一种农用苦咸水亚淡化处理与水肥药一体化灌溉系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种农用苦咸水亚淡化处理系统，尤其是涉及一种农用苦咸水亚淡化处理与水肥药一体化灌溉系统。
【背景技术】
[0002]我国是一个严重缺水的国家，同时又是一个农业灌溉大国，灌溉用水量约占总供水量的62%，使得经济社会快速发展不断增加的需水量使得水资源供需矛盾愈来愈突出。然而，我国苦咸水资源分布广，尤其在易发生干旱的华北、西北以及沿海地带，广泛分布着苦咸水资源，研宄利用苦咸水进行灌溉是解决灌溉水资源短缺的重要措施之一。将苦咸水直接用于灌溉易造成土壤可溶性盐分含量过高，引起盐害(盐分胁迫)，同时在灌水量不足情况下，会引起水盐联合胁迫，若利用不当，会导致土壤次生盐碱化以及涝渍等土壤退化向题，污染水源，并对农业环境及生态系统带来一系列严重的影响。因此，加快研宄苦咸水淡化技术并进行应用推广势在必行。传统的苦咸水淡化方式主要有膜法和热法，膜法主要有反渗透、纳滤、电渗析等。反渗透和纳滤目前应用比较广泛，以反渗透为例，其处理方法是苦咸水依次通过机械过滤器和保安过滤器，再进入反渗透装置进行淡化。这两种工艺过程均存在着以下难题:一是反渗透和纳滤的脱盐率是一定的，无法在同一套系统中实现不同原水水质、不同出水要求的转换，二是反渗透和纳滤的方法不易满足同一苦咸水淡化系统满足不同作物灌溉用水要求。从目前的技术角度，反渗透和纳滤都难以解决这两种矛盾。如果以处理不到位的苦咸水进行灌溉，会影响农作物的生长，给广大农民带来巨大的经济损失。
[0003]大水漫灌、传统施肥及喷洒农药方式是我国目前最主要的农业问题之一，主要表现为:水、肥料、农药利用率不高，费时费力。据统计，大水漫灌的有效利用率只有30—40%，个别省份更低，跑水、漏水、渗水现象更加严重。大量肥料的流失，造成部分地区地下水污染和江河湖泊的富营养化，对环境造成极大影响。而农药喷洒方面，基本上还是传统的人工操作，实际上，喷洒出去的农药只有少部分能够到达防治的靶标上。农药使用中的低效率，不仅浪费大量农药，还使大量农药流失到非靶标环境中，造成人畜中毒、环境污染。
[0004]如何提高农业灌溉、施肥、喷洒农药的有效利用率，降低对环境的污染，成为现代农业科学亟待解决的问题，也构成了各种应用性技术在21世纪的主要研宄课题。
【发明内容】
[0005]本发明所要解决的技术问题是针对现有技术存在的缺陷，提供一种农用苦咸水亚淡化处理与水肥药一体化灌溉系统，不仅能够实现不同程度的脱盐，生产不同含盐量的水，以满足不同农作物的需求，同时进行水肥药一体化对农作物、经济作物进行灌溉，能够减少肥料的浪费，降低劳动强度。
[0006]一种农用苦咸水亚淡化处理与水肥药一体化灌溉系统，包括原水罐、电渗析装置进水管道、电渗析苦咸水处理装置、电渗析装置出水管道、储液池、储液池出水管道、溶肥罐、溶药罐、施肥管道、施药管道、混流主管道、喷滴灌装置、泵体、流量计、阀门、管道。所述的原水罐能够调节从原水井抽出水的流速及压力，对后续设备起到保护作用。原水罐以及储液池内均装有水位控制仪，能够自动调节水位的高低。
[0007]所述的电渗析苦咸水处理装置是利用电渗析的方法对苦咸水进行淡化处理，能够根据不同农作物的需要，自主控制出水浓度。
[0008]所述的储液池通过电渗析装置出水管道与电渗析苦咸水处理装置相连，使电渗析的出水储存在储液池中备用。
[0009]所述的溶肥罐用以盛装农作物所需的一定比例的肥料液，溶药罐用以盛装农作物所需的一定比例的药液，在溶肥罐和溶药罐罐底都装有搅拌机，加速肥料、农药的溶解并能够保持肥药液的均匀。
[0010]所述的流量计分别用于调节储液池出水管道、施肥管道、施药管道的流量大小，根据具体农作物的需要，以此控制灌溉过程中水、肥、药的比例。
[0011]所述的施肥管道、施药管道、储液池出水管道都装有泵体、流量计、阀门。
[0012]本发明的优点在于:本发明设计合理、方便、省工；能够根据不同农作物的需求，灵活改变所处理苦咸水的盐含量；也能够避免传统的灌溉、施肥，喷洒农药的负面影响，实用性强；成本低。
【附图说明】
[0013]图1为本发明的一种农用苦咸水亚淡化处理与水肥药一体化灌溉系统结构示意图。
[0014]其中，I原水罐、2电渗析苦咸水处理装置、3储液池、4溶肥罐、5溶药罐、6电渗析装置进水管道、7电渗析装置出水管道、8储液池出水管道、9施肥管道、10施药管道、11混流主管道、12喷滴灌系统、泵体、流量计、阀门、管道。
[0015]图2为本发明的农用电渗析苦咸水亚淡化处理流程示意图。
[0016]【具体实施方式】如下:
井水经过泵的提升进入原水罐(I)内，原水罐(I)内的水经过电渗析装置进水管道(6)进入电渗析处理苦咸水装置(2)，经电渗析处理苦咸水装置(2)处理后的出水经电渗析装置出水管道(7)储存在储液池(3)中，将一定量的肥料及药品按照农作物需要分别加入溶肥罐(4)与溶药罐(5)中，加水搅拌均匀，打开施肥管道(9)阀门、施药管道(10)阀门以及储液池出水管道阀门(8)，根据农作物的需要，调节三个管道流量计的大小，水流进入混流主管道(11)，打开混流主管道(11)上的阀门，根据具体灌溉方式(喷滴灌系统(12))的需要，调节混流主管道上流量的大小，进行农作物的灌溉。
[0017]在利用电渗析进行苦咸水亚淡化处理过程中，需要根据不同地区原水水质、不同农作物需求，确定合适的流量、电压、电流。具体操作步骤为:
①首先进行预处理试验，寻求出流量、电压、电流的大致操作范围；
②设置电压恒定，观察电流以及PH的变化，每五分钟记录一次数据，直到溶液的电导率由原苦咸水的数值(约7000 mg/L)变化为用于农业灌溉的农作物所需的亚淡化的标准(1000mg/L——2000 mg/L)。然后按照一定的规律，改变电压，再次观察电导率以及pH的变化； ③设置电流恒定，观察电压以及PH的变化，具体操作方式同②。观察电导率以及pH的变化；
④通过分析②③中的数据，针对不同水质以及出水含盐量的要求，计算出最佳的技术参数。
[0018] 本发明只是举例说明，不是仅有的，所有在本发明范围内或等同本发明的范围内的改变均被本发明包围。
【主权项】
1.一种农用苦咸水亚淡化处理与水肥药一体化灌溉系统，其特征在于:由原水罐(1)、电渗析装置进水管道￠)、电渗析苦咸水处理装置(2)、电渗析装置出水管道(7)、储液池(3)、储液池出水管道(8)、溶肥罐(4)、溶药罐(5)、施肥管道(9)、施药管道(10)、混流主管道(11)、喷滴灌系统(12)、泵体、流量计、阀门、管道。
2.所述的电渗析装置出水管道(7)—端与电渗析苦咸水处理装置(2)相连，另一端与储液池(3)相连，使电渗析苦咸水处理装置(2)的出水储存在储液池(3)中。
3.根据权利I所述的一种农用苦咸水亚淡化处理与水肥药一体化灌溉系统，其特征在于:灌溉系统中所述的流量计是用于控制储液池出水管道(8)、施肥管道(9)、施药管道(10)的流量大小，以此控制灌溉过程中水、肥、药的比例。
4.所述的溶肥罐、溶药罐，罐底均装有搅拌机，加速肥料以及农药的溶解并能够保持肥药液的均匀。
5.原水罐以及储液池内均装有水位控制仪，能够自动调节水位的高低。
6.根据权利I所述的电渗析微咸水处理系统，其特征包括: 利用电渗析的基本原理，组装电渗析装置，对苦咸水进行亚淡化脱盐处理，使出水的含盐量达到可用于农业灌溉的标准(1000mg/L —一2000mg/L)，能够满足用于不同农作物灌溉的标准。
【专利摘要】本发明公开了一种农用苦咸水亚淡化处理与水肥药一体化灌溉系统，包括原水罐、电渗析装置进水管道、电渗析苦咸水处理装置、电渗析装置出水管道、储液池、储液池出水管道、溶肥罐、溶药罐、施肥管道、施药管道、混流主管道、喷滴灌系统、泵体、流量计、阀门、管道。电渗析苦咸水处理装置是利用电渗析方法对苦咸水进行淡化处理，并且能够根据具体农作物的需要，灵活调节出水的含盐量；流量计是用于调节各管道的流量大小，以此控制灌溉过程中水、肥、药的比例。系统的配置和设置以节能、操作简单、环保、安全为原则，能够适合不同水质处理并且能够满足不同农作物灌溉的需要。本发明适合作为处理农业灌溉用水工艺。
【IPC分类】A01G7-06, A01C23-04, C02F1-469
【公开号】CN104843840
【申请号】CN201510245454
【发明人】李媛, 王立国, 徐征和
【申请人】济南大学
【公开日】2015年8月19日
【申请日】2015年5月15日