-N): Este parámetro refleja la concentración de amoníaco libre (NH₃) e iones de amonio (NH₄⁺) en el agua. La nitrificación del amoníaco consume una cantidad significativa de oxígeno disuelto y puede provocar su agotamiento. El amoníaco libre es altamente tóxico para la vida acuática, incluso en bajas concentraciones. Además, el amoníaco sirve como fuente de nutrientes para el crecimiento de algas, contribuyendo a la eutrofización. Se origina a partir de la descomposición de la orina, las heces y las proteínas en las aguas residuales de los mataderos. El monitoreo del NH₃-N garantiza el correcto funcionamiento de los procesos de nitrificación y desnitrificación y mitiga los riesgos ecológicos y para la salud.

- Nitrógeno Total (NT) y Fósforo Total (PT):El nitrógeno total (NT) representa la suma de todas las formas de nitrógeno (amoníaco, nitrato, nitrito y nitrógeno orgánico), mientras que el fósforo total (TP) incluye todos los compuestos de fósforo. Ambos son los principales impulsores de la eutrofización. Al vertirse en cuerpos de agua de movimiento lento, como lagos, embalses y estuarios, los efluentes ricos en nitrógeno y fósforo estimulan el crecimiento explosivo de algas —similar a la fertilización de los cuerpos de agua—, lo que da lugar a floraciones algales. Las regulaciones modernas sobre aguas residuales imponen límites cada vez más estrictos a los vertidos de NT y TP. El monitoreo de estos parámetros evalúa la eficacia de las tecnologías avanzadas de eliminación de nutrientes y ayuda a prevenir la degradación de los ecosistemas.

- Valor de pH:El pH indica la acidez o alcalinidad del agua. La mayoría de los organismos acuáticos sobreviven en un rango estrecho de pH (normalmente de 6 a 9). Los efluentes excesivamente ácidos o alcalinos pueden perjudicar la vida acuática y alterar el equilibrio ecológico. En las plantas de tratamiento de aguas residuales, mantener un pH adecuado es fundamental para el óptimo rendimiento de los procesos de tratamiento biológico. La monitorización continua del pH contribuye a la estabilidad del proceso y al cumplimiento normativo.

La empresa ha instalado los siguientes instrumentos de monitorización online de Boqu Instruments en su principal salida de descarga:
- Monitor automático de demanda química de oxígeno en línea CODG-3000
- Monitor automático en línea de nitrógeno amoniaco NHNG-3010
- Analizador automático en línea de fósforo total TPG-3030
- Analizador automático en línea de nitrógeno total TNG-3020
- Analizador automático de pH en línea PHG-2091

Monitor automático en línea de nitrógeno amoniacal

Analizador automático en línea de nitrógeno fósforo total

Estos analizadores permiten la monitorización en tiempo real de los niveles de DQO, nitrógeno amoniacal, fósforo total, nitrógeno total y pH en el efluente. Estos datos facilitan la evaluación de la contaminación orgánica y por nutrientes, la evaluación de los riesgos ambientales y para la salud pública, y la toma de decisiones informada sobre las estrategias de tratamiento. Además, permiten optimizar los procesos de tratamiento, mejorar la eficiencia, reducir los costes operativos, minimizar el impacto ambiental y garantizar el cumplimiento de las normativas ambientales nacionales y locales.