بفضل المتطلبات المزدوجة لحماية موارد المياه العالمية وتحسين جودتها، أصبحت تقنية معالجة المياه بالكربون المنشط حلاً رئيسياً لمكافحة تلوث المياه، مستفيدةً من مزاياها الأساسية المتمثلة في كفاءة الامتصاص وملاءمتها للبيئة. في الصين، ومع التقدم في أهداف الكربون المزدوج، وتحسين معايير معالجة المياه، وتعزيز سياسات حماية البيئة، تخترق هذه التقنية مجالات متعددة، من معالجة مياه الصرف الصناعي إلى تنقية مياه الشرب والمعالجة المتقدمة لمياه الصرف الصحي البلدية. ومن المتوقع أن يتجاوز حجم السوق 38 مليار يوان بحلول عام 2028، مما يفتح آفاقاً واسعة للتطبيق.

1. جوهر التكنولوجيا: مبدأ الامتصاص يُمكّن من تنقية المياه في سيناريو كامل

• سطح الكربون المنشط مغطى بمسامات بمستوى الميكرون (بمساحة سطحية محددة تصل إلى 500-1500 متر مربع/غرام). ويمكنه امتصاص المواد الصلبة العالقة وجزيئات الروائح فيزيائيًا، وامتصاص أيونات المعادن الثقيلة (مثل الرصاص والزئبق)، والملوثات العضوية (مثل البنزين والفينولات)، بالإضافة إلى الكلور المتبقي.

• يُصنف الكربون النشط الحبيبي (جي ايه سي) إلى كربون نشط حبيبي (جي ايه سي)، وكربون نشط مسحوق (لجنة العمل السياسي)، وكربون نشط قرص العسل، وذلك حسب تطبيقاته. يُستخدم الكربون النشط الحبيبي على نطاق واسع في المشاريع الصناعية والبلدية نظرًا لقدرته العالية على التجدد، بينما يُعد الكربون النشط المسحوق مناسبًا للمعالجة الطارئة لتلوث المياه المفاجئ.

• عند دمجها مع عمليات مُركّبة مثل أكسدة الأوزون والتحلل البيولوجي، يُمكن تحسين كفاءة المعالجة بشكل أكبر. يصل معدل إزالة المواد العضوية المقاومة للحرارة إلى أكثر من 95%، وهو أعلى بكثير من معدل تقنية الترشيح التقليدية.

ثانيًا: سيناريوهات التطبيق في الصين: من الضرورة الصناعية إلى التغطية الشاملة لأمن المعيشة

1. معالجة مياه الصرف الصناعي: أداة تنقية لسيناريوهات التلوث العالي

• لمعالجة مياه الصرف الصحي العضوية عالية التركيز في صناعات مثل الهندسة الكيميائية، والطباعة والصباغة، والطلاء الكهربائي، تُعتمد عملية امتصاص الكربون النشط دي دي اتش + المعالجة الكيميائية الحيوية دي دي اتش. وهذا يزيد من معدل إزالة الطلب الكيميائي للأكسجين (سمك القد) والطلب البيولوجي للأكسجين (الطلب البيولوجي البيوكيميائي) إلى أكثر من 85%، مُلبيًا بذلك متطلبات تصريف مياه الصرف الصحي من الدرجة الأولى وفقًا لمعيار تصريف مياه الصرف المتكامل (بريطانيا العظمى 8978-1996).

• في معالجة مياه الصرف الصحي المحتوية على النفط في صناعات الفحم والبتروكيماويات، يُمكن للكربون المنشط امتصاص المواد النفطية والمواد العضوية القابلة للذوبان. هذا يُساعد على زيادة معدل إعادة استخدام مياه الصرف الصحي إلى 70%، ويُقلل من استهلاك الشركات لموارد المياه.

2. تنقية مياه الشرب: خط الدفاع الأخير لضمان سلامة جودة المياه في المرحلة النهائية

• أكثر من 60% من محطات إمدادات المياه على مستوى المحافظات وما فوقها في جميع أنحاء البلاد اعتمدت عملية المعالجة المتقدمة بالكربون المنشط. في معالجة التلوث الدقيق في مصادر المياه، يُمكن لهذه العملية إزالة سموم الطحالب وبقايا المبيدات بفعالية، مما يُحسّن بشكل كبير طعم مياه الشرب وسلامتها.

• أصبحت عناصر فلتر الكربون المنشط معيارًا أساسيًا في أجهزة تنقية المياه المنزلية والتجارية. عند دمجها مع تقنية أغشية التناضح العكسي، يُمكن تحقيق تنقية كاملة من المصدر إلى الصنبور، مُلائمةً بذلك خصائص جودة المياه المختلفة في شمال وجنوب الصين.

3. معالجة مياه الصرف الصحي البلدية المتقدمة: الدعم الرئيسي لاستخدام المياه المعاد تدويرها

• مع تقدم هدف الصين في استخدام المياه المُعاد تدويرها (الوصول إلى 35% بحلول عام 2025)، تُستخدم تقنية الكربون المنشط على نطاق واسع في تطوير وإعادة بناء أنظمة معالجة مياه الصرف الصحي البلدية. ويمكن استخدام المياه المُعاد تدويرها المُعالجة في الري الأخضر، والتبريد الصناعي، وتغذية الأنهار.

• أنشأت مدنٌ كبرى، مثل بكين وشانغهاي وشنتشن، عددًا من محطات معالجة المياه المُعاد تدويرها بتقنية الكربون النشط المُتقدم. تتجاوز طاقتها الإنتاجية اليومية 100 ألف طن، مما يُوفر دعمًا فنيًا أساسيًا لتوزيع موارد المياه الحضرية.

4. حوكمة السيناريوهات الخاصة: زيادة الطلب على خدمات التطهير الطارئة والخاصة

• في حالة حدوث حوادث تلوث المياه المفاجئة، يمكن إضافة الكربون النشط المسحوق بسرعة لامتصاص الملوثات في غضون 1-2 ساعة، مما يضمن سلامة مياه الشرب.

• في سيناريوهات مثل المعالجة المسبقة لتربية الأحياء المائية وتحلية مياه البحر، يمكن للكربون المنشط إزالة الروائح والمواد الغروية في الماء، مما يحسن معدل بقاء تربية الأحياء المائية وكفاءة تحلية المياه.

ثالثًا. آفاق السوق: مدفوعةً بالسياسات والطلب، يستمر إطلاق الإمكانات

• على مستوى السياسات: تتطلب الخطة الخمسية الرابعة عشرة لتطوير معالجة مياه الصرف الصحي في المناطق الحضرية واستغلال الموارد، بشكل واضح، تحسين قدرات معالجة مياه الصرف الصحي المتقدمة. وتُعزز لوائح حماية مصادر مياه الشرب إدارة التلوث الدقيق، مما يُتيح فوائد سياسية للتطبيق التكنولوجي.

• طلب السوق: تُنفَّذ باستمرار مشاريع مثل تطوير حماية البيئة في المؤسسات الصناعية، وتحديث محطات المياه القديمة، ومشاريع سلامة مياه الشرب الريفية. وهذا يُسهم في نمو الطلب السنوي على معدات وخدمات معالجة المياه بالكربون المنشط بأكثر من 12%.

• التطوير التكنولوجي: حققت مواد الكربون المنشط المحلية نجاحًا ملحوظًا. وزادت قدرة الامتصاص وكفاءة التجديد للكربون المنشط المصنوع من الخشب والفحم بنسبة 30%، بينما انخفضت التكاليف بنسبة 20%. وهذا يُقلل الاعتماد على الواردات ويُعزز تطبيق هذه التقنية على نطاق واسع.

رابعًا. اتجاهات الصناعة: الذكاء والتنمية الخضراء هما التوجهان الرئيسيان

• التكامل الذكي: ستُدمج المعدات وحدات مراقبة إنترنت الأشياء لمراقبة تشبع امتصاص الكربون المنشط آنيًا. ويمكنها إصدار تحذيرات مبكرة تلقائيًا للاستبدال أو التجديد، مما يُقلل من تكاليف التشغيل والصيانة.

• تطوير تكنولوجيا التجديد: سيتم الترويج لتقنيات مثل التجديد بدرجات حرارة عالية والتجديد بالموجات الدقيقة. سيؤدي ذلك إلى زيادة معدل تجديد الكربون المنشط إلى أكثر من 90%، وتقليل استهلاك الموارد.

• ابتكار المواد: يتسارع البحث والتطوير في مجال الكربون المنشط المُعدَّل الجديد (الكربون المنشط المُحمَّل بأيونات معدنية، والكربون المنشط بيولوجيًا). وقد زادت كفاءة امتصاص ملوثات مُحددة بأكثر من 50%، مما يجعله مناسبًا لحالات جودة المياه الأكثر تعقيدًا.

من الحوكمة الصناعية إلى ضمان سبل العيش، ومن الدورة الحضرية إلى التصدير الدولي، أصبحت تقنية معالجة المياه بالكربون المنشط دعامة أساسية لمكافحة تلوث المياه في الصين واستغلال مواردها. ومع التطوير المستمر لهذه التقنية والتوسع المستمر في تطبيقاتها، لن تساعد الصين على تحقيق هدفها البيئي المتمثل في مياه نقية وبنوك خضراء فحسب، بل ستلعب أيضًا دورًا مهمًا في حماية موارد المياه العالمية.