Hệ thống xử lý nước thải phi tập trung năng lượng mặt trời ngoài trời cho tưới nước nông nghiệp

Bể lọc nước thải sinh hoạt gia đình sử dụng năng lượng mặt trời là một thiết bị xử lý nước thu nhỏ, tích hợp công nghệ năng lượng mặt trời và quy trình xử lý nước thải, được thiết kế đặc biệt cho các gia đình nông thôn, hộ gia đình đơn lẻ hoặc các khu dân cư quy mô nhỏ ở vùng sâu vùng xa. Chức năng cốt lõi của nó là làm sạch nước thải sinh hoạt (như nước thải nhà bếp, nước giặt, nước thải nhà vệ sinh, v.v.) thành chất lượng nước đáp ứng các tiêu chuẩn tưới tiêu đồng ruộng thông qua các quy trình xử lý vật lý và sinh hóa được cung cấp bởi năng lượng mặt trời, đạt được việc sử dụng tài nguyên nước thải. Đồng thời, nó làm giảm sự phụ thuộc vào lưới điện truyền thống và giảm chi phí vận hành.
Tự cung cấp năng lượng
Chất lượng nước đạt tiêu chuẩn
Chất lượng nước đã xử lý tuân thủ "Tiêu chuẩn chất lượng nước để tưới tiêu đồng ruộng" (GB 5084-2021) và các chỉ số chính (như pH, chất rắn lơ lửng, kim loại nặng, vi khuẩn coliform phân, v.v.) đều đáp ứng các yêu cầu tưới tiêu cây trồng, tránh ô nhiễm đất và cây trồng.
2. Tiết kiệm nước và nâng cao hiệu quả
Tái chế nước thải sinh hoạt làm nguồn nước tưới làm giảm lượng nước ngọt, đặc biệt thích hợp cho các khu vực khan hiếm nước. Các chất dinh dưỡng như nitơ và phốt pho trong nước và phân bón có thể được cây trồng hấp thụ và thay thế một phần phân bón hóa học.
3. Thân thiện với môi trường
Giảm thiểu hiện tượng phú dưỡng nước do xả thải trực tiếp (như sông đen và có mùi hôi, tảo nở hoa) và bảo vệ môi trường sinh thái nông thôn.
Nguyên lý hoạt động
Quá trình xử lý của một bể lọc nước thải sinh hoạt gia đình nhỏ sử dụng năng lượng mặt trời thường bao gồm các giai đoạn sau và các kết hợp quy trình khác nhaucó thể thay đổi một chút:
1. Giai đoạn tiền xử lý
Lọc lưới: Thông qua lưới vật lý, các tạp chất hạt lớn (như lá rau, giấy vụn và nhựa) trong nước thải được loại bỏ để ngăn chặn tắc nghẽn đường ống sau này.
Buồng chứa cát/bể điều hòa: Nó lắng các hạt vô cơ như cát và bùn trong nước thải, đồng thời cân bằng chất lượng và số lượng nước, tạo điều kiện ổn định cho quá trình xử lý tiếp theo.
2. Giai đoạn xử lý sinh hóa (liên kết cốt lõi)
Phản ứng kỵ khí: Khi nước thải đi vào bể kỵ khí, trong điều kiện kỵ khí, vi khuẩn kỵ khí phân hủy các chất hữu cơ phân tử lớn thành các chất hữu cơ phân tử nhỏ (như axit béo), làm giảm nồng độ COD và tạo ra một lượng nhỏ khí sinh học (có thể được thu gom và sử dụng hoặc thải ra).
Phản ứng hiếu khí: Oxi được cung cấp cho bể hiếu khí thông qua các thiết bị sục khí chạy bằng năng lượng mặt trời (như máy sục khí vi lỗ) và vi sinh vật hiếu khí (như bùn hoạt tính và quần thể vi khuẩn trên màng sinh học) tiếp tục phân hủy chất hữu cơ, trong khi nitơ amoni (NH₃-N) được loại bỏ thông qua quá trình nitrat hóa.
Loại bỏ nitơ và phốt pho sinh học: Một số quy trình được trang bị bể thiếu oxy, chuyển đổi nitrat nitơ thành khí nitơ thông qua quá trình khử nitơ để đạt được việc loại bỏ nitơ. Phốt pho (TP) được loại bỏ thông qua sự hấp thụ phốt pho quá mức của các sinh vật tích tụ polyphosphate.
3. Giai đoạn xử lý nâng cao (tùy chọn)
Xử lý màng (như màng MBR): Thông qua màng siêu lọc hoặc vi lọc, vi sinh vật và chất rắn lơ lửng được tách ra để cải thiện hơn nữa chất lượng nước. Mô-đun màng có thể giữ lại vi khuẩn, vi rút và các mầm bệnh khác, và nước thải có thể được tái sử dụng (ví dụ: để tưới tiêu và xả nhà vệ sinh).
Khử trùng: Khử trùng bằng tia cực tím (cung cấp năng lượng mặt trời) hoặc các chất hóa học (như natri hypochlorite) được sử dụng để tiêu diệt các vi sinh vật còn lại để đảm bảo vệ sinh và an toàn cho nước thải.
4. Xử lý bùn
Bùn lắng được xả định kỳ vào bể bùn. Thông qua quá trình phân hủy kỵ khí, lượng bùn được giảm đi. Bùn còn lại có thể được sử dụng làm nguyên liệu thô để sản xuất phân bón hữu cơ, đạt được việc sử dụng tài nguyên.
5. Hệ thống cung cấp điện năng lượng mặt trời
Tấm pin mặt trời: Chuyển đổi năng lượng mặt trời thành năng lượng điện, lưu trữ trong pin và cung cấp năng lượng cho các thiết bị như bơm sục khí, hệ thống điều khiển và xả mô-đun màng.
Quản lý năng lượng: Bộ điều khiển được sử dụng để tối ưu hóa việc phân phối năng lượng điện, đảm bảo rằng thiết bị vẫn có thể hoạt động ổn định khi có ánh sáng không đủ (chẳng hạn như dựa vào nguồn điện từ pin vào ban đêm).
Các kịch bản ứng dụng điển hình
Vùng nông thôn và vùng sâu vùng xa: Thay thế bể tự hoại truyền thống, giải quyết vấn đề xử lý nước thải sinh hoạt phân tán và cải thiện môi trường nước ở nông thôn.
Điểm du lịch và nhà nghỉ: Xử lý nước thải sinh hoạt từ khách du lịch, bảo vệ hệ sinh thái cảnh quan tự nhiên và đáp ứng các yêu cầu bảo vệ môi trường.
Cộng đồng nhỏ và trường học: Cung cấp các giải pháp xử lý nước thải tại chỗ cho các tòa nhà có vài trăm người để tránh chi phí đặt đường ống nước thải.
Kịch bản cứu trợ thảm họa khẩn cấp: Triển khai nhanh chóng, xử lý nước thải sinh hoạt tại các địa điểm tái định cư tạm thời và đảm bảo vệ sinh và an toàn.

Thông số

Sơ đồ