Breve introducción
El sistema industrial de nanofiltración solar es un dispositivo de tratamiento de aguas residuales que combina la tecnología solar con la tecnología de membranas de nanofiltración, utilizado principalmente para la recuperación y purificación de aguas residuales industriales. Este sistema se alimenta con energía solar para impulsar el proceso de filtración y utiliza materiales de membrana con tamaños de poro a nanoescala para separar selectivamente los contaminantes en las aguas residuales (como iones de metales pesados, materia orgánica, coloides, etc.), logrando en última instancia el reciclaje o la descarga estándar de las aguas residuales. Su principal ventaja radica en la combinación de energía renovable y tecnología de separación por membrana eficiente, lo que lo hace adecuado para escenarios industriales con suministro de energía insuficiente o la necesidad de reducir el consumo de energía (como las industrias química, farmacéutica y textil).
Características del sistema
Conservación de energía y protección ambiental
Impulsado por energía solar, reduce el consumo de energía tradicional y disminuye las emisiones de carbono, satisfaciendo las demandas de la industria verde.
No es necesario agregar agentes químicos, evitando la contaminación secundaria y haciendo que el proceso de tratamiento sea más respetuoso con el medio ambiente.
Capacidad de separación de alta eficiencia
El tamaño de poro de las membranas de nanofiltración suele ser de 1 a 10 nanómetros, capaz de retener sustancias con pesos moleculares que oscilan entre 100 y 1000 Da. La tasa de eliminación de metales pesados, sustancias orgánicas e iones de dureza (como iones de calcio y magnesio) es superior al 90%.
Puede lograr simultáneamente múltiples objetivos, como la desalinización, la decoloración y la eliminación de contaminantes traza, y la calidad del efluente es estable.
Estabilidad operativa y adaptabilidad
Los materiales de la membrana (como la poliamida, la cerámica y los nanomateriales compuestos) poseen resistencia a ácidos y álcalis, así como propiedades anticontaminación, lo que los hace adecuados para entornos complejos de aguas residuales industriales.
El sistema de suministro de energía solar se puede combinar con dispositivos de almacenamiento de energía para lograr un funcionamiento en todo clima y adaptarse a las condiciones de luz de diferentes regiones.
Modularización y fácil mantenimiento
El sistema adopta un diseño modular, que se puede expandir de forma flexible de acuerdo con el volumen de tratamiento de aguas residuales y es fácil de instalar.
Los módulos de membrana se pueden regenerar mediante limpieza química o lavado físico, con bajos costos de mantenimiento y una larga vida útil (generalmente de 3 a 5 años).
Principio de funcionamiento
1. Conversión y accionamiento de energía solar
Módulo de generación de energía solar: Convierte la energía solar en energía eléctrica a través de paneles fotovoltaicos, proporcionando energía para bombas de agua, sistemas de control y módulos de membrana, y promoviendo la circulación de aguas residuales dentro del sistema.
Sistema de almacenamiento de energía: Si está equipado con una batería, puede almacenar energía eléctrica cuando no hay luz, asegurando el funcionamiento continuo del sistema.
2. Mecanismo de separación por membrana de nanofiltración
Efecto de cribado: Bajo el impulso de la presión, las aguas residuales pasan a través de la membrana de nanofiltración, y las partículas más grandes que el tamaño de poro de la membrana, los coloides y las sustancias orgánicas de gran tamaño molecular se retienen.
Repulsión de carga: La superficie de la membrana lleva una carga (como una carga negativa), que puede repeler iones similares (como aniones) a través de la interacción electrostática, logrando la eliminación selectiva de contaminantes iónicos (como la reducción de la dureza de las aguas residuales).
Difusión y adsorción: Algunos contaminantes de moléculas pequeñas se pueden eliminar mediante difusión a través de los poros del material de la membrana o la adsorción superficial.
3. Proceso de tratamiento de aguas residuales
Pretratamiento: Las aguas residuales primero pasan a través de una rejilla, un tanque de sedimentación, etc. para eliminar las impurezas de partículas grandes y evitar la obstrucción del módulo de membrana.
Nanofiltración: Después del pretratamiento, las aguas residuales pasan a través de la membrana de nanofiltración a una presión de 0,5 a 1,5 MPa bajo la acción de una bomba de agua alimentada por energía solar. Los contaminantes se retienen y el agua clara pasa a través de la membrana para convertirse en agua producto.
Concentración y recuperación: El agua concentrada retenida se puede tratar aún más o se pueden recuperar sustancias valiosas (como iones de metales pesados). El agua producida se puede reutilizar o descargar después de cumplir con los estándares.
Ampliar escenarios de aplicación
Reutilización de aguas residuales industriales: Por ejemplo, las aguas residuales de limpieza de la industria electrónica y las aguas residuales de galvanoplastia se tratan y reutilizan en el proceso de producción.
En áreas con escasez de agua: Al integrar la desalinización solar o la purificación de agua salobre, se pueden proporcionar fuentes de agua limpia.
Tratamiento de aguas residuales en áreas remotas: No se requiere conexión a la red eléctrica externa, adecuado para parques industriales o áreas mineras que carecen de infraestructura.
Este sistema, a través de una combinación innovadora de "energía solar + tecnología de membrana", proporciona una solución de bajo consumo energético y altamente confiable para el tratamiento de aguas residuales industriales, especialmente adecuada para escenarios industriales modernos que buscan el desarrollo sostenible.
