過濾器在微灌系統(tǒng)中的應用

　　在農(nóng)業(yè)中推廣應用節(jié)水灌溉是節(jié)約水資源提高水資源利用率的有效途徑，在水資源緊缺的西部地區(qū)尤為必要。新疆生產(chǎn)建設兵團27萬hm2棉田滴灌項目正在實施中，目前已實現(xiàn)滴灌面積15萬hm2，微灌要求灌溉水中不含有造成灌水器堵塞的污物和雜質(zhì)，實際上任何水源都含有各種雜質(zhì)，即使水質(zhì)良好的井水，也會含有少量的沙粒和一些化學沉淀物。如果不對水源進行沉淀過濾，勢必會對微灌系統(tǒng)造成不同程度的堵塞。所以，對灌溉水進行凈化處理是保證微灌系統(tǒng)正常運行的關(guān)鍵。

　　

　　微灌系統(tǒng)常用的過濾器有多種類型，每一類型基于不同的原理與水質(zhì)對應完成不同的過濾任務。

　　

　　石河子液壓件廠自1999年開始開發(fā)研制節(jié)水灌溉用過濾器，先后研制開發(fā)了固定（移動）式渠水過濾器、井水過濾器。2000年12月通過了新產(chǎn)品鑒定并取得了產(chǎn)品合格證。至今已生產(chǎn)各類過濾器約1000臺，配套滴灌棉田約5.3萬hm2。

　　

　　1 過濾器的類型

　　

　　（1）旋流式水沙分離器。旋流式水沙分離器利用旋流和離心原理，因此只有當被分離顆粒的比重高于水時才有效，旋流式水沙分離器一般作為過濾系統(tǒng)的*級處理設備，靠近水井和泵系統(tǒng)安裝，zui適宜去除水中的泥沙和石屑。分離出的國有化物被送至底部的集砂罐內(nèi)，集砂罐需定時排污、沖洗。旋流式水沙分離器的去污能力與水中含砂 量的大小有關(guān)，當含砂量低于5%時，它能消除粒徑0.074mm以上泥沙顆粒含量的98%。如果使用井水進行微灌，它可以作為過濾器之用。

　　

　?。?）篩網(wǎng)過濾網(wǎng)。篩網(wǎng)過濾器結(jié)構(gòu)簡單，篩網(wǎng)過濾器基本上采用塑料或金屬材料的篩網(wǎng)。懸浮顆粒超過網(wǎng)孔的尺寸后即被截留。當一定數(shù)量污物積累在篩網(wǎng)上后，經(jīng)過過濾器的壓力會顯著下降，這時應對濾網(wǎng)實施手動或自動沖洗。

　　

　?。?）疊片式過濾器。疊片式過濾器其過濾元件由一組壓緊的帶有微細流我道的環(huán)狀塑料片組成。其特點是過流能力大，維護方便，適用于有機物含量較高的水質(zhì)條件。疊片過濾器的沖洗也有手動和自動沖洗兩種方式，可用壓力表或壓力傳感器指標沖洗運行。不論采用哪種沖洗方式，都需將壓緊的疊片松開，將疊片之間滯留的污物*沖洗干凈。

　　

　?。?）顆料過濾器。顆料過濾器使水通過有一 定厚度的顆料層來完成過濾。這些顆料可以是砂、礫石或其它粒狀材料。過濾精度取決于顆粒的有效尺寸和通過過濾器的過濾速度。微灌系統(tǒng)中常用到的石英砂介質(zhì)過濾器。砂石過濾器對含有機物和淤泥的水質(zhì)是zui適宜的過濾器，具有很高的去除物的能力，但這種設備較貴，對管理的要求較高。

　　

　　砂石過濾器的砂濾料的選擇主要取決于微灌系統(tǒng)類型及灌水器對對水質(zhì)的要求。如果砂太粗，過濾不充分會引起灌水器的堵塞；砂過細又會引起過濾器沖洗次數(shù)過多，給管理帶來不便。過濾砂按平均有效粒徑和均勻系數(shù)兩個指標分類。平均有效粒徑是指10%的砂樣通過篩網(wǎng)時的粒徑值，它是表示該級別的砂中zui小砂料的粒徑大?。ɡ缙骄行Я綖?.75mm的砂的含稱上有10%的砂樣的粒徑比0.75mm?。痪鶆蛳禂?shù)是指60%的砂樣通過篩孔的粒徑除以10%的砂通過篩網(wǎng)孔時的粒徑值。對微灌用砂濾料，均勻系數(shù)在1.5左右比較合適，并且要選用石英砂或花崗巖碎粒。過濾砂的型號不同過濾效果也不同，選擇時要弄清水質(zhì)與過濾砂的型號關(guān)系。

　　

　　2  過濾器類型的選擇

　　

　　灌溉水中所含雜質(zhì)可以分為物理、化學和生物等三大類。物理雜質(zhì)主要是無機物和有機物（無機 物主要是砂粒和黏土，有機物主要包括各種微生物和生物體）。休學污物主要是一些溶于水中的化學物質(zhì)，在一定條件下變成固體沉淀物。生物污染主要是一些菌類、藻類和水生物。采用何種過濾方式取決于確定被分離物質(zhì)的特性（如密度、顆粒尺寸及化學電磁性質(zhì)等）。

　　

　　不同類型的過濾器對去除灌溉水中不同污物有不同的有效性。過濾器可以根據(jù)它們對各種污物的有效過濾程度來。

　　

　　新疆滴灌棉田，大部分利用渠水進行灌溉，還有少部分采用井水進行灌溉。根據(jù)新疆地區(qū)渠水中含有較高的黏土、細沙及藻類的特點，渠水在進入過濾器之前要*行攔污、沉淀等處理，濾去大的雜質(zhì)。渠水過濾器多采用旋流式水沙分離器+砂石過濾器+網(wǎng)式（或疊片）過濾器三級過濾。井水過濾器多采用旋流式水沙分離器+網(wǎng)式（或疊片）過濾器兩級過濾。各地應根據(jù)當?shù)氐乃|(zhì)情況選擇合適的過濾方式。

　　

　　3 過濾器安裝注意事項

　　

　?。?）過濾系統(tǒng)按設計水處理能力運行，以保證過濾系統(tǒng)的使用性能。

　　

　?。?）過濾系統(tǒng)安裝前，應按過濾系統(tǒng)的外形尺寸做好基礎處理，保證地面平整、堅實并留有排砂及沖洗水流道。

　　

　?。?）應有熟知操作規(guī)程的人員負責過濾系統(tǒng)的操作，以保證過濾系統(tǒng)設備的正常運行。

　　

　?。?）在露天安裝的過濾系統(tǒng)，冬季不工作時必須排掉系統(tǒng)內(nèi)的所有積水，以防止凍裂，壓力表等儀表裝置應卸下妥善保管。

　　

　　（5）為保證過濾系統(tǒng)的外觀整潔，安裝時應盡可能防止損壞噴漆表面。

　　

　?。?）砂石過濾器安裝好后，有條件的應先將過濾介質(zhì)沖洗干凈后無混濁水為準。無此條件者可先將介質(zhì)裝入過濾器，使用前應關(guān)閉后邊的閥門，對介質(zhì)進行反沖洗，每組兩罐交替進行，每交反沖洗zui多清洗兩罐，以無混濁水排出為準。

　　

　　必須嚴格按過濾器的設計流量操作，不得超出。超出使用范圍過多，砂床的空隙會被壓力擊穿，形成空洞效應，使過濾效果喪失。

　　

　　4 過濾器的運行操作

　　

　　4.1 運行前的準備

　　

　?。?）開啟水泵前認真檢查過濾器各部位是否正常。抽出網(wǎng)式過濾器網(wǎng)芯檢查，看有無砂粒和破損。各個閥門此時應處于關(guān)閉狀態(tài)，確認無誤后再啟動水泵。

　　

　?。?）水泵開啟后，應使其運轉(zhuǎn)3~5min，使系統(tǒng)中空氣由排氣閥排出，待*排空后打開壓力表旋塞。檢查系統(tǒng)壓力是否在額定的壓力范圍內(nèi)，當壓力表針不再上下擺動，無噪音時，可視為正常，過濾系統(tǒng)進入工作狀態(tài)。

　　

　　4.2 運行操作程序

　　

　　（1）打開通向各個砂石罐進水的閥門。

　　

　　（2）緩慢開啟泵與砂石過濾器之間的控制閥，使閥門開啟到一定位置，不要*打開，以保證砂床穩(wěn)定，提高過濾精度。

　　

　?。?）緩慢開啟砂石過濾器后邊的控制閥門使其與前一閥門處于同一開啟程度，以利砂床穩(wěn)定壓實。檢查過濾系統(tǒng)兩壓力表之間的壓差是否正常，確認無誤后，將*道閥門緩慢打開，開啟第二道閥將流量控制在設計流量60%~80%，一切正常后方可按設計流量運行。

　　

　　(4)過濾系統(tǒng)在運行中，應對其儀表進行認真檢查，并對運行情況做好記錄。

　　

　　（5）過濾系統(tǒng)在運行中，出現(xiàn)意外事故，應立即關(guān)泵檢查，有異常聲響檢查原因再工作。

　　

　　（6）過濾系統(tǒng)工作完畢后，應先緩慢關(guān)閉砂石過濾器后邊的控制閥門，再關(guān)水泵，以保護砂床的穩(wěn)定。也可在灌溉完畢后進行反復反沖洗，每組中的兩罐交替進行，直到過濾器沖洗干凈。如過濾介質(zhì)需要更換或部分更換也應在此時進行，砂石過濾器沖洗干凈后在不凍情況下應充滿足干凈水。

　　

　?。?）當過濾系統(tǒng)兩端壓力超過0.1MPa時，應進行反沖洗。

　　

　　砂石罐反沖洗的方法：在系統(tǒng)工作時，可關(guān)閉一組過濾器進水中的一個蝶閥，同時打開相應排水蝶閥排污口，使由另一只過濾器過濾后的水由過濾器下體抽水流入介質(zhì)層進行反沖洗，泥砂、污物可順排砂石口排出，直到排出水為凈水無混濁物為止。反沖洗的時間和次數(shù)依當?shù)厮辞闆r而定。反沖洗完畢后，先關(guān)閉排污口，緩慢打開進水蝶閥使砂床穩(wěn)定壓實，稍后對另一個過濾器進行反沖洗。在反沖洗時，如果反沖洗水流過大，則會把過濾砂沖出罐外，這時可以調(diào)節(jié)排污管上的排污閥，使沖洗水流中見不到過濾砂流出即可。如果在反沖洗時流量不足，則可以通過關(guān)閉裝在灌溉供水管上的閥門減少向灌區(qū)的供水流量而提高反沖洗流量。每次沖洗時一定要沖到使排出的污水變清為止。

　　

　　網(wǎng)式過濾器的反沖洗方法：關(guān)閉其中一個網(wǎng)式過濾器的進水口蝶閥 ，打開其沖洗口球閥，污水從沖洗口排出，待排出的水清潔后，關(guān)閉沖洗口球閥，打開進水口蝶閥。依次對其它網(wǎng)式過濾器進行反沖洗。兩組網(wǎng)式過濾器可反沖洗同時進行。

　　

　?。?）停灌后，應將過濾系統(tǒng)所有設備清理干凈，進行保養(yǎng)。冬季應將過濾器中的水放凈。

　　

　　4.3 施肥罐的操作程序