Sistem Pengolahan Air Limbah Terdesentralisasi Energi Surya Untuk Irigasi Tanah Pertanian

Tangki pemurnian limbah rumah tangga bertenaga surya adalah peralatan pengolahan air berukuran kecil yang mengintegrasikan teknologi energi surya dan proses pengolahan limbah, yang dirancang khusus untuk keluarga pedesaan, rumah tangga tunggal atau area perumahan skala kecil di daerah terpencil. Fungsi utamanya adalah untuk memurnikan limbah domestik (seperti air limbah dapur, air cucian, limbah toilet, dll.) menjadi kualitas air yang memenuhi standar untuk irigasi lahan pertanian melalui proses pengolahan fisik dan biokimia yang digerakkan oleh energi surya, mencapai pemanfaatan sumber daya limbah. Pada saat yang sama, mengurangi ketergantungan pada jaringan listrik tradisional dan menurunkan biaya operasional.
Kemandirian energi
Kualitas air memenuhi standar
Kualitas air yang diolah sesuai dengan "Standar Kualitas Air untuk Irigasi Lahan Pertanian" (GB 5084-2021), dan indikator utama (seperti pH, padatan tersuspensi, logam berat, bakteri coliform tinja, dll.) semuanya memenuhi persyaratan untuk irigasi tanaman, menghindari polusi tanah dan tanaman.
2. Konservasi air dan peningkatan efisiensi
Mendaur ulang limbah domestik sebagai sumber air irigasi mengurangi asupan sumber daya air tawar, yang sangat cocok untuk daerah yang kekurangan air. Nutrisi seperti nitrogen dan fosfor dalam air dan pupuk dapat diserap oleh tanaman dan sebagian menggantikan pupuk kimia.
3. Ramah lingkungan
Mengurangi eutrofikasi air yang disebabkan oleh pembuangan limbah langsung (seperti sungai yang berwarna hitam dan berbau busuk serta ledakan alga), dan melindungi lingkungan ekologi pedesaan.
Prinsip kerja
Proses pengolahan tangki pemurnian limbah domestik bertenaga surya kecil biasanya mencakup tahap-tahap berikut, dan kombinasi proses yang berbedamungkin sedikit berbeda:
1. Tahap pra-perlakuan
Penyaringan grid: Melalui grid fisik, kotoran partikel besar (seperti daun sayuran, sobekan kertas, dan plastik) dalam limbah dihilangkan untuk mencegah penyumbatan saluran pipa selanjutnya.
Ruang pasir/tangki pengatur: Mengendapkan partikel anorganik seperti pasir dan lumpur dalam limbah, dan pada saat yang sama menyeimbangkan kualitas dan kuantitas air, menciptakan kondisi yang stabil untuk pengolahan selanjutnya.
2. Tahap pengolahan biokimia (tautan inti)
Reaksi anaerobik: Ketika air limbah memasuki tangki anaerobik, di bawah kondisi anaerobik, bakteri anaerobik menguraikan bahan organik molekul besar menjadi bahan organik molekul kecil (seperti asam lemak), mengurangi konsentrasi COD dan menghasilkan sejumlah kecil biogas (yang dapat dikumpulkan dan dimanfaatkan atau dibuang).
Reaksi aerobik: Oksigen dipasok ke tangki aerobik melalui perangkat aerasi bertenaga surya (seperti aerator mikro-pori), dan mikroorganisme aerobik (seperti lumpur aktif dan komunitas bakteri pada biofilm) selanjutnya menguraikan bahan organik, sementara nitrogen amonia (NH₃-N) dihilangkan melalui nitrifikasi.
Penghilangan nitrogen dan fosfor biologis: Beberapa proses dilengkapi dengan tangki anoksik, yang mengubah nitrogen nitrat menjadi gas nitrogen melalui denitrifikasi untuk mencapai penghilangan nitrogen. Fosfor (TP) dihilangkan melalui penyerapan fosfor yang berlebihan dari organisme pengumpul polifosfat.
3. Tahap Pengolahan Lanjutan (opsional)
Pengolahan membran (seperti membran MBR): Melalui membran ultrafiltrasi atau mikrofiltrasi, mikroorganisme dan padatan tersuspensi dipisahkan untuk lebih meningkatkan kualitas air. Modul membran dapat menahan bakteri, virus, dan patogen lainnya, dan efluen dapat digunakan kembali (seperti untuk irigasi dan pembilasan toilet).
Desinfeksi: Desinfeksi ultraviolet (ditenagai oleh energi surya) atau bahan kimia (seperti natrium hipoklorit) digunakan untuk membunuh mikroorganisme sisa untuk memastikan kebersihan dan keamanan efluen.
4. Pengolahan lumpur
Lumpur yang mengendap secara teratur dibuang ke dalam tangki lumpur. Melalui pencernaan anaerobik, jumlah lumpur berkurang. Sisa lumpur dapat digunakan sebagai bahan baku untuk pupuk organik, mencapai pemanfaatan sumber daya.
5. Sistem pasokan tenaga surya
Panel fotovoltaik: Mengubah energi surya menjadi energi listrik, menyimpannya dalam baterai, dan memasok daya ke peralatan seperti pompa aerasi, sistem kontrol, dan pembilasan modul membran.
Manajemen energi: Pengontrol digunakan untuk mengoptimalkan distribusi energi listrik, memastikan bahwa peralatan masih dapat beroperasi secara stabil ketika ada cahaya yang tidak mencukupi (seperti mengandalkan pasokan daya baterai di malam hari).
Skenario aplikasi tipikal
Daerah pedesaan dan terpencil: Gantikan tangki septik tradisional, selesaikan masalah pengolahan limbah domestik yang terdesentralisasi, dan tingkatkan lingkungan air di daerah pedesaan.
Tempat wisata dan homestay: Mengolah limbah domestik dari turis, melindungi ekologi lanskap alam, dan memenuhi persyaratan perlindungan lingkungan.
Komunitas kecil dan sekolah: Menyediakan solusi pengolahan limbah di tempat untuk bangunan yang dihuni beberapa ratus orang untuk menghindari biaya pemasangan saluran pipa limbah.
Skenario bantuan bencana darurat: Pengerahan cepat, pengolahan limbah domestik di lokasi pemukiman kembali sementara, dan memastikan kebersihan dan keamanan.

Parameter

Diagram