在農(nóng)田水利灌溉系統(tǒng)中,過濾器是保障水資源高效利用與灌溉設(shè)備安全運(yùn)行的關(guān)鍵裝置。它通過攔截水中的雜質(zhì)顆粒,防止灌溉管道、噴頭和滴頭堵塞,同時(shí)改善灌溉水質(zhì),為作物生長創(chuàng)造良好的水分環(huán)境,是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉技術(shù)體系的重要組成部分。
農(nóng)田水利灌溉過濾器根據(jù)過濾原理和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可分為多種類型,需根據(jù)水源條件和灌溉方式科學(xué)選用。砂石過濾器憑借石英砂濾料的深層過濾特性,適用于處理含泥沙、懸浮物較多的河水、水庫水,尤其適合大面積農(nóng)田的噴灌和微灌系統(tǒng),能有效去除 50 微米以上的顆粒物。離心過濾器通過離心力分離水中的重質(zhì)雜質(zhì),常作為前置預(yù)處理設(shè)備,與砂石過濾器組合使用,可減輕主過濾設(shè)備的負(fù)擔(dān)。
疊片過濾器由多層帶溝槽的塑料疊片組成,通過旋轉(zhuǎn)疊片實(shí)現(xiàn)過濾與反沖洗,適合處理含有機(jī)雜質(zhì)較多的水源,在溫室大棚和果園滴灌系統(tǒng)中應(yīng)用廣泛。網(wǎng)式過濾器結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉,以金屬或尼龍濾網(wǎng)為過濾介質(zhì),適合水質(zhì)較好的井水灌溉場景,常作為末端安全過濾裝置保護(hù)精密灌溉設(shè)備。不同類型的過濾器各有優(yōu)勢,實(shí)際應(yīng)用中往往采用組合配置以應(yīng)對復(fù)雜水質(zhì)。
選型時(shí)需首先明確灌溉系統(tǒng)的設(shè)計(jì)參數(shù),包括設(shè)計(jì)流量、工作壓力和管道直徑,確保過濾器的處理能力與系統(tǒng)匹配。流量不足會導(dǎo)致過濾效果下降,流量過大則會增加能耗和設(shè)備損耗,通常過濾器的額定流量應(yīng)比系統(tǒng)設(shè)計(jì)流量高出 10%-20%。
水源水質(zhì)是選型的關(guān)鍵依據(jù),需通過檢測明確水中懸浮物含量、顆粒粒徑分布、有機(jī)物含量等指標(biāo)。對于高濁度水源(懸浮物含量超過 50mg/L),應(yīng)采用 “離心過濾器 + 砂石過濾器” 的二級過濾組合;對于含藻類較多的水源,需增加紫外線殺菌或化學(xué)處理裝置;而對于井水等低濁度水源,單一的網(wǎng)式或疊片過濾器即可滿足需求。
過濾精度需與灌溉設(shè)備類型相匹配,滴灌系統(tǒng)對水質(zhì)要求最高,過濾精度應(yīng)達(dá)到 50-100 微米;噴灌系統(tǒng)可選用 100-200 微米的過濾精度;漫灌系統(tǒng)的過濾精度要求相對較低,但仍需去除大顆粒雜質(zhì)以保護(hù)水泵等設(shè)備。
過濾器的安裝位置應(yīng)靠近水源入口處,便于對整個(gè)灌溉系統(tǒng)進(jìn)行全面過濾保護(hù)。設(shè)備需安裝在水平地面上,進(jìn)出口管道需設(shè)置閥門和壓力表,方便操作和運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測。對于自動反沖洗過濾器,還需預(yù)留足夠的安裝空間和電力接口,確保反沖洗系統(tǒng)正常工作。
日常維護(hù)需建立定期檢查制度,每周觀察過濾器進(jìn)出口壓力差,當(dāng)壓差超過 0.05MPa 時(shí)應(yīng)及時(shí)進(jìn)行反沖洗或清洗。砂石過濾器需定期檢查濾料狀況,每年補(bǔ)充或更換一次濾料;疊片過濾器需定期拆解清洗疊片,防止溝槽堵塞;網(wǎng)式過濾器則要經(jīng)常檢查濾網(wǎng)是否破損,發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)更換。
冬季來臨前,需對過濾器進(jìn)行排水防凍處理,特別是北方地區(qū),應(yīng)徹底放空設(shè)備內(nèi)的積水,必要時(shí)進(jìn)行保溫包裹,防止凍裂損壞。長期停用前,需對過濾器進(jìn)行全面清洗和保養(yǎng),確保再次啟用時(shí)性能穩(wěn)定。
隨著智慧農(nóng)業(yè)的發(fā)展,農(nóng)田水利灌溉過濾器正朝著智能化、自動化方向升級。具備物聯(lián)網(wǎng)功能的智能過濾器可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控、自動診斷和精準(zhǔn)反沖洗控制,大幅降低人工成本。同時(shí),新型環(huán)保濾料的研發(fā)應(yīng)用提高了過濾效率和使用壽命,如改性石英砂、復(fù)合陶瓷濾料等材料的應(yīng)用,使過濾器在復(fù)雜水質(zhì)條件下仍能保持穩(wěn)定性能。
此外,模塊化、集成化的過濾系統(tǒng)成為趨勢,通過將不同類型的過濾器、傳感器和控制系統(tǒng)集成一體,形成緊湊高效的過濾單元,可根據(jù)實(shí)際需求靈活組合擴(kuò)展,滿足不同規(guī)模農(nóng)田灌溉的個(gè)性化需求。這些技術(shù)創(chuàng)新正在推動農(nóng)田水利灌溉過濾技術(shù)向更高效、更節(jié)能、更智能的方向發(fā)展,為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供有力支撐。