Possivelmente netstat e tcpdump são úteis para depuração, bem como lsof - o processo do operador ainda está conectado e está trocando dados? Percebo que seu proxy_read_timeout é um dia, e não o padrão de 60s, e imagino se isso é significativo. Soa como um erro nginx, e apenas possivelmente este post sobre compactação e keepalive do ZLIB está relacionado: link