Baru-baru ini, mereka mulai melakukannya mengembangkan beragam penggunaan energi terbarukan untuk kegiatan yang sangat berguna, seperti pengolahan air limbah. Energi terbarukan berpotensi mengubah cara kita mengelola limbah air di tingkat industri dan domestik.
Di antara teknologi yang sedang berkembang, Energi matahari menonjol dalam pengolahan air limbah industri, menawarkan peluang yang berkelanjutan dan efisien. Ada beberapa pendekatan berbeda yang menggabungkan energi matahari dengan proses pengolahan lanjutan seperti fotokatalisis dan fotodisinfeksi. Metode ini tidak hanya menghilangkan kontaminan tetapi juga memungkinkan hemat energi, efisiensi yang lebih besar dan dampak lingkungan yang lebih kecil.
Merintis proyek ilmiah
Di Universitas Almeria, sebuah penelitian sedang dilakukan mengenai pengolahan air limbah energi surya, berfokus pada desinfeksi dan dekontaminasi perairan industri. Proyek ini dipimpin oleh profesor José Luis Casas López, menggunakan proses inovatif yang mencakup lumpur aktif dan membran yang dikombinasikan dengan energi matahari.
Proses ini rumit, dan pada tahap ketiga penggunaannya fotokatalisis sebagai metode untuk mendegradasi kontaminan. Menurut penelitian tersebut, “degradasi polutan dihasilkan oleh radikal hidroksil yang dihasilkan dalam siklus oksidasi/reduksi besi fotokatalitik.” Jenis penelitian ini tidak hanya inovatif, namun juga mewakili solusi yang layak dalam hal ekologi dan ekonomi untuk mengelola limbah air.
Cara kerja fotokatalisis dalam pengolahan air
La fotokatalisis Ini adalah proses yang menggunakan sinar matahari untuk menghasilkan reaksi kimia yang memecah kontaminan yang ada dalam air. Hal ini dicapai melalui aksi katalis seperti titanium dioksida (TiO2) dan besi, yang bila terkena radiasi UV, menghasilkan radikal pengoksidasi tinggi seperti radikal hidroksil (OH·). Radikal ini bertanggung jawab untuk mengoksidasi dan memecah molekul pencemar, mengubahnya menjadi zat yang tidak terlalu berbahaya seperti karbon dioksida dan air.
Contoh nyata dari hal ini adalah penelitian yang dilakukan oleh Renewable Energy Institute, yang berhasil mengurangi toksisitas air limbah hingga 90% dengan metode ini. Radikal hidroksil memainkan peran penting dalam memecah senyawa organik yang kompleks dan berbahaya seperti pestisida, obat-obatan, dan bahan kimia industri.
Tantangan dan kemajuan dalam degradasi kontaminan yang muncul
Dalam konteks pengolahan air limbah, banyak penelitian berfokus pada menghilangkan kontaminan yang muncul, seperti residu farmasi, kosmetik, dan pestisida, yang sulit dihilangkan dengan pengolahan konvensional. Itu Polytechnic University of Madrid mengembangkan fotoreaktor kompak inovatif yang menggabungkan oksidasi elektrokimia dengan fotokatalisis untuk menyerang kontaminan ini. Reaktor ini menggunakan nanotube TiO2, bersama dengan sinar matahari atau LED, untuk memecah molekul yang sulit diolah.
Jenis kontaminan ini dikenal sebagai “kekhawatiran yang muncul”, karena dapat menyebabkan gangguan pada sistem endokrin dan saraf, gangguan hormonal, dan bahkan beberapa jenis kanker, menurut penelitian terbaru. Banyak di antaranya yang masih ada dan belum sepenuhnya dihilangkan dalam proses pengolahan air saat ini, sehingga menjadikannya fokus penelitian prioritas.
Proyek unggulan di Amerika Latin dan dampaknya terhadap kekeringan
Chili telah menjadi salah satu negara yang paling terkena dampak krisis air dalam beberapa tahun terakhir. Menyikapi permasalahan ini, tim yang dipimpin oleh Universidad Andrés Bello telah mengembangkan sistem pengolahan air abu-abu percontohan menggunakan energi matahari. Hasil awal menunjukkan bahwa sampai 80% polutan Hal ini dapat dihilangkan dengan memungkinkan penggunaan kembali air yang telah diolah untuk irigasi dan keperluan industri lainnya.
Proyek-proyek ini berupaya untuk mengoptimalkan penggunaan sumber air alternatif, menghindari eksploitasi sumber daya alam yang berlebihan dan beradaptasi dengan kebutuhan penduduk, terutama di daerah pedesaan. Inovasi utamanya terletak pada penggunaan tanah liat yang dimodifikasi dan titanium dioksida untuk aktivasi dengan adanya sinar matahari, sehingga menjadikan pengolahan lebih efisien dan ekologis.
Energi fotovoltaik surya untuk pengolahan air limbah
Kemajuan penting lainnya adalah penggunaan panel fotovoltaik diintegrasikan ke dalam proses pengolahan air. Panel-panel ini tidak hanya menghasilkan tenaga yang dibutuhkan untuk menjalankan pompa air dan peralatan lainnya, namun juga memainkan peran penting dalam beberapa desain reaktor.
Sistem yang dikenal dengan nama SolWat ini telah terbukti sangat efisien dalam mendisinfeksi dan menghasilkan energi secara bersamaan. Dengan sebuah lapisan tipis air Mengalir di atas panel surya, perangkat ini memungkinkan permukaan panel menjadi dingin, sehingga meningkatkan efisiensi energinya. Selain itu, radiasi UV dan inframerah jauh yang melewati air berkontribusi terhadap desinfeksi air limbah.
Implementasi pabrik percontohan dan masa depannya
Penggunaan pabrik percontohan sangat penting untuk menguji kelayakan teknologi ini dalam kondisi nyata. Pabrik ini memungkinkan evaluasi efisiensi katalis dan pengoperasian peralatan di skala industri. Di Chile, misalnya, proyek percontohan yang dibiayai oleh CORFO sedang berlangsung, yang memungkinkan rancangan instalasi pengolahan mandiri dengan energi surya.
Menurut direktur proyek ini, Elizabeth Garrido, hasil pertama menunjukkan bahwa teknologi ini dapat ditingkatkan dan diterapkan dalam skala besar. sektor industri yang berbeda, dari industri anggur hingga pengolahan air limbah. Ketika optimalisasi tercapai, pabrik-pabrik ini dapat menerapkan pompa dengan konsumsi energi yang lebih rendah, sehingga menjadikan prosesnya sepenuhnya berkelanjutan.
Manfaat lingkungan dan penghematan energi
Manfaat menggunakan Energia Surya untuk pengolahan air bermacam-macam. Pertama, sangat mengurangi konsumsi energi listrik dengan menggunakan energi matahari, yang berarti penghematan ekonomi dan pengurangan jejak karbon. Selain itu, penggunaan teknologi seperti fotokatalisis berhasil menghilangkan sebagian besar kontaminan dibandingkan dengan sistem tradisional.
Pembangkit yang menggunakan energi matahari juga menonjol karena menjadi solusi ideal untuk daerah pedesaan atau daerah dengan akses terbatas terhadap jaringan listrik. Air yang diolah tidak hanya dapat digunakan untuk irigasi, tetapi juga dapat memenuhi baku mutu untuk digunakan di industri atau bahkan di perkotaan.
Kemajuan dalam bidang ini akan menjadikan pengolahan air limbah bertenaga surya menjadi praktik standar, mengurangi ketergantungan pada sumber daya air konvensional dan membantu mengurangi masalah terkait kelangkaan air.
Proyek-proyek seperti yang dikembangkan di Universitas Almería, Universitas Jaén dan Universitas Andrés Bello merupakan contoh nyata bagaimana inovasi dan teknologi dapat menawarkan solusi terhadap permasalahan lingkungan jangka panjang. Menggabungkan energi matahari dengan metode pengolahan yang canggih memungkinkan air limbah tidak hanya dibersihkan dengan lebih efisien, tetapi juga dengan cara yang bertanggung jawab secara ekologis.
SAYA MENYIAPKAN PROYEK PENGOLAHAN AIR MELALUI FILTER ALAMI, DENGAN SISTEM POMPA TENAGA SURYA… SAYA PERLU INFORMASI LEBIH LANJUT.