[發明專利]一種電吸附結合冷凝法的土壤洗鹽水循環利用系統及方法

有效

• 申請號: 202210332554.6
• 申請日: 2022-03-31
• 公開（公告）號: CN114793522B
• 公開（公告）日: 2023-09-22
• 發明（設計）人: 張川;周俊安;閆浩芳
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: A01B79/00
• 分類號: A01B79/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種電吸附結合冷凝法的土壤洗鹽水循環利用系統及方法，涉及土壤改良領域，利用電吸附除鹽的基本原理是將暗管排出的鹽水通過帶正負電的空卷電極板之間流動，通電時水中離子分別向帶相反電荷的電極板表面遷移并被吸附在電極板表面，隨著離子在電極板表面聚集，鹽水中的鹽濃度大大降低，從而實現了鹽水的脫鹽。當正負電極板吸附鹽離子達到飽和時，電極反接電源，被吸附的鹽離子會從電極板表面釋放后溶于水中，此時排出的較高濃度的鹽水被排入蒸發室內，通過蒸發與冷凝的方法實現土壤洗鹽水的循環利用。

技術領域

本發明涉及屬于土壤改良領域，涉及一種適用于管道除鹽的電極板結構、土壤洗鹽的裝置、洗鹽方法及系統。

背景技術

土地鹽堿化是我國常見的土壤退化問題之一，在我國有近1/5的耕地發生鹽堿化，造成我國的土地資源嚴重浪費。目前，“十四五”規劃提出以糧食生產功能區和重要農產品生產保護區為重點，2021年新建高標準農田1億畝。高標準農田，是指土地平整、土壤肥沃、集中連片、設施完善、農電配套、生態良好、抗災能力強，與現代農業生產和經營方式相適應的旱澇保收、持續高產穩產的農田。這就迫切要求對土地鹽堿化進行處理，以滿足高標準土地的需求。

目前常用的土壤洗鹽大多是通過對耕作層進行淡水灌溉，使得土壤中的鹽分溶于水后排出，從而達到降低土壤中鹽分的效果。這就需要大量的淡水，極易造成水資源的浪費。本裝置采用電吸附法對暗管排出的鹽水進行處理，將處理后的水二次利用，節約用水。

發明內容

針對現有技術中存在不足，為了將土壤洗鹽后排出的鹽水二次利用，本發明首先提供了一種基于電吸附法的土壤洗鹽排水結構，隨著離子在空卷電極板表面聚集，鹽水中的鹽濃度大大降低，從而實現了鹽水的脫鹽。當帶正負電的電極板吸附鹽離子達到飽和時，空卷電極板反接電源，被吸附的鹽離子會從空卷電極板表面釋放，空卷電極板得到再生，如此可進行重復洗鹽。同時，在設置有空卷電極板的排水暗管進出口處各設置一個鹽度傳感器，用以檢測電吸附后鹽水濃度的變化、在暗管支管處設置第三鹽度傳感器，用以檢測洗鹽后農田中鹽分是否達到預期值，達標后停止洗鹽。

本發明是通過以下技術手段實現上述技術目的的。

一種適用于管道除鹽的電極板結構，包括基板；所述基板為絕緣材料，通過模具做成空卷電極板，之后將其浸入導電膠中，在導電膠充分接觸空卷電極板后，取出烘干固化，此時空卷電極板整體導電；切除空卷電極板的頭部、尾部及端部的導電膠，露出絕緣材料，保證空卷電極板正負極面之間不導通；所述空卷電極板各層之間有一定的間隙。

上述方案中，所述空卷電極板上側面和下側面上分別設置有正極與負極，對空卷電極板施加電壓形成靜電場；所述空卷電極板最內層填充有絕緣材料防止水流通過。

將適用于管道除鹽的空卷電極板結構用于土壤洗鹽的裝置，所述空卷電極板通過絕緣鉚釘安裝在排水暗管干管中，在所述空卷電極板所在排水暗管干管的進出口處分別設置第一鹽度傳感器和第二鹽度傳感器；所述第一鹽度傳感器和第二鹽度傳感器分別用來監測土壤洗鹽水流入空卷電極板時和流出空卷電極板時的鹽度。

上述方案中，還包括排水暗管支路；所述排水暗管支路上安裝有第三鹽度傳感器。

用于土壤洗鹽裝置的洗鹽方法，包括如下步驟：第三鹽度傳感器監測排水暗管支路中鹽水的鹽度三，當鹽度三滿足作物生長時，不洗鹽；

當鹽度三不滿足作物生長時，空卷電極板工作，第一鹽度傳感器和第二鹽度傳感器監測得到鹽度一和鹽度二，當鹽度二小于鹽度一時，表明空卷電極板正在吸附水中鹽離子，此時排出的洗鹽水還田；當鹽度二等于鹽度一時，表明空卷電極板以達到吸附飽和狀態，此時反接瞬時電源脈沖對空卷電極板反向加電，正負極對調，電極板表面去鹽離子得到鹽度二等于鹽度一和鹽度二大于鹽度一兩種情況，其中，當鹽度二等于鹽度一時，正接電源；鹽度二大于鹽度一時，接著反接瞬時電源脈沖，再次對空卷電極板表面去鹽離子，鹽水排入蒸發室。