过滤器在节水灌溉系统中的应用 PPT课件

1 过滤器在微灌系统中的应用 雷志强 2 西北地区发展水资源简介 水资源短缺是西北地区农业生产发展和生态环境建设的主要障碍因素 发展节水农业的关键在于控制从水源到作物产量形成过程中的水分无效损失 包括输水损失 田间储水损失和作物蒸腾损失三部分 以提高水分有效性 把水分的损失降低到最低限度 3 微灌简介 微灌是一种新型最省水的节水灌溉技术 包括滴灌 微喷灌 渗灌和涌泉灌 它是根据作物需水要求 通过管道系统与安装在末级管道上的灌水器 将作物生长所需的水分和养分以较小的流量均匀 准确地直接输送到作物根部附近的土壤表面或土层中 相对于地面灌和喷灌 微灌属于局部灌溉 4 微灌系统组成 首部枢纽输配水管网灌水器 首部枢纽由水泵及动力机 控制阀门 过滤装置 施肥装置 计量和保护装置组成 输配水管网包括管道和管件 常用塑料管道 灌水器是微灌的专用设备 也是微灌系统中重要的组成部分 有滴头 微喷头 渗灌带 涌水器和滴灌带等形式 5 微灌系统的优点 因全部由管道输水 基本没有沿程渗漏和蒸发损失 灌水时一般实行局部灌溉 避免大水漫灌减少深层渗漏 水的利用率远比其它灌溉方式高 能有效控制压力 使每个灌水器的出水量基本相等 可提高作物的产量和品质 6 微灌系统中的心脏 微灌中的灌水器被称为微灌系统中的心脏 其水流孔径一般都很小 这就要求灌溉水中不能含有造成灌水器堵塞的污物 因此对灌溉水要行净化处理是保证微灌系统正常运行的关键 7 过滤器的选择依据 根据水源形式不同因素根据管道直径大小因素根据流量设计峰值因素根据管理操作水平及价格因素 8 微灌系统中应用的一些经验 教训 体会 首先我先提出几个问题 请大家结合着我所讲的内容思考 1 离心过滤器在选用时是否水头损失越小越好 2 砂石过滤器过水效率受哪些因素的影响 3 筛网过滤器哪些可进行反冲洗 哪些不可以 4 叠片过滤器水头损失大 是否可以用减少膜片的方式解决 5 普通叠片过滤器加装上反冲洗阀后是否可以当作自动反冲洗过滤器用 6 多级过滤器的选用方法 7 离心过滤器和网式过滤器组合 网子是否可以边运行边冲洗 9 灌溉中常用的五种过滤器 离心过滤器砂石过滤器筛网过滤器自洁过滤器多级过滤器 10 一 离心过滤器 1 产品结构 11 一 离心过滤器 2 应用场合用于灌溉含沙水流的初级过滤 可分离水中比重重于水的沙子和石子 12 一 离心过滤器 离心过滤器图例 13 一 离心过滤器 3 工作原理基于重力及离心力的作用 清除重于水的固体颗粒 水由进水管切向进入离心过滤器体内 旋转产生离心力 推动泥沙及密度较高的固体颗粒沿管壁移动 形成旋流 使沙子和石子进入集沙罐 净水顺流沿出水口流出 完成水沙分离 14 一 离心过滤器 4 除砂效果我公司所设计的离心过滤器其设计结构是经过反复论证 实验 改进所设计 生产出来的 15 一 离心过滤器 当流量大于50m3 h 80 130目沙石去除率95 98 当流量大于50m3 h 140 150目沙石去除率90 95 当流量大于50m3 h 180 200目沙石去除率65 90 说明 A 流量越大除沙效果越好 B 粒径越大除沙效果越好 16 一 离心过滤器 17 一 离心过滤器 5 水头损失压力损失与流量速查表 18 一 离心过滤器 选型中在考滤了流除砂效果与流量的同时还要看水头损失当流量50m3 h时 水头损失为4 8m 当流量60m3 h时 水头损失为7m 但当流量40m3 h时 水头损失为3m时 80 130目沙石去除率95 140 150目沙石去除率80 而180 200目沙石去除率55 说明 A 流量越大水头损失越大 B 以5米水头损失时的流量定为设计流量 问题1 离心过滤器在选用时是否水头损失越小越好 答 不是 19 一 离心过滤器 6 规格型号LX 离心过滤器XX 单体进出口径XX 单体个数例LX0302 离心过滤器 进出水口为3英寸的离心过滤器 2个 20 一 离心过滤器 离心过滤器 单体 21 一 离心过滤器 离心过滤器 组合 S 螺纹接口F 法兰接口V 卡口接口 22 一 离心过滤器 7 注意事项 1 过滤器需定期进行排沙清理 时间按当地水质情况而定 2 过滤器在开泵与停泵工作瞬间 由于水流失稳 影响过滤效果 因此 常与网式或叠片过滤器同时使用效果更佳 3 过滤器在运行时尽量减少下影响水流平稳运行的因素 4 在进水口前应安装一段与进水口等径的直通管 长度是进水口直径的10 15倍 以保证进水水流平稳 5 在冬季不用时应将水排空 以防冻坏 23 二 砂石过滤器 1 产品结构 24 二 砂石过滤器 2 应用场合用于灌溉用地表水源 水库 塘坝 沟渠 河湖及其它开放水源 的初级过滤可分离水中的水藻 漂浮物 有机杂质 25 二 砂石过滤器 3 工作原理是通过介质层进行过滤的 过滤精度视介质精度而定 灌溉用水源从罐体上部的进水口进入 通过在介质层孔隙中的运动向下渗透 杂质被隔离在介质层上部 净水通过介质及过滤元件进入出水口 即完成灌溉水的过滤 砂石过滤器根据用水量及过滤精度要求 可单独使用 也可多个组合或与其它过滤器组合使用 26 二 砂石过滤器 4 过滤精度砂石过滤器是介质过滤器的一种 加入不同的介质所过滤去除的杂质是不同的 如加入锰砂 活性碳可去除水中的铁锰离子等 在灌溉用水处理过滤器中 常选用石英砂做为过滤介质 过滤精度和过滤效果是由内部的过滤介质决定的 目前我公司推荐选用的介质大小为2 4mm石英砂 过滤精度在80目左右 介质越细过滤精度高 但水头损失会随着增大 27 二 砂石过滤器 结构说明 28 二 砂石过滤器 结构说明 29 二 砂石过滤器 30 二 砂石过滤器 过滤精度主要是由 1 介质的选用 2 滤层的厚度 3 流速的快慢 4 反冲洗时不能冲出 31 二 砂石过滤器 5 水头损失 32 二 砂石过滤器 压力损失与流量速查表 33 二 砂石过滤器 水头损失主要是由 1 罐体的截面积的大小 2 过滤元件的选配 3 介质的精度 问题2 砂石过滤器过水效率受哪些因素的影响 答 六点 34 二 砂石过滤器 6 规格型号SD ZD 手动 自动 反冲洗SS 砂石过滤器XX 单罐直径XX 罐个数例SDSS2402 手动反冲洗砂石过滤器 罐体直径24英寸 2个 35 二 砂石过滤器 规格型号 手动反冲洗砂石过滤器 S 螺纹接口F 法兰接口V 卡箍接口 36 37 二 砂石过滤器 规格型号 自动反冲洗砂石过滤器 38 二 砂石过滤器 侧进水手动反冲洗砂石过滤器侧进水自动反冲洗砂石过滤器 7 类型图片 39 二 砂石过滤器 上进水单排手动反冲洗砂石过滤器上进水双排自动反冲洗砂石过滤器 40 二 砂石过滤器 上进水自动反冲洗砂石过滤器 41 二 砂石过滤器 7 注意事项 1 在选用手动反冲洗砂石过滤器时 尽量选用两个以上的罐体 选用自动反冲洗砂石过滤器时 尽量选用三个以上的罐体 2 要严格按设计流量选用过滤器 因过大的流量可造成砂床流道效应 导致过滤精度下降 3 超大流量设计 可增大系统中的水头损失 4 过滤器的清洗通过反冲洗装置进行 当进出口压力降高于0 05 0 07Mpa时就应进行反冲洗 5 当系统压力过大时 在反冲洗主管应加一背压阀 6 介质表面的污染层 要及时用干净介质替换 处理频率视水质情况而定 一般每年处理1 4次 7 在冬季不用时应将水排空 以防冻坏 8 砂石过滤器可单独使用 也可与其它过滤器组合使用 42 三 筛网过滤器 1 分类 43 三 筛网过滤器 1 丝网 楔网 L型 Y型 塑料 金属 单体 组合 可反冲 不可反冲 44 三 筛网过滤器 2 叠片 45 三 筛网过滤器 2 产品结构 46 三 筛网过滤器 3 应用场合主要用于微灌用水质较好或当水质较差时与其它形式的过滤器组合使用 常作为未级过滤设备 滤芯无论是丝网 楔网 叠片都可有效确保系统的精度要求 47 三 筛网过滤器 4 工作原理水由进水口进入壳内 经过网芯表面 将大于网芯孔径的物质截留在表面 净水则通过网芯流入出水口 水通过叠片过滤器的进水口进入叠片过滤器内部 水中一些较大的杂质被阻挡在过滤叠片的外部进行表层过滤后 水流通过叠片之间的凹槽 唯一通道 渗入过滤芯内 对剩余的杂质进行深层过滤后 将过滤完毕的水被引向出水口 重新进入水循环系统 48 三 筛网过滤器 注意事项由于筛网过滤器为片状过滤 储污能力较离心 砂石过滤器差 需经常反冲 49 三 筛网过滤器 5 过滤精度过滤精度直接由滤芯定制 如灌水器选国产的通常微喷用80目 滴灌120目 如灌水器选国外的通常微喷用120目 滴灌150目左右 50 三 筛网过滤器 6 水头损失 51 三 筛网过滤器 压力损失与流量速查表 52 三 筛网过滤器 注 由于丝网和楔网的有效过水面积相差很大 所以我们在保证相同过水量的同时 其设计尺寸是相差很大的 53 三 筛网过滤器 目前国内叠片过滤器用得较多的还是国外进口的 如以色列 西班牙 韩国 美国 土尔其等 丝网 楔网是片状过滤 一但确定了过滤精度后 大于孔径的颗粒被截留在筛网表面 而小于孔径的颗粒则通过 当杂质堆积到一定程度就要求必需反冲洗 能实现自动反冲洗的 就改变水流方向反冲 不可自动反冲的就拆卸下来手动清洗 目前丝网过滤器有些是不能进行反冲洗的 楔网则可以 丝网 楔网过滤器是否能做为反冲洗过滤器来用 这要视各厂家对产品的要求定 叠片过滤器较网式 楔网的过滤效果要好 除表面过滤外它还具有片与片间的深层过滤 当水头损失增大 要进行冲洗时 必需要将膜片松开冲洗 单靠改变水流而不将膜片松开冲洗 是冲洗不于净的 会造成膜片间的粘连不能正常运行 叠片过滤器是分膜片可自动松开的 价格昂贵 就可实现自动反冲洗功能 膜片不可自动松开的 价格较低 就不可实现自动反冲洗功能 54 三 筛网过滤器 问题3 筛网过滤器哪些可进行反冲洗 哪些不可以 问题4 叠片过滤器水头损失大 是否可以用减少膜片的方式解决 问题5 自动反冲洗叠片过滤器是否可以用普通叠片过滤器加装上反冲洗阀后即可 55 三 筛网过滤器 7 规格型号SD 手动WS 网式过滤器XX 单体进出口直径XX 单体个数例SDWS0402 手动网式过滤器 4英寸 网式过滤器 2个 56 三 筛网过滤器 ZD 自动XW 楔网过滤器XX 单体进出口直径XX 单体个数例ZDXW0203 自动楔网过滤器 2英寸 网式过滤器 3个 注 流量再大 不管手动还是自动都不太经济了 常选用下面的自清洗过滤器 57 三 筛网过滤器 8 注意事项 1 当过滤网上积聚了一定的污物后 过滤器进 出水口之间的压力降会急剧增加 当压力降超过0 07MPa时需及时进行冲洗 2 进出水方向必须根据滤芯的过滤方向选择使用 切不可反向使用 3 如发现滤芯 密封圈损坏 必须及时更换 否则将失去对水的过滤效果 4 叠片过滤器中的膜片切不可自行减少 否则将失去对水的过滤效果 58 四 自清洗过滤器 自清洗过滤器实际也是筛网过滤器的一种 是处理较大流量 自身可以实现反冲洗的筛网过滤器 1 分类 A 按驱动方式分 液压驱动和电机驱动 B 按滤芯个数分 单芯和多芯 59 四 自清洗过滤器 图例3 电动驱动 多芯 自清洗过滤器 60 四 自清洗过滤器 2 产品结构 61 四 自清洗过滤器 3 主要用途该过滤器能有效清除水质中粒径在100um以上有机和无机颗粒 适用于地下和地表水 可根据不同水质采取不同的配置单独或组合使用4 过滤原理全自动自清洗过滤器由罐体 过滤芯 反冲洗机构 减速机 电动阀门 差压控制器和电控箱等几部分组成 水由进水口经滤芯 将大于滤芯缝隙的杂质截流 清水穿过缝隙进入出水口流出 防止原水中悬浮物和颗粒进入供水管路 并将悬浮物和颗粒从排污口外排5 性能特点过滤水效率高 自动清洗过滤网 清洗时主管道供水不断流 反冲耗水少 运行 操作方便可靠 易于安装 便于维护 62 四 自清洗过滤器 6 技术参数过滤器清洁时的压力损失 0 02MPa自清洗所需水量 最小工作压力时 约为设计流量的0 5 最小工作压力 0 3MPa过滤网材质 不锈钢最高工作水温 65 过滤器外壳材质 喷塑防腐的碳素钢工作电源 220VAC反冲功能 压差 时间 手动功能 63 四 自清洗过滤器 7 规格型号DD 电动ZQX 自清洗过滤器XXX 流量XX 进出口径例DDZQX300 10 电动自清洗过滤器 流量300m3 h 进出口径10英寸 64 四 自清洗过滤器 8 新型研发由于该种过滤器处理流量大 所以它特别适合于引黄灌区的使用 但也给我们提出了一个新的难题 像宁夏扬黄灌区 它将水扬到地势高的蓄水沉沙池 经过高差自流到低处进行灌溉 而往往在半山腰沉沙池周围是没有电力的 所以我们在2008年向国家申报了 无动力反冲洗过滤器 的发明专利 该产品利用水轮机的原理 将电动部分全部取消 改由旁路控制反洗速度 在没有电的状态下进行过滤 解决了在汛期和调水期沉沙池来不及沉沙而将水直接放下去 给下面灌溉系统带来大量泥沙的压力 去年已在宁夏扬黄灌区应用 65 五 多级组合过滤器 在选择过滤设备之前 应首先确定以下因素 灌溉水源中所含杂质成份 水源 确定选用灌水器的流道直径 类型 确定灌溉系统的峰值流量 流量 对系统先进性的要求 自动化 对选过滤器的造价比较 资金 66 五 多级组合过滤器 1 地下水源 选用离心过滤器 网式过滤器 叠片过滤器 图一 67 五 多级组合过滤器 图二 68 五 多级组合过滤器 图二 69 五 多级组合过滤器 2 地表水源选用砂石过滤器 网式过滤器 叠片过滤器 图一 70 五 多级组合过滤器 71 五 多级组合过滤器 3 复杂水源 72 五 多级组合过滤器 73 总结 微灌系统首部过滤系统的合理配置起着至关重要的作用 如果过滤设备不配套或选型不当 将会造成整个微灌系统的瘫痪 因此 应经过合理的科学设计 根据各地的实际污物性质 含量高低 固体颗粒粒径 灌水器流道尺寸 灌溉需水量大小 灌溉系统性质 出流方式等情况选择适当的过滤器 74 说明 1 尽量将末级过滤放在距灌水器较近的地方现除大棚灌溉的第一级过滤放在首部泵房内 末级过滤放在棚内完成外 是由于各个棚间施肥的灵活性 其余大部是放在一起的 这是为了有利于运行管理 对于除大棚过滤方式以外的其它灌溉过滤方式也同样采用过滤二级分开的方式 既将第二级过滤放在距灌水器近的地方 以减少有机物 微生物等对灌水器堵塞影响 杂质分为 有机物 微生物 无机物 化学杂质 1 有机物 有机物来自于供水水源和滋生于输水管路中 有机物数量的多少主要取决于水源的水质 如开敞式静水塘坝或水池中 会滋长大量有机物 大颗粒的有机杂质可过滤掉 但许多细小的藻类分解后仍能进入系统 然后在管道中不断絮结 并在灌水器出口处形成一道弧形的堆积带 从而堵塞灌水器流道 75 说明 2 微生物 经常出现的微生物主要含铁和硫离子 含铁的微生物是由可溶解的亚铁离子氧化而成 粘附在管道内壁和灌水器流道中 形成一种