防止滴灌灌水器堵塞的加酸氯控制方法及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種防止滴灌灌水器堵塞的加酸氯控制方法及系統(tǒng)，包括以下內(nèi)容：1）化學(xué)加酸氯并配合管道沖洗①向滴灌系統(tǒng)中加酸，使滴灌系統(tǒng)處于偏酸性狀態(tài)，滴灌系統(tǒng)加酸的時(shí)間為20min～1h，濃度為0.5～1.5mg/L；②向滴灌系統(tǒng)中加氯，抑制堵塞物質(zhì)生物膜的生長，促進(jìn)其脫落，滴灌系統(tǒng)加氯的時(shí)間為1～3h，加酸濃度為0.8～2.5mg/L；③對滴灌系統(tǒng)進(jìn)行沖洗，將脫落的堵塞物質(zhì)排除系統(tǒng)外，減小灌水器堵塞的風(fēng)險(xiǎn)；滴灌系統(tǒng)管道沖洗的流速為0.45m/s，沖洗時(shí)間為5～10min，沖洗頻率為1次/1～2周；2）基于尾部pH值控制的系統(tǒng)首部加酸、加氯計(jì)算方法。本發(fā)明系統(tǒng)中前一排前一列的沖洗用水作為后一排后一列輪灌組的滴灌用水，有效地節(jié)約了水資源，實(shí)現(xiàn)了水資源利用最大化。本發(fā)明可以廣泛用于農(nóng)作物大田滴灌過程中。
【專利說明】防止滴灌灌水器堵塞的加酸氯控制方法及系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種防止堵塞的控制方法及系統(tǒng)，特別是關(guān)于一種防止滴灌灌水器堵塞的加酸氯控制方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]我國水資源緊缺程度日益加深，若不采取有效措施，水資源緊缺將成為制約我國各項(xiàng)發(fā)展的重大因素。農(nóng)業(yè)用水量占全國總用水量的70%，其中農(nóng)田滴灌用水量，占農(nóng)業(yè)用水量的90%?95%。滴灌因其精準(zhǔn)可控、節(jié)能和增產(chǎn)等因素是世界公認(rèn)最節(jié)水的灌溉技術(shù)之一。灌水器是滴灌系統(tǒng)最關(guān)鍵的部件，而灌水器流道狹小(一般只有0.5?1.2_)，水中的懸浮物、溶解鹽、化學(xué)沉淀、有機(jī)物和微生物等雜質(zhì)都極易引起灌水器流道及出水孔口堵塞。灌水器堵塞問題已成為制約滴灌技術(shù)應(yīng)用和推廣的主要障礙，灌水器堵塞問題解決的好壞直接決定著滴灌系統(tǒng)使用壽命和應(yīng)用效益。大量的科研學(xué)者試圖從多方面來解決灌水器堵塞問題，雖然已經(jīng)取得了一些較為顯著的成果，但是依然未能得到完全解決。與此同時(shí)，隨著滴灌系統(tǒng)的持續(xù)發(fā)展，單純利用地下水作為滴灌水源已經(jīng)不能滿足滴灌用水的需求，河湖庫地表水、城市再生水和微咸水等水源通常也會作為滴灌水源。新疆、內(nèi)蒙古、遼寧和寧夏等地紛紛提出了地表水滴灌工程建設(shè)需求，并開展了一些探索性的工程建設(shè)。受我國水環(huán)境污染的影響，地表水和再生水等滴灌水源中通常含有大量的藻類、水微生物、漂浮物有機(jī)雜質(zhì)和微細(xì)顆粒等雜質(zhì)，這使得滴灌系統(tǒng)灌水器堵塞的風(fēng)險(xiǎn)大大增加，且堵塞機(jī)理也更為復(fù)雜，因此必須加以控制。
[0003]最新研究報(bào)道顯示:再生水滴灌系統(tǒng)的堵塞與滴灌系統(tǒng)內(nèi)生物膜的形成和生長有著密切的關(guān)系。因此，采取有效措施抑制生物膜生長，促進(jìn)生物膜脫落并及時(shí)將生物膜排除出系統(tǒng)成為解決灌水器堵塞問題的關(guān)鍵。加氯處理是目前給排水領(lǐng)域廣為采用的堵塞控制方法，加氯處理不但能有效抑制生物膜的生長，而且能促進(jìn)生物膜脫落，但是通常因?yàn)榈喂嗨|(zhì)和灌水器類型及堵塞程度等試驗(yàn)條件的差異較大，不同研究者建議采用的加氯加酸濃度、注入頻率和注入方式等運(yùn)行參數(shù)的研究結(jié)論差異很大。管道沖洗是常用的滴灌系統(tǒng)維護(hù)方法，更能有效、及時(shí)地將脫落的生物膜排除出系統(tǒng)。目前有很多專家學(xué)者提出灌水器抗堵塞系統(tǒng)及方法，如將過濾系統(tǒng)、管網(wǎng)系統(tǒng)和滴灌灌水器配合使用，雖然很好的解決了現(xiàn)有滴灌系統(tǒng)在使用再生水滴灌時(shí)滴灌灌水器易發(fā)生堵塞等問題，但其僅增強(qiáng)了過濾措施，關(guān)于灌水器堵塞與其內(nèi)部生物膜的形成和生長的關(guān)系并未得到重視，從而不能有效抑制生物膜的生長及促進(jìn)生物膜的脫落等。借助臭氧發(fā)生器的滴灌系統(tǒng)雖然有效殺死流道內(nèi)微生物，但其結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜，成本較高，不適宜在大田普遍推廣應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種既能有效地抑制生物膜生長，又能促進(jìn)雜質(zhì)脫落排出，還能在大田普遍推廣使用的防止滴灌灌水器堵塞的加酸氯控制方法及系統(tǒng)。[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案:一種防止滴灌灌水器堵塞的加酸氯控制方法，包括以下內(nèi)容:1)化學(xué)加酸氯并配合管道沖洗①向滴灌系統(tǒng)中加酸，使滴灌系統(tǒng)處于偏酸性狀態(tài)，滴灌系統(tǒng)加酸的時(shí)間為20min~lh，濃度為0.5~1.5mg/L ;②向滴灌系統(tǒng)中加氯，抑制堵塞物質(zhì)生物膜的生長，促進(jìn)其脫落，滴灌系統(tǒng)加氯的時(shí)間為I~3h，加酸濃度為0.8~2.5mg/L 對滴灌系統(tǒng)進(jìn)行沖洗，將脫落的堵塞物質(zhì)排除系統(tǒng)外，減小灌水器堵塞的風(fēng)險(xiǎn)；滴灌系統(tǒng)管道沖洗的流速為0.45m/s，沖洗時(shí)間為5~lOmin，沖洗頻率為I次/I~2周；2)基于尾部pH值控制的系統(tǒng)首部加酸、加氯計(jì)算方法①基于尾部pH值的首部加酸量V #為:
[0006]
【權(quán)利要求】
1.一種防止滴灌灌水器堵塞的加酸氯控制方法，包括以下內(nèi)容: 1)化學(xué)加酸氯并配合管道沖洗 ①向滴灌系統(tǒng)中加酸，使滴灌系統(tǒng)處于偏酸性狀態(tài)，滴灌系統(tǒng)加酸的時(shí)間為20min~Ih,濃度為 0.5 ~1.5mg/L ； ②向滴灌系統(tǒng)中加氯，抑制堵塞物質(zhì)生物膜的生長，促進(jìn)其脫落，滴灌系統(tǒng)加氯的時(shí)間為I~3h,加酸濃度為0.8~2.5mg/L ； ③對滴灌系統(tǒng)進(jìn)行沖洗，將脫落的堵塞物質(zhì)排除系統(tǒng)外，減小灌水器堵塞的風(fēng)險(xiǎn)；滴灌系統(tǒng)管道沖洗的流速為0.45m/s，沖洗時(shí)間為5~lOmin，沖洗頻率為I次/I~2周； 2)基于尾部pH值控制的系統(tǒng)首部加酸、加氯計(jì)算方法 ①基于尾部PH值的首部加酸量Vig為:
2.如權(quán)利要求1所述的防止滴灌灌水器堵塞的加酸氯控制方法，其特征在于:所述步驟2)的①中Vsg通過以下方式得到: 需將體積為V的pH=a的溶液調(diào)節(jié)至pH=6的溶液: 溶液由堿性變?yōu)橹行运杷岬捏w積V1 ^XV1AXx = 10_(14_a)XV 溶液由中性變?yōu)樗嵝运杷岬捏w積V2:2XV2/VXx = 10_6XV 則將體積為V的pH=a的溶液調(diào)節(jié)至pH=6的溶液所需濃硫酸的體積V’酸為:
V，酸=Vi+V2 = (l(T14+a+l(r6)V2/2x ViM為單位輪灌組在加酸時(shí)間t #內(nèi)所需灌溉用水量；

3.如權(quán)利要求1所述的防止滴灌灌水器堵塞的加酸氯控制方法，其特征在于:所述步驟2)的②中系統(tǒng)首部加氯的體積Ve通過以下方式得到: a、還原性比氨氮強(qiáng)的物質(zhì)需氯量Hiag:
111^=0X2X70.9/32 ^ 4.43C 其中，C為加氯前后測得的COD差值； b、根據(jù)氨氮含量的最少加氯量mgg__
4.如權(quán)利要求2所述的防止滴灌灌水器堵塞的加酸氯控制方法，其特征在于:所述步驟2)的②中系統(tǒng)首部加氯的體積Ve通過以下方式得到: a、還原性比氨氮強(qiáng)的物質(zhì)需氯量Hiag:
111^=0X2X70.9/32 ^ 4.43C 其中，C為加氯前后測得的COD差值； b、根據(jù)氨氮含量的最少加氯
5.如權(quán)利要求1或2或3或4所述的防止滴灌灌水器堵塞的加酸氯控制方法，其特征在于:所述沖洗過濾系統(tǒng)工作時(shí)，分為兩個(gè)階段:第一個(gè)階段，將所述沖洗過濾系統(tǒng)的截止閥和兩球閥打開、電磁閥關(guān)閉，通過所述沖洗過濾系統(tǒng)水表測量通過所述支路管的流量，反算得到通過所述支路管的流速，調(diào)節(jié)所述沖洗過濾系統(tǒng)的截止閥，控制流速為目標(biāo)流速;第二階段，將所述沖洗過濾系統(tǒng)的兩球閥關(guān)閉、電磁閥打開，水流以目標(biāo)流速流出所述沖洗過濾系統(tǒng)的疊片過濾器和電磁閥，作為灌溉用水流入后一排后一列輪灌組的支管。
6.一種實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1~5所述的防止滴灌灌水器堵塞的加酸氯控制方法的控制系統(tǒng)，其特征在于:它包括由供水系統(tǒng)、加液系統(tǒng)和電路控制系統(tǒng)組成的系統(tǒng)首部，輪灌組，沖洗過濾系統(tǒng)，PH值測量儀和余氯計(jì)； 所述供水系統(tǒng)包括依次連接主管道的水泵、球閥、壓力表、水表、沙石過濾器、真空破壞閥、篩網(wǎng)過濾器和電磁閥，所述主管道出口連接若干分干管； 所述加液系統(tǒng)包括連接真空破壞閥進(jìn)口和出口的兩球閥，兩所述球閥之間連接有一二級文丘里裝置，所述二級文丘里裝置的進(jìn)口喉管處連接有一三通吸液管，所述三通吸液管的兩接口分別依次連接一截止閥和一單向閥，其中一單向閥連接一儲肥罐，另一單向閥連接一儲酸/氯罐； 所述主管道出口連接若干分干管，每一所述分干管上間隔連接有一排輪灌組，每一所述輪灌組包括一連接分干管的支管，所述支管經(jīng)一球閥后并聯(lián)連接若干毛管，各所述毛管上間隔設(shè)置有若干灌水器，各所述毛管的另一端并聯(lián)連接一連通管； 所述沖洗過濾系統(tǒng)與所述輪灌組的數(shù)量相同，每一所述沖洗過濾系統(tǒng)包括一連接相應(yīng)所述輪灌組連通管末端的一出水管，所述出水管上依次連接有一截止閥、一疊片過濾器和一電磁閥；所述疊片過濾器進(jìn)口與所述電磁閥出口之間的所述出水管上并聯(lián)連接一支管路，所述支管路上依次連接有一球閥、一水表和另一球閥； 呈矩陣排列的所述輪灌組的沖洗過濾系統(tǒng)中，前一排前一列的所述出水管與后一排后一列所述輪灌組的所述支管進(jìn)口連接，最后一排和最后一列所有的所述輪灌組的所述沖洗系統(tǒng)通過所述出水管連接一出水總管，并將所述出水總管引入一出水池； 所述電路控制系統(tǒng)包括變頻柜、配電箱和自動控制器，所述變頻柜電連接所述水泵和所述壓力表，所述自動控制器電連接各所述電磁閥。
7.如權(quán)利要求6所述的防止滴灌灌水器堵塞的加酸氯控制系統(tǒng)，其特征在于:所述水泵外設(shè)置保護(hù)設(shè)備。
【文檔編號】B08B7/00GK103752561SQ201410022695
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2014年1月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月17日
【發(fā)明者】李云開, 馮吉, 宋鵬, 裴旖婷, 張志靜 申請人:中國農(nóng)業(yè)大學(xué)