[發明專利]防止滴灌灌水器堵塞的加酸氯控制方法及系統

有效

• 申請號: 201410022695.3
• 申請日: 2014-01-17
• 公開（公告）號: CN103752561A
• 公開（公告）日: 2014-04-30
• 發明（設計）人: 李云開;馮吉;宋鵬;裴旖婷;張志靜
• 申請（專利權）人: 中國農業大學
• 主分類號: B08B7/00
• 分類號: B08B7/00;G05D21/02;A01G25/00
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 徐寧;關暢

技術領域

本發明涉及一種防止堵塞的控制方法及系統，特別是關于一種防止滴灌灌水器堵塞的加酸氯控制方法及系統。

背景技術

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發展的重大因素。農業用水量占全國總用水量的70%，其中農田滴灌用水量，占農業用水量的90%～95%。滴灌因其精準可控、節能和增產等因素是世界公認最節水的灌溉技術之一。灌水器是滴灌系統最關鍵的部件，而灌水器流道狹小（一般只有0.5～1.2mm），水中的懸浮物、溶解鹽、化學沉淀、有機物和微生物等雜質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應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使用壽命和應用效益。大量的科研學者試圖從多方面來解決灌水器堵塞問題，雖然已經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，隨著滴灌系統的持續發展，單純利用地下水作為滴灌水源已經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、內蒙古、遼寧和寧夏等地紛紛提出了地表水滴灌工程建設需求，并開展了一些探索性的工程建設。受我國水環境污染的影響，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、漂浮物有機雜質和微細顆粒等雜質，這使得滴灌系統灌水器堵塞的風險大大增加，且堵塞機理也更為復雜，因此必須加以控制。

最新研究報道顯示：再生水滴灌系統的堵塞與滴灌系統內生物膜的形成和生長有著密切的關系。因此，采取有效措施抑制生物膜生長，促進生物膜脫落并及時將生物膜排除出系統成為解決灌水器堵塞問題的關鍵。加氯處理是目前給排水領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，而且能促進生物膜脫落，但是通常因為滴灌水質和灌水器類型及堵塞程度等試驗條件的差異較大，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行參數的研究結論差異很大。管道沖洗是常用的滴灌系統維護方法，更能有效、及時地將脫落的生物膜排除出系統。目前有很多專家學者提出灌水器抗堵塞系統及方法，如將過濾系統、管網系統和滴灌灌水器配合使用，雖然很好的解決了現有滴灌系統在使用再生水滴灌時滴灌灌水器易發生堵塞等問題，但其僅增強了過濾措施，關于灌水器堵塞與其內部生物膜的形成和生長的關系并未得到重視，從而不能有效抑制生物膜的生長及促進生物膜的脫落等。借助臭氧發生器的滴灌系統雖然有效殺死流道內微生物，但其結構相對復雜，成本較高，不適宜在大田普遍推廣應用。

發明內容

針對上述問題，本發明的目的是提供一種既能有效地抑制生物膜生長，又能促進雜質脫落排出，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。

為實現上述目的，本發明采取以下技術方案：一種防止滴灌灌水器堵塞的加酸氯控制方法，包括以下內容：1）化學加酸氯并配合管道沖洗①向滴灌系統中加酸，使滴灌系統處于偏酸性狀態，滴灌系統加酸的時間為20min～1h，濃度為0.5～1.5mg/L；②向滴灌系統中加氯，抑制堵塞物質生物膜的生長，促進其脫落，滴灌系統加氯的時間為1～3h，加酸濃度為0.8～2.5mg/L；③對滴灌系統進行沖洗，將脫落的堵塞物質排除系統外，減小灌水器堵塞的風險；滴灌系統管道沖洗的流速為0.45m/s，沖洗時間為5～10min，沖洗頻率為1次/1～2周；2）基于尾部pH值控制的系統首部加酸、加氯計算方法①基于尾部pH值的首部加酸量V_酸為：

其中，加液系統加入濃硫酸濃度為x；加酸時間為t_酸；水源pH值為a，每個灌水器流量分別記為q_i，其中i＝1,2,3,...,N_灌水器，則單根毛管進口流量輪灌組中毛管數量為N_毛管，其中N_毛管＝1,2,...,n；②系統首部加氯的體積V_氯為：V_氯=V_氯水×m'_氯/y其中，V_氯水為單位輪灌組在加氯時間t_氯內所需灌溉用水量，m'_氯為基于余氯濃度直接換算得到的在系統首部單位灌溉水量所需加氯量，y為加入次氯酸溶液濃度。