Sistemi di trattamento delle acque reflue decentralizzati a energia solare per l'irrigazione dei terreni agricoli

Il serbatoio di depurazione delle acque reflue domestiche a energia solare è un'apparecchiatura di trattamento delle acque in miniatura che integra la tecnologia dell'energia solare e i processi di trattamento delle acque reflue, appositamente progettata per le famiglie rurali, le abitazioni unifamiliari o le aree residenziali su piccola scala in regioni remote. La sua funzione principale è quella di purificare le acque reflue domestiche (come le acque di scarico della cucina, l'acqua di lavaggio, le acque reflue dei servizi igienici, ecc.) in una qualità dell'acqua che soddisfi gli standard per l'irrigazione dei terreni agricoli attraverso processi di trattamento fisico e biochimico alimentati dall'energia solare, ottenendo il riutilizzo delle acque reflue. Allo stesso tempo, riduce la dipendenza dalle tradizionali reti elettriche e abbassa i costi operativi.
Autosufficienza energetica
La qualità dell'acqua soddisfa gli standard
La qualità dell'acqua trattata è conforme allo "Standard di qualità dell'acqua per l'irrigazione dei terreni agricoli" (GB 5084-2021) e i principali indicatori (come pH, solidi sospesi, metalli pesanti, batteri coliformi fecali, ecc.) soddisfano tutti i requisiti per l'irrigazione delle colture, evitando l'inquinamento del suolo e delle colture.
2. Conservazione dell'acqua e miglioramento dell'efficienza
Il riciclo delle acque reflue domestiche come fonte di acqua per l'irrigazione riduce l'assunzione di risorse idriche fresche, il che è particolarmente adatto alle aree con scarsità d'acqua. I nutrienti come l'azoto e il fosforo presenti nell'acqua e nei fertilizzanti possono essere assorbiti dalle colture e sostituire parzialmente i fertilizzanti chimici.
3. Ecologico
Ridurre l'eutrofizzazione dell'acqua causata dallo scarico diretto delle acque reflue (come fiumi neri e maleodoranti e fioriture algali) e proteggere l'ambiente ecologico rurale.
Principio di funzionamento
Il processo di trattamento di un piccolo serbatoio di depurazione delle acque reflue domestiche a energia solare comprende solitamente le seguenti fasi, e diverse combinazioni di processi possono variare leggermente:
1. Fase di pretrattamento
Filtrazione a griglia: Attraverso griglie fisiche, le impurità a grandi particelle (come foglie di verdura, ritagli di carta e plastica) nelle acque reflue vengono rimosse per prevenire blocchi successivi delle tubazioni.
Camera di sabbia/vasca di regolazione: Depone le particelle inorganiche come sabbia e limo nelle acque reflue e, allo stesso tempo, bilancia la qualità e la quantità dell'acqua, creando condizioni stabili per il trattamento successivo.
2. Fase di trattamento biochimico (collegamento principale)
Reazione anaerobica: Quando le acque reflue entrano nel serbatoio anaerobico, in condizioni anaerobiche, i batteri anaerobici decompongono la materia organica a grandi molecole in materia organica a piccole molecole (come gli acidi grassi), riducendo la concentrazione di COD e generando una piccola quantità di biogas (che può essere raccolto e utilizzato o scaricato).
Reazione aerobica: L'ossigeno viene fornito al serbatoio aerobico attraverso dispositivi di aerazione a energia solare (come aeratori microporosi) e i microrganismi aerobici (come i fanghi attivi e le comunità batteriche sui biofilm) decompongono ulteriormente la materia organica, mentre l'azoto ammoniacale (NH₃-N) viene rimosso attraverso la nitrificazione.
Rimozione biologica di azoto e fosforo: Alcuni processi sono dotati di serbatoi anossici, che convertono l'azoto nitrato in gas azoto attraverso la denitrificazione per ottenere la rimozione dell'azoto. Il fosforo (TP) viene rimosso attraverso l'eccessivo assorbimento di fosforo da parte degli organismi accumulanti polifosfati.
3. Fase di trattamento avanzato (opzionale)
Trattamento a membrana (come le membrane MBR): Attraverso membrane di ultrafiltrazione o microfiltrazione, i microrganismi e i solidi sospesi vengono separati per migliorare ulteriormente la qualità dell'acqua. I moduli a membrana possono trattenere batteri, virus e altri agenti patogeni e l'effluente può essere riutilizzato (ad esempio per l'irrigazione e lo scarico dei servizi igienici).
Disinfezione: Vengono utilizzati la disinfezione a raggi ultravioletti (alimentata da energia solare) o agenti chimici (come l'ipoclorito di sodio) per uccidere i microrganismi residui e garantire l'igiene e la sicurezza dell'effluente.
4. Trattamento dei fanghi
I fanghi depositati vengono scaricati regolarmente nel serbatoio dei fanghi. Attraverso la digestione anaerobica, la quantità di fanghi viene ridotta. I fanghi rimanenti possono essere utilizzati come materia prima per fertilizzanti organici, ottenendo il riutilizzo delle risorse.
5. Sistema di alimentazione a energia solare
Pannelli fotovoltaici: Convertire l'energia solare in energia elettrica, immagazzinarla nelle batterie e fornire energia ad apparecchiature come pompe di aerazione, sistemi di controllo e lavaggio dei moduli a membrana.
Gestione dell'energia: Il controller viene utilizzato per ottimizzare la distribuzione dell'energia elettrica, garantendo che l'apparecchiatura possa ancora funzionare in modo stabile in caso di luce insufficiente (ad esempio, affidandosi all'alimentazione a batteria di notte).
Scenari applicativi tipici
Aree rurali e remote: Sostituire le tradizionali fosse settiche, risolvere il problema del trattamento decentralizzato delle acque reflue domestiche e migliorare l'ambiente idrico nelle aree rurali.
Luoghi panoramici e alloggi in famiglia: Trattare le acque reflue domestiche dei turisti, proteggere l'ecologia del paesaggio naturale e soddisfare i requisiti di protezione ambientale.
Piccole comunità e scuole: Fornire soluzioni di trattamento delle acque reflue in loco per edifici di diverse centinaia di persone per evitare i costi di posa delle tubazioni fognarie.
Scenario di soccorso in caso di calamità: Implementazione rapida, trattamento delle acque reflue domestiche in siti di reinsediamento temporaneo e garanzia di igiene e sicurezza.

Parametro

Diagramma