Breve introduzione
Il sistema industriale di nanofiltrazione solare è un dispositivo per il trattamento delle acque reflue che combina la tecnologia solare con la tecnologia delle membrane di nanofiltrazione, utilizzato principalmente per il recupero e la purificazione delle acque reflue industriali. Questo sistema è alimentato da energia solare per guidare il processo di filtrazione e utilizza materiali membranari con dimensioni dei pori nanoscopiche per separare selettivamente gli inquinanti nelle acque reflue (come ioni di metalli pesanti, materia organica, colloidi, ecc.), raggiungendo in definitiva il riciclo o lo scarico standard delle acque reflue. Il suo vantaggio principale risiede nella combinazione di energia rinnovabile ed efficiente tecnologia di separazione a membrana, adatta a scenari industriali con alimentazione insufficiente o con la necessità di ridurre il consumo energetico (come le industrie chimiche, farmaceutiche e tessili).
Caratteristiche del sistema
Conservazione dell'energia e protezione ambientale
Alimentato da energia solare, riduce il consumo energetico tradizionale e le emissioni di carbonio, soddisfacendo le esigenze dell'industria verde.
Non è necessario aggiungere agenti chimici, evitando l'inquinamento secondario e rendendo il processo di trattamento più ecologico.
Capacità di separazione ad alta efficienza
La dimensione dei pori delle membrane di nanofiltrazione è solitamente da 1 a 10 nanometri, in grado di trattenere sostanze con pesi molecolari compresi tra 100 e 1000 Da. Il tasso di rimozione di metalli pesanti, sostanze organiche e ioni di durezza (come ioni calcio e magnesio) è superiore al 90%.
Può raggiungere simultaneamente molteplici obiettivi come la desalinizzazione, la decolorazione e la rimozione di inquinanti in tracce, e la qualità dell'effluente è stabile.
Stabilità operativa e adattabilità
I materiali membranari (come poliammide, ceramica e nanomateriali compositi) possiedono resistenza agli acidi e agli alcali, nonché proprietà anti-inquinamento, rendendoli adatti a complessi ambienti di acque reflue industriali.
Il sistema di alimentazione solare può essere combinato con dispositivi di accumulo di energia per ottenere un funzionamento in tutte le condizioni atmosferiche e adattarsi alle condizioni di luce di diverse regioni.
Modularizzazione e facile manutenzione
Il sistema adotta un design modulare, che può essere espanso in modo flessibile in base al volume di trattamento delle acque reflue ed è facile da installare.
I moduli a membrana possono essere rigenerati tramite pulizia chimica o lavaggio fisico, con bassi costi di manutenzione e una lunga durata (solitamente da 3 a 5 anni).
Principio di funzionamento
1. Conversione e azionamento dell'energia solare
Modulo di generazione di energia solare: converte l'energia solare in energia elettrica attraverso pannelli fotovoltaici, fornendo energia per pompe idrauliche, sistemi di controllo e moduli a membrana e promuovendo la circolazione delle acque reflue all'interno del sistema.
Sistema di accumulo di energia: se dotato di batteria, può immagazzinare energia elettrica quando non c'è luce, garantendo il funzionamento continuo del sistema.
2. Meccanismo di separazione a membrana di nanofiltrazione
Effetto di screening: sotto la spinta della pressione, le acque reflue passano attraverso la membrana di nanofiltrazione e le particelle più grandi delle dimensioni dei pori della membrana, i colloidi e le grandi sostanze organiche molecolari vengono trattenute.
Repulsione di carica: la superficie della membrana porta una carica (come una carica negativa), che può respingere ioni simili (come anioni) attraverso l'interazione elettrostatica, ottenendo la rimozione selettiva degli inquinanti ionici (come la riduzione della durezza delle acque reflue).
Diffusione e adsorbimento: alcuni inquinanti a piccole molecole possono essere rimossi attraverso la diffusione attraverso i pori del materiale della membrana o l'adsorbimento superficiale.
3. Processo di trattamento delle acque reflue
Pretrattamento: le acque reflue passano prima attraverso una griglia, una vasca di sedimentazione, ecc. per rimuovere le impurità a grandi particelle per evitare l'intasamento del modulo a membrana.
Nanofiltrazione: dopo il pretrattamento, le acque reflue passano attraverso la membrana di nanofiltrazione a una pressione di 0,5-1,5 MPa sotto l'azione di una pompa idraulica alimentata a energia solare. Gli inquinanti vengono trattenuti e l'acqua limpida passa attraverso la membrana per diventare l'acqua di prodotto.
Concentrazione e recupero: l'acqua concentrata trattenuta può essere ulteriormente trattata o le sostanze preziose (come gli ioni di metalli pesanti) possono essere recuperate. L'acqua prodotta può essere riutilizzata o scaricata dopo aver soddisfatto gli standard.
Estendi gli scenari applicativi
Riutilizzo delle acque reflue industriali: ad esempio, le acque reflue di pulizia dell'industria elettronica e le acque reflue di galvanica vengono trattate e riutilizzate nel processo di produzione.
In aree con scarsità d'acqua: integrando la desalinizzazione dell'acqua di mare o la purificazione dell'acqua salmastra alimentata a energia solare, è possibile fornire fonti di acqua pulita.
Trattamento delle acque reflue in aree remote: non è richiesta la connessione alla rete elettrica esterna, adatta a parchi industriali o aree minerarie prive di infrastrutture.
Questo sistema, attraverso un'innovativa combinazione di "energia solare + tecnologia a membrana", fornisce una soluzione a basso consumo energetico e altamente affidabile per il trattamento delle acque reflue industriali, particolarmente adatta a scenari industriali moderni che perseguono lo sviluppo sostenibile.
