淺述高效節(jié)水灌溉系統(tǒng)中過(guò)濾器的選取方法

[摘 要] 巴州地區(qū)是“沙漠綠洲，灌溉農(nóng)業(yè)”。從2002年至今，巴音郭楞蒙古自治州已實(shí)施了多項(xiàng)高新節(jié)水灌溉工程，通過(guò)對(duì)已建微灌工程的調(diào)查和總結(jié)，灌溉系統(tǒng)中保障水源清潔，清除水流內(nèi)雜質(zhì)的關(guān)鍵設(shè)備是過(guò)濾器，選擇合理的過(guò)濾器在灌溉系統(tǒng)中起著重要的作用。

[關(guān)鍵詞] 微灌 過(guò)濾器 選型

[中圖分類號(hào)] TV212 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] B [文章編號(hào)] 1003-1650 （2014）03-0242-01

一、概述

新疆維吾爾自治區(qū)巴音郭楞蒙古自治州博湖縣位于新疆維吾爾自治區(qū)中部，天山南麓，區(qū)內(nèi)降水稀少，蒸發(fā)強(qiáng)烈，氣候干燥，水資源緊缺。由于自然條件惡劣，灌溉是農(nóng)業(yè)的基礎(chǔ)，由于農(nóng)業(yè)用水管理粗放，水資源的利用效率很低。三條紅線制度出臺(tái)以來(lái)，在節(jié)水型與增水型相結(jié)合，以節(jié)水型為主的建設(shè)方針指導(dǎo)下，在節(jié)約水資源的同時(shí)，提高用水效益，大力發(fā)展滴灌技術(shù)。

在農(nóng)業(yè)用水的各類水源中，都不同程度地含有污物和雜質(zhì)，為保證微灌系統(tǒng)正常運(yùn)行、延長(zhǎng)灌水器使用壽命，就必須對(duì)灌溉水源進(jìn)行嚴(yán)格的凈化處理。

巴音郭楞蒙古自治州農(nóng)業(yè)區(qū)是純灌溉區(qū)，灌水器不施水或少施水會(huì)造成作物受旱枯死，加之作物生育期氣溫高、光照強(qiáng)，蒸發(fā)量大，微灌系統(tǒng)中易產(chǎn)生藻類，而灌水器出口很小，當(dāng)水源中污物和雜質(zhì)較多時(shí)，容易堵塞灌水器出口，引起配水不均或者系統(tǒng)癱瘓，從而影響農(nóng)作物的生長(zhǎng)，給農(nóng)戶帶來(lái)較大損失。

因此選擇合理的過(guò)濾器在灌溉系統(tǒng)中起著重要的重要，選取濾器對(duì)于微灌系統(tǒng)的正常運(yùn)行和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)都十分重要。

二、過(guò)濾系統(tǒng)的選型要點(diǎn)

選擇過(guò)濾設(shè)備要注意以下幾點(diǎn)：

1. 明確灌溉水源中雜質(zhì)的組成。

只有摸清了灌溉水源中雜質(zhì)的組成，才能有針對(duì)性選擇相應(yīng)功能的過(guò)濾器。

2. 灌溉系統(tǒng)的峰值流量分析

灌溉系統(tǒng)的峰值流量過(guò)大或者過(guò)小，都會(huì)影響過(guò)濾器的過(guò)濾作用和設(shè)備造價(jià)。

3. 多方案進(jìn)行經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較

在實(shí)際操作用，應(yīng)先擬定不同過(guò)濾方案進(jìn)行經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較，擇優(yōu)選擇過(guò)濾系統(tǒng)。在比較過(guò)程中，應(yīng)綜合考慮自動(dòng)控制和維護(hù)管理費(fèi)用。

三、過(guò)濾系統(tǒng)選型的基本計(jì)算和參數(shù)

在灌溉系統(tǒng)的是使用過(guò)程中，懸浮固體顆粒經(jīng)常在流道出口處形成弧形堆積帶，進(jìn)一步造成灌水器堵塞。為了解決這個(gè)問(wèn)題，防止弧形堆積帶的形成，對(duì)于微灌系統(tǒng)中，過(guò)濾器必須將大于1/7噴嘴直徑的雜質(zhì)全部濾出；對(duì)采用長(zhǎng)流道滴頭的滴灌系統(tǒng)，過(guò)濾器必須將大于1/10滴孔直徑的雜質(zhì)全部濾出。對(duì)于不同的微灌系統(tǒng)，過(guò)濾器的濾孔直徑計(jì)算公式如下：

微噴系統(tǒng)：dL=dP/7 ………………………（1）

滴灌系統(tǒng)：dL=dD/10 ……………………（2）

式中 dL—濾孔直徑（mm）

dP—微噴頭噴嘴直徑（mm）

dD—滴頭滴孔直徑（mm）

網(wǎng)式和疊片式過(guò)濾器的過(guò)濾能力通常以目數(shù)表示，設(shè)計(jì)中可參考表4-1中濾孔直徑與濾網(wǎng)目數(shù)。過(guò)濾砂的標(biāo)號(hào)表示過(guò)濾能力，在使用中必須先查出目數(shù)，然后在從表4-2中查出對(duì)應(yīng)該目數(shù)的過(guò)濾砂的標(biāo)號(hào)。

表4-1 濾孔直徑與濾網(wǎng)目數(shù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系

表4-2 不同型號(hào)過(guò)濾砂的過(guò)濾效果

經(jīng)過(guò)分析總結(jié)，不同水質(zhì)條件下的常用過(guò)濾器型式見(jiàn)表4-3。由于過(guò)濾器的主要作用是過(guò)濾水源中的雜質(zhì)，因此表中把水質(zhì)作為主要影響因素。

表4-3 不同水質(zhì)下的常用過(guò)濾器型式

四、常用過(guò)濾器的類型和初步結(jié)論

過(guò)濾器的類型較多，在施工過(guò)程中應(yīng)該結(jié)合實(shí)際情況加以選用，目前常用的過(guò)濾器主要有：網(wǎng)式過(guò)濾器、疊片式過(guò)濾器、砂石過(guò)濾器和離心式過(guò)濾器。

1.網(wǎng)式過(guò)濾器

網(wǎng)式過(guò)濾器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，一般由承壓外殼和纏有濾網(wǎng)的內(nèi)芯構(gòu)成，用于處理水體中的無(wú)機(jī)雜物最有效。網(wǎng)式過(guò)濾器分為手動(dòng)沖洗和自動(dòng)直沖網(wǎng)式過(guò)濾器，為獲得較好的過(guò)濾效果，在實(shí)際應(yīng)用中用多個(gè)網(wǎng)式過(guò)濾器并聯(lián)來(lái)提高過(guò)濾系統(tǒng)的容量。

2. 疊片式過(guò)濾器

疊片式過(guò)濾器，采用多個(gè)環(huán)形塑料薄片疊裝而成，薄片間縫隙可以通過(guò)薄片組兩端施加壓力大小進(jìn)行調(diào)節(jié)，過(guò)濾器通過(guò)薄片間的縫隙和細(xì)小紋路將水中雜質(zhì)濾出，一般過(guò)濾能力在40-400目之間。

3. 砂石過(guò)濾器

在我們應(yīng)用的過(guò)濾器中，砂石過(guò)濾器效果最好，不但過(guò)濾效果好，這種過(guò)濾器存留雜質(zhì)的能力也很強(qiáng)，可不間斷供水。在使用過(guò)程中，砂石過(guò)濾器是我們優(yōu)先選用的過(guò)濾器。

過(guò)濾罐呈圓柱狀（直徑0.6-1.2m）；罐內(nèi)濾料厚（25-50cm）。操作過(guò)程中允許次過(guò)濾器濾料表面淤積數(shù)厘米厚雜質(zhì)。實(shí)際使用過(guò)程中，砂石過(guò)濾器系統(tǒng)用一組罐中濾后的水來(lái)反沖其他罐中的雜質(zhì)，過(guò)流量越大需要并聯(lián)運(yùn)行的罐也越多也就是我們通常采用的多罐聯(lián)合運(yùn)行。濾料選用石英或花崗巖碎砂，不同型號(hào)過(guò)濾砂的過(guò)濾效果如表4-2。

4. 離心式過(guò)濾器

離心式過(guò)濾器（旋轉(zhuǎn)式水砂分離器），主要是利用水流環(huán)流離心力的工作原理分離水中沙粒，由于去污能力有限和與水源中含砂量的大小有關(guān)的特點(diǎn)，從而導(dǎo)致接近水比重的雜質(zhì)不能被分離。次過(guò)濾器優(yōu)點(diǎn)：沒(méi)有內(nèi)部濾網(wǎng)，維護(hù)保養(yǎng)方便，自動(dòng)連續(xù)排砂，省去了停機(jī)沖洗的環(huán)節(jié)，缺點(diǎn)：系統(tǒng)啟動(dòng)與停機(jī)的時(shí)候會(huì)出現(xiàn)系統(tǒng)管道流速下降和過(guò)濾效率下降，對(duì)有機(jī)物、比水輕雜質(zhì)無(wú)法進(jìn)行分離過(guò)濾。

過(guò)濾器是高效節(jié)水灌溉系統(tǒng)中不可缺少的組成部分，每一種過(guò)濾器都有自身適應(yīng)的范圍，在實(shí)際選型過(guò)程中，通過(guò)多方案比較，選擇符合實(shí)際情況的過(guò)濾器，才能使灌溉系統(tǒng)保持長(zhǎng)期、穩(wěn)定、可靠運(yùn)行。

作者簡(jiǎn)介：任培強(qiáng)，（1968.1），男，漢族，江蘇省豐縣人，大學(xué)本科學(xué)歷，工程師，現(xiàn)任新疆維吾爾自治區(qū)巴音郭楞蒙古自治州博湖縣水管總站站長(zhǎng)。