מהפכת טיפול בשפכים תעשייתית: כאשר מזהמים חדשים מאתגרים קוגניציה מסורתית בת מאות שנים

במפעל לטיפול בשפכים בפארק תעשייה בג'יאנגסו גילו מהנדסים תופעה מוזרה: שפכים תעשייתיים שטופלו בטכנולוגיה מסורתית ועמידה בתקני הפריקה עדיין גרמו למוטציה של מין דגים בנהר.

תגלית זו קרעה את הפצע הקטלני של מערכת הטיפול בשפכים המודרנית - המסגרת התיאורטית "השפלה מקרומולקולה" ששימשה במשך מאה שנה הפכה חסרת תועלת מול מזהמים חדשים.

הופעתם של יותר מ -3, 000 מזהמים חדשים כמו אנטיביוטיקה, תרכובות פרפלואוריות ומיקרו -פלסטיקה מכריחה את כל מערכת הטיפול בשפכים התעשייתיים כדי לעבור שחזור חתרני.

מערכת הטיפול בשפכים הנוכחית מבוססת על התיאוריה של השפלה של חומר אורגני בסוף המאה ה -19. היגיון הליבה שלו הוא לפרק חומר אורגני מקרומולקולרי למולקולות קטנות באמצעות הידרוליזה והחמצה, ואז להשיג השפלה באמצעות טיפול אירובי.

תהליך זה יעיל לאינדיקטורים קונבנציונליים כמו COD ו- BOD, אך הוא חסר אונים כנגד מזהמים חדשים עם משקל מולקולרי קטן יותר ומבנה יציב יותר.

נתוני הבדיקה של חברה פטרוכימית הראו כי לאחר הטיפול בתהליכים מסורתיים, הכמות הנותרת של ביספנול A בשפכים הייתה עדיין גבוהה עד 12.6UG\/L, שהיא פי 25 מסף הבטיחות האקולוגי.

ברצינות רבה יותר, תהליך הטיפול הקיים עשוי להפוך ל"שותף "של מזהמים חדשים.

מחקר שנערך על ידי אוניברסיטת ג'ג'יאנג מצא כי תהליכי חיטוי כלור קונבנציונליים ממירים 30% מהאנטיביוטיקה לנגזרות רעילות יותר, ואילו טכנולוגיית הטיפול בממברנה מובילה לעלייה בריכוז הננו -פלסטיקה על ידי {}}} בסדר גודל.

פרדוקס ממשל זה חושף את הסיכונים העצומים של פשוט להשתיל טכנולוגיות מסורתיות.

מזהמים חדשים שותבים מחדש את הכללים הבסיסיים של בקרת זיהום. בהשוואה למזהמים מסורתיים, יש להם שלושה מאפיינים משבשים:

בממד המולקולרי, אנרגיית הקשר של CF של תרכובות מבלימות גבוהה כמו 485 ק"ג\/מול, ועולה בהרבה מיכולת הפיצוח של תהליכי חמצון קונבנציונליים;

מבחינת מסלול ההעברה, שיבושים אנדוקריניים יכולים לייצר השפעות אקולוגיות בריכוזי Ng\/L, ולשיטות גילוי מסורתיות יש כתמים עיוורים רציניים;

מבחינת מנגנון הפעולה, מיקרו -פלסטיקה יכולה לשמש כמובילים מזהמים לבניית רשת זיהום מורכבת מורכבת.

שינוי זה דורש טכנולוגיית ממשל כדי להשיג פריצות דרך בשלושה ממדים: דיוק הגילוי צריך לקפוץ מ- Mg\/L ל- UG\/L, תקני הטיפול צריכים לעבור משליטה מוחלטת לבקרת רעילות, ונתיבים טכניים צריכים לעבור מממשל מסוף לחסימת תהליכים מלאה.

לאחר אימוץ טכנולוגיה משולבת SPME-GC\/MS, חברת אלקטרוניקה גילתה בהצלחה 12 פלסטייזרים חדשים בביוב, עם גבול איתור ריכוז של 0. 01UG\/L.

"תוכנית הפעולה לבקרת מזהמים חדשים" שפורסמה על ידי משרד האקולוגיה והסביבה בשנת 2021 מגדירה באופן שיטתי את ארבעת המאפיינים של מזהמים חדשים לראשונה:

רעילות נסתרת: ניתן לייצר השפעות טוקסיקולוגיות כרוניות בריכוזי PPM

נדידה ושינוי: נדידה חופשית בין מדיה אוויר-מים-אוויר, שיטות יירוט קונבנציונאליות נכשלות

אפקט סינרגיסטי: שילוב של מזהמים מרובים מייצר "אפקט קוקטייל"

הצטברות ביולוגית: מוגברת באופן אקספוננציאלי לאורך שרשרת המזון

קח את ענף האלקטרוניקה כדוגמה. תוצרי ההשפלה של טריכלורתילן בשפכים ייצור רעילים יותר מההורה, וטיפול פוטו-קטליטי במקום מייצר תוצרי לוואי כלוריים עם סרטן גבוה יותר. "פרדוקס טיפול" זה שכיח בענפים כמו רפואה ודפוס וצביעה.

כדי לעמוד באתגרים של מזהמים חדשים, יש צורך לבנות מטריצה טכנית של "מניעה ובקרה של מערכת הסרה ממוקדת במולקולרית".

בפארק תרופות בז'ג'יאנג, פיתחו המהנדסים ספיגה של חותם מולקולרי מגנטי עם יעילות הסרה של 99.8% לאנטיביוטיקה טטרציקלין;

חברה כימית בשנגחאי משתמשת במערכת חמצון מתקדמת של UV\/Persulfate כדי להגדיל את שיעור המינרליזציה של תרכובות מבולמות ליותר מ 85%. פריצת הדרך העיקרית של טכנולוגיות חדשניות אלה נעוצה בזיהוי מדויק ובסדק ממוקד של המבנה המולקולרי של מזהמים.

שחזור מערכת הממשל מחייב שדרוג של פרדיגמות קוגניטיביות: מ"התאמה לפליטה "ל"קרת סיכונים", מ"מיטוב יחידות "ל"עיצוב מערכות", ומ"סיום הטיפול בצינור "ל" בקרת תהליכים ".

במלחמה מולקולרית אילמת זו, טיפול בשפכים תעשייתיים עובר מהפכת פרדיגמה שלא נראתה כבר מאה שנה.

כאשר המבנה המולקולרי של מזהמים חדשים מאתגר את גבולות הטכנולוגיות המסורתיות, וכאשר הביקוש לביטחון אקולוגי מאלץ את שדרוג מערכת הממשל, רק על ידי שבירת הסטראוטיפים הקוגניטיביים ושחזור ההיגיון הטכני נוכל לבנות קו בטיחות בסביבת מים מוצקה ב- ERA החדש.

זו לא רק תחרות טכנית, אלא גם התחרות האולטימטיבית בין בני אדם למזהמים ביחס לחוכמת ההישרדות.

1. תמיכה בנתונים

מחקרים של בית הספר לאיכות הסביבה באוניברסיטת צינגהואה מראים כי 70% ממפעלי הטיפול בשפכים התעשייתיים של ארצי יש כתמים עיוורים בטיפול במזהמים חדשים

תוכנית האיחוד האירופי Horizon 2020 השקיעה 230 מיליון יורו בפיתוח טכנולוגיות הסרה ממוקדות למזהמים חדשים

לאחר שיפן יישמה את חוק ההערכה הכימית, ריכוז החומר האורגני המתמשך בתקשורת הסביבתית צנח ב 80% בעשר שנים

2. ממשל מזהמים חדשים מכריח את החדשנות במנגנוני ניהול

הקמת מערכת סטנדרטית פליטה המבוססת על רעילות ביולוגית

פיתוח טכנולוגיית ניטור אזהרה מוקדמת מקוונת ביולוגית

בנה "עקיבות לכל החיים של מנגנון האחריות של פולטים"

לקדם את הטרנספורמציה של מפעלי טיפול בשפכים ל"מרכזי בקרת רעלנים סביבתיים "

3. Outlook

כאשר התגלו 4, 000 חלקיקים מיקרו -פלסטיים\/㎡ על פני קרום ה- MBR של מפעל דפוס וצביעה, הבנו בבירור שטיפול בשפכים תעשייתיים נכנס לעידן של "לוחמה מולקולרית". קרב זה דורש לא רק חדשנות טכנולוגית, אלא גם מהפכה קוגניטיבית - החל מהפחתת "הכמות" של המזהמים לבקרת הסיכון ב"איכות ". רק על ידי הקמת מערכת מניעה ובקרה ממדית מלאה "ממולקולות למערכות אקולוגיות" האם אנו יכולים לבנות באמת קו הגנה מוצק לממשל של מזהמים חדשים.

4. התקשר לפעולה

על ארגונים לבצע ניתוח זרימת חומרים של תהליכי ייצור בהקדם האפשרי, רשויות הרגולציה צריכות להקים רשימה דינאמית של מזהמים חדשים, ומוסדות מחקר מדעיים חייבים לפרוץ את צוואר הבקבוק של טכנולוגיית ההפרדה הסלקטיבית. קרב זה הנוגע לביטחון אקולוגי ובריאות הציבור מחייב את החוכמה והאחריות של כל משתתף.