Σε ένα εργοστάσιο επεξεργασίας λυμάτων σε ένα βιομηχανικό πάρκο στο Jiangsu, οι μηχανικοί ανακάλυψαν ένα παράξενο φαινόμενο: τα βιομηχανικά λύματα που αντιμετωπίζονται από την παραδοσιακή τεχνολογία και τα πρότυπα εκφόρτισης που προκάλεσαν εξακολουθούν να προκάλεσαν τη φύση των ψαριών στον ποταμό.
Αυτή η ανακάλυψη έσπασε το θανατηφόρο τραύμα του σύγχρονου συστήματος επεξεργασίας λυμάτων - το θεωρητικό πλαίσιο "Macromolecule" που έχει χρησιμοποιηθεί για έναν αιώνα έχει γίνει άχρηστο μπροστά σε νέους ρύπους.
Η εμφάνιση περισσότερων από 3, 000 νέων ρύπων όπως τα αντιβιοτικά, οι υπερφθοριωμένες ενώσεις και τα μικροπλαστικά αναγκάζουν ολόκληρο το βιομηχανικό σύστημα επεξεργασίας λυμάτων να υποβληθούν σε ανατρεπτική ανασυγκρότηση.
Το γνωστικό δίλημμα της παραδοσιακής τεχνολογίας: Όταν το τεχνικό παράδειγμα συναντά την πρόκληση της εποχής
Το τρέχον σύστημα επεξεργασίας λυμάτων βασίζεται στη θεωρία της υποβάθμισης της οργανικής ύλης στα τέλη του 19ου αιώνα. Η βασική λογική της είναι να αποσυντεθεί η μακρομοριακή οργανική ύλη σε μικρά μόρια μέσω της υδρόλυσης και της οξίνισης και στη συνέχεια να επιτύχει αποικοδόμηση μέσω αερόβιας θεραπείας.
Αυτή η διαδικασία είναι αποτελεσματική για τους συμβατικούς δείκτες όπως το COD και το BOD, αλλά είναι αβοήθητο έναντι νέων ρύπων με μικρότερο μοριακό βάρος και πιο σταθερή δομή.
Τα δεδομένα δοκιμών από μια πετροχημική εταιρεία έδειξαν ότι μετά από θεραπεία με παραδοσιακές διεργασίες, η υπολειμματική ποσότητα δισφαινόλης Α στα λύματα ήταν ακόμα τόσο υψηλή όσο 12.6ug/L, η οποία είναι 25 φορές το οικολογικό όριο ασφαλείας.
Πιο σοβαρά, η υπάρχουσα διαδικασία θεραπείας μπορεί να γίνει ένας «συνεργός» των νέων ρύπων.
Μια μελέτη από το Πανεπιστήμιο Zhejiang διαπίστωσε ότι οι συμβατικές διεργασίες απολύμανσης χλωρίου μετατρέπουν το 30% των αντιβιοτικών σε πιο τοξικά παράγωγα, ενώ η τεχνολογία θεραπείας μεμβράνης οδηγεί σε αύξηση της συγκέντρωσης νανοπλαστικών με 2-3 τάξεις μεγέθους.
Αυτό το παράδοξο διακυβέρνησης εκθέτει τους τεράστιους κινδύνους της απλής μεταμόσχευσης παραδοσιακών τεχνολογιών.
Τα ανατρεπτικά χαρακτηριστικά των νέων ρύπων: από τον μοριακό πόλεμο έως το συστηματικό παιχνίδι
Οι νέοι ρύποι ξαναγράφουν τους βασικούς κανόνες ελέγχου της ρύπανσης. Σε σύγκριση με τους παραδοσιακούς ρύπους, έχουν τρία διαταραχικά χαρακτηριστικά:
Στη μοριακή διάσταση, η ενέργεια δεσμού CF των υπερφθοριωμένων ενώσεων είναι τόσο υψηλή όσο 485kJ/mol, που υπερβαίνει κατά πολύ την ικανότητα πυρόλυσης των συμβατικών διεργασιών οξείδωσης.
Όσον αφορά τη διαδρομή μετάδοσης, οι ενδοκρινικοί διαταραχές μπορούν να παράγουν οικολογικές επιδράσεις σε συγκεντρώσεις NG/L και οι παραδοσιακές μέθοδοι ανίχνευσης έχουν σοβαρές τυφλές σημεία.
Όσον αφορά τον μηχανισμό δράσης, τα μικροπλάσματα μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως φορείς ρύπων για την κατασκευή ενός σύνθετου σύνθετου δικτύου ρύπανσης.
Αυτή η αλλαγή απαιτεί την τεχνολογία διακυβέρνησης για την επίτευξη ανακαλύψεων σε τρεις διαστάσεις: η ακρίβεια ανίχνευσης πρέπει να μεταβεί από MG/L σε UG/L, τα πρότυπα θεραπείας πρέπει να μετατοπίζονται από τον πλήρη έλεγχο στον έλεγχο τοξικότητας και οι τεχνικές οδούς πρέπει να μετατοπίζονται από τη διακυβέρνηση του τερματικού σε πλήρη αποκλεισμό των διαδικασιών.
Μετά την υιοθέτηση της συνδυασμένης τεχνολογίας SPME-GC/MS, μια ηλεκτρονική εταιρεία ανίχνευσε επιτυχώς 12 νέους πλαστικοποιητές στα λύματα, με όριο ανίχνευσης συγκέντρωσης 0 01UG/L.
Το "σχέδιο δράσης για τον έλεγχο των νέων ρύπων" που δημοσιεύθηκε από το Υπουργείο Οικολογίας και Περιβάλλοντος το 2021 ορίζει συστηματικά τα τέσσερα χαρακτηριστικά των νέων ρύπων για πρώτη φορά:
Κρυμμένη τοξικότητα: Οι χρόνιες τοξικολογικές επιδράσεις μπορούν να παραχθούν σε συγκεντρώσεις PPM
Μετανάστευση και μετασχηματισμός: Δωρεάν μετανάστευση μεταξύ μέσων ύδρευσης-εδάφους-αέρα, συμβατικές μέθοδοι παρακολούθησης αποτυγχάνουν
Συνεργικό αποτέλεσμα: Ένας συνδυασμός πολλαπλών ρύπων παράγει ένα "κοκτέιλ εφέ"
Βιολογική συσσώρευση: Ενισχυμένη εκθετικά κατά μήκος της τροφικής αλυσίδας
Πάρτε τη βιομηχανία ηλεκτρονικών ειδών ως παράδειγμα. Τα προϊόντα αποικοδόμησης του τριχλωροαιθυλενίου στα λύματα παραγωγής είναι πιο τοξικά από τον γονέα και η φωτοκαταλυτική θεραπεία παράγει αντ 'αυτού χλωριωμένα υποπροϊόντα με υψηλότερη καρκινογένεση. Αυτό το "παράδοξο θεραπείας" είναι κοινό σε βιομηχανίες όπως η ιατρική και η εκτύπωση και η βαφή.
Ανασυγκρότηση του ακριβούς συστήματος διακυβέρνησης: Από την καινοτομία της διαδικασίας έως τη γνωστική επανάσταση
Για να αντιμετωπιστούν οι προκλήσεις των νέων ρύπων, είναι απαραίτητο να οικοδομηθεί μια τεχνική μήτρα της "μοριακής αναγνώρισης που στοχεύει στην πρόληψη και τον έλεγχο του συστήματος αφαίρεσης".
Σε ένα φαρμακευτικό πάρκο στο Zhejiang, οι μηχανικοί ανέπτυξαν ένα μαγνητικό μοριακό αποτυπωμένο προσροφητικό με απόδοση απομάκρυνσης 99,8% για τα αντιβιοτικά τετρακυκλίνης.
Μια χημική εταιρεία στη Σαγκάη χρησιμοποιεί ένα προηγμένο σύστημα οξείδωσης UV/Perstulfate για να αυξήσει τον ρυθμό ανοργανοποίησης των υπερφθοριωμένων ενώσεων σε περισσότερο από 85%. Η βασική ανακάλυψη αυτών των καινοτόμων τεχνολογιών έγκειται στην ακριβή ταυτοποίηση και στοχευμένη ρωγμή της μοριακής δομής των ρύπων.
Η ανασυγκρότηση του συστήματος διακυβέρνησης απαιτεί την αναβάθμιση των γνωστικών παραδειγμάτων: από τη "συμμόρφωση με τις εκπομπές" έως τον "έλεγχο των κινδύνων", από τη "βελτιστοποίηση της μονάδας" έως το "σχεδιασμό του συστήματος" και από την "θεραπεία στο τέλος του σωλήνα" μέχρι τον "έλεγχο της διαδικασίας".
Σε αυτόν τον σιωπηλό μοριακό πόλεμο, η βιομηχανική μεταχείριση των λυμάτων υφίσταται μια επανάσταση του παραδείγματος που δεν έχει δει σε έναν αιώνα.
Όταν η μοριακή δομή των νέων ρύπων αμφισβητεί τα όρια των παραδοσιακών τεχνολογιών και όταν η ζήτηση για οικολογική ασφάλεια αναγκάζει την αναβάθμιση του συστήματος διακυβέρνησης, μόνο σπάζοντας τα γνωστικά στερεότυπα και ανακατασκευάζοντας την τεχνική λογική, μπορούμε να οικοδομήσουμε μια σταθερή γραμμή ασφαλείας για το περιβάλλον νερού στη νέα εποχή.
Αυτός δεν είναι μόνο ένας τεχνικός ανταγωνισμός, αλλά και ο τελικός διαγωνισμός μεταξύ ανθρώπων και ρύπων σχετικά με τη σοφία επιβίωσης.
Βαθιά ανακατασκευή του συστήματος διακυβέρνησης
1. Υποστήριξη δεδομένων
Η έρευνα από τη Σχολή Περιβάλλοντος στο Πανεπιστήμιο Tsinghua δείχνει ότι το 70% των βιομηχανικών εγκαταστάσεων επεξεργασίας λυμάτων της χώρας μου έχουν τυφλά σημεία στη θεραπεία νέων ρύπων
Το πρόγραμμα της ΕΕ Horizon 2020 έχει επενδύσει 230 εκατομμύρια ευρώ στην ανάπτυξη στοχοθετημένων τεχνολογιών απομάκρυνσης για νέους ρύπους
Μετά την εφαρμογή του νόμου περί χημικής αξιολόγησης, η συγκέντρωση της επίμονης οργανικής ύλης στα περιβαλλοντικά μέσα μειώθηκε κατά 80% σε δέκα χρόνια
2. Η διακυβέρνηση των νέων ρύπων αναγκάζει την καινοτομία στους μηχανισμούς διαχείρισης
Δημιουργήστε ένα πρότυπο σύστημα εκπομπής βασισμένο στη βιολογική τοξικότητα
Αναπτύξτε την ηλεκτρονική τεχνολογία παρακολούθησης της βιολογικής έγκαιρης προειδοποίησης
Δημιουργήστε έναν μηχανισμό ευθύνης "δια βίου ανιχνευσιμότητας των εκπομπών"
Προωθήστε τη μετατροπή των μονάδων επεξεργασίας λυμάτων σε "κέντρα ελέγχου περιβαλλοντικής τοξίνης"
3. Outlook
Όταν 4, 000 μικροπλαστικά σωματίδια/㎡ ανιχνεύθηκαν στην επιφάνεια της μεμβράνης MBR μιας επιχείρησης εκτύπωσης και βαφής, συνειδητοποιήσαμε σαφώς ότι η βιομηχανική επεξεργασία λυμάτων έχει εισέλθει στην εποχή του «μοριακού πολέμου». Αυτή η μάχη απαιτεί όχι μόνο την τεχνολογική καινοτομία, αλλά και μια γνωστική επανάσταση - από την επιδίωξη της μείωσης της "ποσότητας" των ρύπων στον έλεγχο του κινδύνου "ποιότητας". Μόνο με την καθιέρωση ενός συστήματος πλήρους διαστάσεων πρόληψης και ελέγχου "από μόρια έως οικοσυστήματα" μπορούμε να οικοδομήσουμε πραγματικά μια σταθερή γραμμή άμυνας για τη διακυβέρνηση νέων ρύπων.
4. Καλέστε για δράση
Οι επιχειρήσεις θα πρέπει να διεξάγουν ανάλυση υλικών ροής των διαδικασιών παραγωγής το συντομότερο δυνατό, οι ρυθμιστικές αρχές πρέπει να δημιουργήσουν έναν δυναμικό κατάλογο νέων ρύπων και τα ιδρύματα επιστημονικών ερευνών πρέπει να διασπάσουν τη συμφόρηση της τεχνολογίας επιλεκτικού διαχωρισμού. Αυτή η μάχη σχετικά με την οικολογική ασφάλεια και τη δημόσια υγεία απαιτεί τη σοφία και την ευθύνη κάθε συμμετέχοντα.
