Brève introduction
L'installation combinée de traitement des eaux usées par énergie solaire (SBR) est une installation modulaire de traitement des eaux usées qui combine un système d'énergie solaire avec le procédé Sequencing Batch Reactor (SBR). Son objectif principal est de convertir l'énergie lumineuse en énergie électrique grâce à des panneaux photovoltaïques solaires, fournissant ainsi de l'énergie pour l'aération, l'agitation, le drainage et d'autres équipements du procédé SBR, et permettant un fonctionnement à faible émission de carbone et économe en énergie du traitement des eaux usées. Ce système convient aux scénarios avec une alimentation électrique instable, aux zones reculées ou à ceux qui nécessitent un traitement des eaux usées écologique et économe en énergie, alliant respect de l'environnement et durabilité.
Caractéristiques
Autonomie énergétique
La production d'électricité grâce à l'énergie solaire réduit la dépendance aux réseaux électriques traditionnels et diminue les coûts d'électricité d'exploitation, ce qui la rend particulièrement adaptée aux zones où les coupures de courant sont fréquentes ou où les prix de l'électricité sont élevés.
Lorsqu'il est équipé d'un système de stockage d'énergie (tel qu'une batterie), il peut fonctionner en continu par temps nuageux ou la nuit, assurant la stabilité de l'efficacité du traitement.
Conception modulaire et combinatoire
L'équipement est hautement intégré et peut être combiné de manière flexible en fonction de l'échelle de traitement. Il est pratique pour l'installation, l'extension ou le déplacement, et convient au traitement des eaux usées à moyenne et petite échelle (comme les villages, les sites pittoresques, les communautés, etc.).
Il occupe une petite surface, a une structure compacte et a de faibles exigences en matière de terrain et de site.
Capacité de traitement efficace des eaux usées
Combinant les avantages du procédé SBR, il peut éliminer efficacement la matière organique (DCO, DBO), l'azote, le phosphore et d'autres polluants, et la qualité de l'effluent répond aux normes.
Le fonctionnement séquentiel du SBR (influent, réaction, sédimentation et drainage) peut être ajusté de manière flexible pour s'adapter aux fluctuations de la qualité de l'eau et possède une forte capacité à résister aux charges de choc.
Protection de l'environnement et intelligence à faible émission de carbone
Il ne consomme pas d'énergie fossile et réduit les émissions de carbone, ce qui est conforme au concept de développement durable.
Il peut être combiné avec un système de contrôle automatisé pour ajuster automatiquement les paramètres de fonctionnement en fonction de la production d'énergie solaire et des indicateurs de qualité de l'eau, réduisant ainsi le coût de la maintenance manuelle.
Il a un large éventail de scénarios applicables
Il est applicable aux zones rurales reculées, aux îles, aux aires de service autoroutières et à d'autres régions éloignées des canalisations municipales, ou aux parcs écologiques avec des exigences élevées en matière de protection de l'environnement.
Principe
Le principe de l'installation combinée de traitement des eaux usées par énergie solaire peut être divisé en deux parties : le système d'énergie solaire et le système de procédé SBR. Les deux fonctionnent en coordination grâce à l'alimentation électrique et au fonctionnement des équipements :
(1) Principes des systèmes d'énergie solaire
Processus de conversion d'énergie
Production d'énergie solaire : Les panneaux photovoltaïques absorbent l'énergie lumineuse et la convertissent en courant continu (CC) grâce à l'effet photoélectrique.
Stockage et conversion de l'énergie électrique : Le courant continu est stocké dans la batterie via le contrôleur ou converti en courant alternatif (CA) via l'onduleur pour alimenter les équipements de traitement des eaux usées.
Gestion de l'énergie : Le système de contrôle ajuste la priorité d'alimentation en fonction de la production d'énergie en temps réel et de la demande d'énergie de l'équipement (par exemple, en donnant la priorité au fonctionnement des équipements d'aération), et active le système de stockage d'énergie lorsque l'énergie est insuffisante.
Équipement clé
Panneaux photovoltaïques solaires, batteries, onduleurs, contrôleurs, câbles et dispositifs de distribution d'énergie.
(II) Principes du système de procédé SBR
Le SBR (Sequencing Batch Reactor Activated Sludge Process) est un procédé intermittent de traitement des eaux usées. Son principe de base est de réaliser un traitement biochimique des eaux usées grâce à un contrôle temporel. Le processus spécifique est le suivant :
Phase d'entrée : Les eaux usées entrent dans le réacteur et le niveau d'eau augmente progressivement.
Phase de réaction (cœur)
Aération : De l'oxygène est fourni au réservoir grâce à des équipements d'aération alimentés par l'énergie solaire (tels que des soufflantes et des têtes d'aération). Les micro-organismes présents dans les boues activées dégradent la matière organique et effectuent simultanément des réactions de nitrification (conversion de l'azote ammoniacal en nitrate).
Agitation (facultatif) : Agitation en conditions anoxiques ou anaérobies pour réaliser la dénitrification pour l'élimination de l'azote ou l'élimination du phosphore.
Phase de sédimentation : L'aération et l'agitation sont arrêtées. Les boues activées se déposent sous l'action de la gravité, et les eaux usées et les boues sont séparées.
Phase de drainage : Le surnageant est déchargé par une pompe de drainage alimentée par l'énergie solaire, tandis qu'une partie des boues activées est conservée dans le réservoir (retour des boues) pour préparer le cycle suivant.
Phase de repos (facultatif) : Selon les exigences de qualité de l'eau, il peut être brièvement mis au repos pour restaurer l'activité des boues, ou entrer directement dans le cycle suivant.
(3) Le mécanisme de combinaison de l'énergie solaire et du SBR
Alimentation électrique : L'énergie solaire fournit de l'énergie aux équipements tels que les ventilateurs d'aération, les agitateurs et les pompes de drainage dans le procédé SBR, remplaçant l'alimentation électrique traditionnelle du réseau et réduisant la consommation d'énergie.
Optimisation collaborative : Le système de contrôle ajuste dynamiquement le cycle de fonctionnement du SBR en fonction de la production d'énergie solaire (par exemple, en augmentant le temps d'aération les jours ensoleillés et en raccourcissant le cycle les jours nuageux pour économiser de l'électricité), assurant un équilibre entre l'efficacité du traitement et l'utilisation de l'énergie.
Résumé
L'installation combinée de traitement des eaux usées par énergie solaire, grâce au modèle innovant de "énergie solaire + SBR", intègre les énergies renouvelables aux procédés efficaces de traitement des eaux usées. Elle tire non seulement parti de la flexibilité et de l'efficacité du procédé SBR, mais réalise également un fonctionnement à faible émission de carbone grâce à l'énergie solaire, offrant ainsi une solution durable pour le traitement décentralisé des eaux usées.
