淺述高效節水灌溉系統中過濾器的選取方法

[摘 要] 巴州地區是“沙漠綠洲，灌溉農業”。從2002年至今，巴音郭楞蒙古自治州已實施了多項高新節水灌溉工程，通過對已建微灌工程的調查和總結，灌溉系統中保障水源清潔，清除水流內雜質的關鍵設備是過濾器，選擇合理的過濾器在灌溉系統中起著重要的作用。

[關鍵詞] 微灌 過濾器 選型

[中圖分類號] TV212 [文獻標識碼] B [文章編號] 1003-1650 （2014）03-0242-01

一、概述

新疆維吾爾自治區巴音郭楞蒙古自治州博湖縣位于新疆維吾爾自治區中部，天山南麓，區內降水稀少，蒸發強烈，氣候干燥，水資源緊缺。由于自然條件惡劣，灌溉是農業的基礎，由于農業用水管理粗放，水資源的利用效率很低。三條紅線制度出臺以來，在節水型與增水型相結合，以節水型為主的建設方針指導下，在節約水資源的同時，提高用水效益，大力發展滴灌技術。

在農業用水的各類水源中，都不同程度地含有污物和雜質，為保證微灌系統正常運行、延長灌水器使用壽命，就必須對灌溉水源進行嚴格的凈化處理。

巴音郭楞蒙古自治州農業區是純灌溉區，灌水器不施水或少施水會造成作物受旱枯死，加之作物生育期氣溫高、光照強，蒸發量大，微灌系統中易產生藻類，而灌水器出口很小，當水源中污物和雜質較多時，容易堵塞灌水器出口，引起配水不均或者系統癱瘓，從而影響農作物的生長，給農戶帶來較大損失。

因此選擇合理的過濾器在灌溉系統中起著重要的重要，選取濾器對于微灌系統的正常運行和農業生產都十分重要。

二、過濾系統的選型要點

選擇過濾設備要注意以下幾點：

1. 明確灌溉水源中雜質的組成。

只有摸清了灌溉水源中雜質的組成，才能有針對性選擇相應功能的過濾器。

2. 灌溉系統的峰值流量分析

灌溉系統的峰值流量過大或者過小，都會影響過濾器的過濾作用和設備造價。

3. 多方案進行經濟技術比較

在實際操作用，應先擬定不同過濾方案進行經濟技術比較，擇優選擇過濾系統。在比較過程中，應綜合考慮自動控制和維護管理費用。

三、過濾系統選型的基本計算和參數

在灌溉系統的是使用過程中，懸浮固體顆粒經常在流道出口處形成弧形堆積帶，進一步造成灌水器堵塞。為了解決這個問題，防止弧形堆積帶的形成，對于微灌系統中，過濾器必須將大于1/7噴嘴直徑的雜質全部濾出；對采用長流道滴頭的滴灌系統，過濾器必須將大于1/10滴孔直徑的雜質全部濾出。對于不同的微灌系統，過濾器的濾孔直徑計算公式如下：

微噴系統：dL=dP/7 ………………………（1）

滴灌系統：dL=dD/10 ……………………（2）

式中 dL—濾孔直徑（mm）

dP—微噴頭噴嘴直徑（mm）

dD—滴頭滴孔直徑（mm）

網式和疊片式過濾器的過濾能力通常以目數表示，設計中可參考表4-1中濾孔直徑與濾網目數。過濾砂的標號表示過濾能力，在使用中必須先查出目數，然后在從表4-2中查出對應該目數的過濾砂的標號。

表4-1 濾孔直徑與濾網目數的對應關系

表4-2 不同型號過濾砂的過濾效果

經過分析總結，不同水質條件下的常用過濾器型式見表4-3。由于過濾器的主要作用是過濾水源中的雜質，因此表中把水質作為主要影響因素。

表4-3 不同水質下的常用過濾器型式

四、常用過濾器的類型和初步結論

過濾器的類型較多，在施工過程中應該結合實際情況加以選用，目前常用的過濾器主要有：網式過濾器、疊片式過濾器、砂石過濾器和離心式過濾器。

1.網式過濾器

網式過濾器結構簡單，一般由承壓外殼和纏有濾網的內芯構成，用于處理水體中的無機雜物最有效。網式過濾器分為手動沖洗和自動直沖網式過濾器，為獲得較好的過濾效果，在實際應用中用多個網式過濾器并聯來提高過濾系統的容量。

2. 疊片式過濾器

疊片式過濾器，采用多個環形塑料薄片疊裝而成，薄片間縫隙可以通過薄片組兩端施加壓力大小進行調節，過濾器通過薄片間的縫隙和細小紋路將水中雜質濾出，一般過濾能力在40-400目之間。

3. 砂石過濾器

在我們應用的過濾器中，砂石過濾器效果最好，不但過濾效果好，這種過濾器存留雜質的能力也很強，可不間斷供水。在使用過程中，砂石過濾器是我們優先選用的過濾器。

過濾罐呈圓柱狀（直徑0.6-1.2m）；罐內濾料厚（25-50cm）。操作過程中允許次過濾器濾料表面淤積數厘米厚雜質。實際使用過程中，砂石過濾器系統用一組罐中濾后的水來反沖其他罐中的雜質，過流量越大需要并聯運行的罐也越多也就是我們通常采用的多罐聯合運行。濾料選用石英或花崗巖碎砂，不同型號過濾砂的過濾效果如表4-2。

4. 離心式過濾器

離心式過濾器（旋轉式水砂分離器），主要是利用水流環流離心力的工作原理分離水中沙粒，由于去污能力有限和與水源中含砂量的大小有關的特點，從而導致接近水比重的雜質不能被分離。次過濾器優點：沒有內部濾網，維護保養方便，自動連續排砂，省去了停機沖洗的環節，缺點：系統啟動與停機的時候會出現系統管道流速下降和過濾效率下降，對有機物、比水輕雜質無法進行分離過濾。

過濾器是高效節水灌溉系統中不可缺少的組成部分，每一種過濾器都有自身適應的范圍，在實際選型過程中，通過多方案比較，選擇符合實際情況的過濾器，才能使灌溉系統保持長期、穩定、可靠運行。

作者簡介：任培強，（1968.1），男，漢族，江蘇省豐縣人，大學本科學歷，工程師，現任新疆維吾爾自治區巴音郭楞蒙古自治州博湖縣水管總站站長。