Tại một nhà máy xử lý nước thải trong một khu công nghiệp ở Jiangsu, các kỹ sư đã phát hiện ra một hiện tượng kỳ lạ: nước thải công nghiệp được xử lý bằng công nghệ truyền thống và đáp ứng tiêu chuẩn xả thải vẫn gây ra đột biến tình dục cá ở sông .}
Phát hiện này xé toạc vết thương chết người của hệ thống xử lý nước thải hiện đại - Khung lý thuyết "suy thoái đại phân tử" đã được sử dụng trong một thế kỷ đã trở nên vô dụng khi đối mặt với các chất gây ô nhiễm mới .}}}}}}}}}}}}}}}}}}
Sự xuất hiện của hơn 3, 000 Các chất gây ô nhiễm mới như kháng sinh, các hợp chất perfluorin hóa và vi sinh vật đang buộc toàn bộ hệ thống xử lý nước thải công nghiệp phải trải qua quá trình tái thiết lật đổ .
Vấn đề nan giải nhận thức của công nghệ truyền thống: khi mô hình kỹ thuật gặp phải thách thức của thời đại
Hệ thống xử lý nước thải hiện tại dựa trên lý thuyết về sự thoái hóa chất hữu cơ vào cuối thế kỷ 19 . logic cốt lõi của nó là phân hủy chất hữu cơ phân tử thành các phân tử nhỏ thông qua thủy phân và axit hóa, sau đó đạt được sự suy thoái thông qua điều trị hiếu khí .
Quá trình này có hiệu quả đối với các chỉ số thông thường như COD và BOD, nhưng nó bất lực chống lại các chất ô nhiễm mới với trọng lượng phân tử nhỏ hơn và cấu trúc ổn định hơn .
Dữ liệu thử nghiệm từ một công ty hóa dầu cho thấy sau khi xử lý với các quy trình truyền thống, lượng bisphenol A còn lại trong nước thải vẫn cao tới 12 . 6UG/L, gấp 25 lần ngưỡng an toàn sinh thái.
Nghiêm túc hơn, quy trình điều trị hiện tại có thể trở thành "đồng phạm" của các chất gây ô nhiễm mới .
Một nghiên cứu của Đại học Chiết Giang đã phát hiện ra rằng các quá trình khử trùng clo thông thường chuyển đổi 30% kháng sinh thành các dẫn xuất độc hại hơn, trong khi công nghệ xử lý màng dẫn đến sự gia tăng nồng độ của nanopric
Nghịch lý quản trị này phơi bày những rủi ro lớn của việc cấy ghép các công nghệ truyền thống .
Các đặc điểm lật đổ của các chất gây ô nhiễm mới: từ chiến tranh phân tử đến trò chơi hệ thống
Các chất ô nhiễm mới đang viết lại các quy tắc cơ bản của kiểm soát ô nhiễm . so với các chất ô nhiễm truyền thống, chúng có ba đặc điểm gây rối:
Trong kích thước phân tử, năng lượng liên kết CF của các hợp chất perfluorin hóa cao tới 485kj/mol, vượt xa khả năng nứt của các quá trình oxy hóa thông thường;
Về đường dẫn truyền, các chất gây rối loạn nội tiết có thể tạo ra các hiệu ứng sinh thái ở nồng độ NG/L và các phương pháp phát hiện truyền thống có các điểm mù nghiêm trọng;
Về cơ chế hành động, vi sinh vật có thể được sử dụng làm chất mang chất gây ô nhiễm để xây dựng mạng ô nhiễm hỗn hợp phức tạp .
Sự thay đổi này đòi hỏi công nghệ quản trị để đạt được các bước đột phá trong ba chiều: độ chính xác phát hiện cần phải tăng từ MG/L sang UG/L, các tiêu chuẩn điều trị cần chuyển từ kiểm soát hoàn toàn sang kiểm soát độc tính và các tuyến kỹ thuật cần chuyển từ quản trị đầu cuối sang chặn toàn bộ quá trình .}}}}
Sau khi áp dụng công nghệ kết hợp SPME-GC/MS, một công ty điện tử đã phát hiện thành công 12 chất hóa dẻo mới trong nước thải, với giới hạn phát hiện nồng độ là 0 . 01UG/L.
"Kế hoạch hành động để kiểm soát các chất ô nhiễm mới" do Bộ Sinh thái học và Môi trường công bố vào năm 2021 lần đầu tiên xác định một cách có hệ thống bốn đặc điểm của các chất ô nhiễm mới:
Độc tính ẩn: Tác dụng độc tính mãn tính có thể được tạo ra ở nồng độ PPM
Di cư và chuyển đổi: Di chuyển miễn phí giữa các phương tiện truyền thông không khí nước, phương pháp đánh chặn thông thường không thành công
Hiệu ứng hiệp đồng: Một sự kết hợp của nhiều chất gây ô nhiễm tạo ra "hiệu ứng cocktail"
Tích lũy sinh học: được khuếch đại theo cấp số nhân dọc theo chuỗi thức ăn
Lấy ngành công nghiệp điện tử làm ví dụ . Các sản phẩm suy thoái của trichloroethylen trong nước thải sản xuất độc hại hơn so với cha mẹ, và điều trị quang hóa thay vào đó tạo ra các sản phẩm phụ clo với khả năng gây ung thư cao hơn {{2}
Tái thiết hệ thống quản trị chính xác: Từ đổi mới quy trình đến cách mạng nhận thức
Để đáp ứng những thách thức của các chất gây ô nhiễm mới, cần phải xây dựng một ma trận kỹ thuật của "Phòng ngừa và kiểm soát hệ thống loại bỏ nhắm mục tiêu phân tử" .
Trong một công viên dược phẩm ở Chiết Giang, các kỹ sư đã phát triển một chất hấp phụ phân tử từ tính với hiệu quả loại bỏ 99,8% đối với kháng sinh tetracycline;
Một công ty hóa học ở Thượng Hải sử dụng hệ thống oxy hóa nâng cao UV/Persulfate để tăng tốc độ khoáng hóa của các hợp chất perfluorin hóa lên hơn 85%. Bước đột phá chính của các công nghệ sáng tạo này nằm trong việc xác định chính xác và mục tiêu nứt cấu trúc phân tử của
Việc xây dựng lại hệ thống quản trị đòi hỏi phải nâng cấp các mô hình nhận thức: từ "tuân thủ khí thải" lên "kiểm soát rủi ro", từ "tối ưu hóa đơn vị" đến "thiết kế hệ thống" và từ "xử lý cuối ống" đến "kiểm soát quá trình" .
Trong cuộc chiến phân tử im lặng này, xử lý nước thải công nghiệp đang trải qua một cuộc cách mạng mô hình chưa được nhìn thấy trong một thế kỷ .
Khi cấu trúc phân tử của các chất ô nhiễm mới thách thức các giới hạn của các công nghệ truyền thống và khi nhu cầu về an ninh sinh thái lực lượng nâng cấp hệ thống quản trị, chỉ bằng cách phá vỡ các khuôn mẫu nhận thức và tái cấu trúc logic kỹ thuật, chúng ta mới có thể xây dựng một dòng an toàn môi trường nước vững chắc trong thời đại mới .
Đây không chỉ là một cuộc thi kỹ thuật, mà còn là cuộc thi cuối cùng giữa con người và các chất ô nhiễm liên quan đến trí tuệ sống sót .
Tái thiết sâu của hệ thống quản trị
1. Hỗ trợ dữ liệu
Nghiên cứu của Trường Môi trường tại Đại học Tsinghua cho thấy 70% các nhà máy xử lý nước thải công nghiệp của đất nước tôi có điểm mù trong điều trị các chất gây ô nhiễm mới
Chương trình EU Horizon 2020 đã đầu tư 230 triệu euro vào việc phát triển các công nghệ loại bỏ mục tiêu cho các chất gây ô nhiễm mới
Sau khi Nhật Bản thực hiện luật đánh giá hóa học, nồng độ chất hữu cơ dai dẳng trong môi trường môi trường giảm 80% trong mười năm
2. Quản trị các chất ô nhiễm mới buộc sự đổi mới trong cơ chế quản lý
Thiết lập một hệ thống tiêu chuẩn phát thải dựa trên độc tính sinh học
Phát triển công nghệ giám sát cảnh báo sớm sinh học trực tuyến
Xây dựng một cơ chế trách nhiệm "tính truy xuất nguồn gốc của bộ phát" trọn đời
Thúc đẩy sự biến đổi của các nhà máy xử lý nước thải thành "trung tâm kiểm soát độc tố môi trường"
3. Outlook
Khi 4, 000 các hạt microprastic/㎡ được phát hiện trên bề mặt màng MBR của doanh nghiệp in và nhuộm, chúng tôi nhận ra rõ ràng rằng xử lý nước thải công nghiệp đã đi vào thời kỳ "chiến tranh phân tử" . "Chất lượng" . chỉ bằng cách thiết lập một hệ thống phòng ngừa và kiểm soát toàn chiều "từ các phân tử đến hệ sinh thái", chúng ta có thể thực sự xây dựng một tuyến phòng thủ vững chắc để quản lý các chất gây ô nhiễm mới .}
4. Call for Action
Các doanh nghiệp nên tiến hành phân tích dòng vật liệu của các quy trình sản xuất càng sớm càng tốt, các cơ quan quản lý cần thiết lập một danh sách năng động của các chất gây ô nhiễm mới và các tổ chức nghiên cứu khoa học phải vượt qua tắc nghẽn công nghệ phân tách chọn lọc {{0}
