نظام جديد يستخدم الطاقة الشمسية لمعالجة مياه الصرف الصحي
قام باحثون إسبان بتطوير نظام جديد يقوم بإنتاج الطاقة الشمسية وتعقيم مياه الصرف الصحي في نفس الوقت.
Image Source: ResearchGate
قام باحثون من جامعة Jaen الإسبانية بتطوير تقنية جديدة لتعقيم مياه الصرف الصحي وإنتاج الطاقة الشمسية.
صُمم نظام Open SoWat للمعالجة الثلاثية – وهي العملية الثالثة والأخيرة في محطات معالجة مياه الصرف الصحي (WWTP). وهو تطوير لتقنية SolWat التي تتكون من تقنية كيميائية ضوئية تجمع بين وحدات الطاقة الشمسية ومفاعلات تعقيم المياه.
وقال الباحث ج. توريس، لتوسيع استخدام النظام تجارياً، نحتاج إلى إجراء دراسات تجريبية أولية باستخدام نموذج أولي واسع النطاق. وسيشمل تحسين هذه التقنية استخدام مضخات مياه موفرة للطاقة. بالإضافة إلى ذلك، سيتم إجراء دراسة لاستهلاك الطاقة وتحليل اقتصادي للنظام.
وأوضحت مجموعة البحث أن التقنية تستفيد من أطوال موجية مختلفة من الإشعاع الشمسي لأغراض متميزة. حيث تستخدم الأشعة فوق البنفسجية (UV) والأشعة تحت الحمراء البعيدة (FIR) لتعقيم المياه، مما يقلل بشكل كبير من وجود الكائنات الحية الدقيقة الضارة. بالإضافة إلى ذلك، يتم استخدام الأشعة المرئية (VIS) والأشعة تحت الحمراء القريبة (NIR) لتوليد الكهرباء من خلال الوحدة الكهروضوئية.
يعمل نظام Open SoWat بشكل ديناميكي مع إعادة تدوير المياه لتقليل درجة حرارة التشغيل للوحدة الشمسية. ويتكون من وحدة كهروضوئية يتدفق فوقها غشاء رقيق من الماء بسمك 1 مم بفضل نظام ضخ. يتم توزيع المياه على الجانب الأمامي للوحة ثم يتم جمعها في خزان مياه خارجي مصنوع من مقاطع ألمنيوم على شكل حرف L، مع قمع ينقل المياه إلى الخزان.
وقال العلماء، يتعرض الخزان للإشعاع الشمسي ويعمل كمفاعل لتعقيم المياه بالطاقة الشمسية، مشيرين إلى أنه في تكوين SolWat المغلق الكلاسيكي، يتم وضع غشاء رقيق من مياه الصرف الصحي بسمك 18 مم على الوحدة الكهروضوئية، مغلفًا بزجاج البوروسيليكات.
لاختبار جدوى النظام، قام العلماء ببناء نموذجين أوليين – نظام Small Open SolWat ونظام Big Open SolWat .
وأوضحوا، يتكون المفاعل الأول فقط من مقطع ألمنيوم على شكل حرف L فوق الوحدة الكهروضوئية، مجهز بأنبوب مثقب به 53 أنبوباً صغيراً لتصريف المياه، متباعدة 1 سم. أما المفاعل الثاني فهو خزان مياه مفتوح شفاف يبلغ مقاسه 62 سم × 45 سم × 18 سم.
يستخدم أكبر نموذج أولي للوح بقدرة 45 وات من الشركة المصنعة البريطانية PV Logic، ومفاعلين للمياه، ومضخة مياه ذات اقتران مغناطيسي مع معدل تدفق متوسط يبلغ 8.9 لتر / دقيقة من إنتاج شركة Flojet Corporation الألمانية. أما النظام الأصغر فيستخدم للوح بقدرة اسمية 5 وات.
Image Source : Universidad de Jaén, environmental science proceedings
المصدر: LIOR KAHANA
