ثورة معالجة مياه الصرف الصناعية: عندما يتحدى الملوثات الجديدة الإدراك التقليدي منذ قرون

في محطة لمعالجة مياه الصرف الصحي في حديقة صناعية في جيانغسو ، اكتشف المهندسون ظاهرة غريبة: لا تزال مياه الصرف الصناعية التي عولجت بالتكنولوجيا التقليدية وتلبية معايير التفريغ تسببت في طفرة جنس السمك في النهر .

مزق هذا الاكتشاف الجرح المميت لنظام معالجة مياه الصرف الصحي الحديثة - أصبح "تدهور الجزيئات الكبيرة" الإطار النظري الذي تم استخدامه لمدة قرن عديمة الفائدة في مواجهة الملوثات الجديدة .

إن ظهور أكثر من 3 ، 000 ملوثات جديدة مثل المضادات الحيوية ، والمركبات الموروثة ، والبلاستيك الدقيق ، يجبر نظام معالجة الصرف الصحي الصناعي بأكمله على الخضوع لإعادة إعمار تخريبي .

يعتمد نظام معالجة مياه الصرف الصحي الحالي على نظرية تدهور المواد العضوية في أواخر القرن التاسع عشر . هو أن منطقه الأساسي هو تحلل المواد العضوية الجزيئية في جزيئات صغيرة من خلال التحلل المائي والتحمض ، ثم تحقيق التدهور من خلال المعالجة الهوائية .

هذه العملية فعالة للمؤشرات التقليدية مثل COD و BOD ، ولكنها عاجزة ضد الملوثات الجديدة ذات الوزن الجزيئي الأصغر والبنية أكثر استقرارًا .

أظهرت بيانات الاختبار من شركة بتروكيماويات أنه بعد العلاج مع العمليات التقليدية ، كانت الكمية المتبقية من Bisphenol A في مياه الصرف الصحي لا تزال تصل إلى 12 . 6ug/l ، وهو 25 ضعف عتبة السلامة البيئية.

والأهم من ذلك ، أن عملية العلاج الحالية قد تصبح "شريكًا" للملوثات الجديدة .

وجدت دراسة أجرتها جامعة تشجيانغ أن عمليات التطهير الكلور التقليدية تحول 30 ٪ من المضادات الحيوية إلى مشتقات أكثر سمية ، في حين أن تكنولوجيا معالجة الغشاء تؤدي إلى زيادة في تركيز البلاستيك النانوي بواسطة أوامر2-3 من حيث الحجم.

تكشف مفارقة الحوكمة هذه المخاطر الضخمة المتمثلة في زرع التقنيات التقليدية ببساطة .

تعيد الملوثات الجديدة إعادة كتابة القواعد الأساسية لمكافحة التلوث . مقارنة بالملوثات التقليدية ، لديهم ثلاث خصائص مضطربة:

في البعد الجزيئي ، تكون طاقة رابطة CF للمركبات المملوءة بملفقة تصل إلى 485 كيلو بايت/مول ، مما يتجاوز بكثير قدرة التكسير لعمليات الأكسدة التقليدية ؛

فيما يتعلق بمسار الإرسال ، يمكن أن تنتج تعارضات الغدد الصماء تأثيرات بيئية بتركيزات NG/L ، وأساليب الكشف التقليدية لها بقع عمياء خطيرة ؛

فيما يتعلق بآلية العمل ، يمكن استخدام البلاستيك الدقيق كناقلات ملوثات لبناء شبكة تلوث مركبة معقدة .

يتطلب هذا التغيير تكنولوجيا الحوكمة لتحقيق اختراقات في ثلاثة أبعاد: يجب أن تقفز دقة الكشف من المغنيسيوم/لتر إلى UG/L ، وعلى معايير العلاج إلى التحول من السيطرة الكلية إلى السيطرة على السمية ، والطرق التقنية تحتاج إلى التحول من الحوكمة الطرفية إلى حظر العملية الكاملة .

بعد تبني التكنولوجيا المشتركة لـ SPME-GC/MS ، اكتشفت شركة إلكترونيات بنجاح 12 من الملتحمات الجديدة في مياه الصرف الصحي ، مع حد اكتشاف التركيز من 0 . 01ug/l.

تحدد "خطة العمل للسيطرة على الملوثات الجديدة" التي نشرتها وزارة البيئة والبيئة في عام 2021 بشكل منهجي الخصائص الأربع للملوثات الجديدة لأول مرة:

السمية المخفية: يمكن إنتاج آثار سمية مزمنة بتركيزات PPM

الترحيل والتحول: الهجرة الحرة بين وسائل الإعلام الهوائية المائية ، أساليب الاعتراض التقليدية تفشل

التأثير التآزري: مجموعة من الملوثات المتعددة تنتج "تأثير كوكتيل"

التراكم البيولوجي: تضخمت بشكل كبير على طول السلسلة الغذائية

خذ صناعة الإلكترونيات كمثال . إن منتجات التدهور من ترايكلور إيثيلين في مياه الصرف الصحي الإنتاجية أكثر سمية من الوالد ، وبدلاً من ذلك ، فإن علاج التحفيز الضوئي ينتج عن منتجات الكلورة مع الطبقة العليا والتقسيم {3}.

لمواجهة تحديات الملوثات الجديدة ، من الضروري إنشاء مصفوفة فنية من "الوقاية من نظام الإزالة الجزيئي المستهدف والتحكم فيه" .

في حديقة صيدلانية في Zhejiang ، طور المهندسون امتصاصًا جزيئيًا مغناطيسيًا مع كفاءة الإزالة بنسبة 99.8 ٪ للمضادات الحيوية التتراسيكلين ؛

تستخدم شركة كيميائية في شنغهاي نظام الأكسدة المتقدم للأشعة فوق البنفسجية/persulfate لزيادة معدل التمعدن للمركبات المملوءة بأكثر من 85 ٪ .

يتطلب إعادة بناء نظام الحوكمة ترقية النماذج المعرفية: من "الامتثال للانبعاثات" إلى "التحكم في المخاطر" ، من "تحسين الوحدة" إلى "تصميم النظام" ، ومن "المعالجة النهائية" إلى "التحكم في العملية" .

في هذه الحرب الجزيئية الصامتة ، تخضع معالجة مياه الصرف الصناعية لثورة نموذجية لم تُرى في قرن .

عندما يتحدى التركيب الجزيئي للملوثات الجديدة حدود التقنيات التقليدية ، وعندما يفرض الطلب على الأمن البيئي ترقية نظام الحوكمة ، فقط عن طريق كسر الصور النمطية المعرفية وإعادة بناء المنطق التقني ، يمكننا بناء خط سلامة بيئة المياه الصلبة في العصر الجديد .

هذه ليست مجرد منافسة تقنية ، ولكن أيضًا المسابقة النهائية بين البشر والملوثات فيما يتعلق بحكمة البقاء على قيد الحياة .

1. دعم البيانات

يظهر البحث الذي أجرته كلية البيئة بجامعة تسينغهوا أن 70 ٪ من محطات معالجة مياه الصرف الصناعية في بلدي لديها بقع عمياء في علاج الملوثات الجديدة

استثمر برنامج EU Horizon 2020 230 مليون يورو في تطوير تقنيات الإزالة المستهدفة للملوثات الجديدة

بعد تنفيذ اليابان قانون التقييم الكيميائي ، انخفض تركيز المواد العضوية المستمرة في وسائل الإعلام البيئية بنسبة 80 ٪ في عشر سنوات

2. إن حوكمة الملوثات الجديدة تجبر الابتكار في آليات الإدارة

إنشاء نظام قياسي للانبعاثات على أساس السمية البيولوجية

تطوير تقنية مراقبة الإنذار المبكر عبر الإنترنت

بناء آلية مسؤولية "مدى الحياة للباعبين"

تعزيز تحويل محطات معالجة مياه الصرف الصحي إلى "مراكز التحكم في السموم البيئية"

3. Outlook

عندما تم اكتشاف 4 ،000 جسيمات microplastic/㎡ على سطح غشاء MBR لمؤسسة الطباعة والصباغة ، أدركنا بوضوح أن هذه المعركة قد دخلت معالجة مياه الصعودية فقط ، ولكن أيضًا من خلال السعي وراء "الحرب الجزيئية". السيطرة على المخاطر من "الجودة" . فقط عن طريق إنشاء نظام الوقاية والتحكم الكامل للأبعاد "من الجزيئات إلى النظم الإيكولوجية" ، هل يمكننا حقًا بناء خط دفاع قوي لإدارة الملوثات الجديدة .

4. دعوة للعمل

يجب على المؤسسات إجراء تحليل تدفق المواد لعمليات الإنتاج في أقرب وقت ممكن ، تحتاج السلطات التنظيمية إلى إنشاء قائمة ديناميكية من الملوثات الجديدة ، ويجب على مؤسسات البحث العلمي اختراق عنق الزجاجة من تقنية الفصل الانتقائية .