沼液自動反沖深層過濾裝置的研制*

易文裕 熊昌國 邱云橋 王攀 余滿江

四川省農業機械研究設計院，四川成都

近年來，我國沼氣工程產業發展日趨成熟，應用日益廣泛[1～2]。沼液作為沼氣工程產生的殘余物，含有多種氨基酸以及農作物生長所需要的Ca、Mg、Fe、Zn等微量元素和B族維生素等，能夠有效促進農作物的生長發育[3]。將沼液作為肥料是當前沼液處理的主要手段，對保護環境、提高沼氣工程綜合效益具有重要意義[4]。

沼氣工程產生的沼液中通常含有沼渣，導致沼液灌溉過程中常出現灌溉系統出液口堵塞的情況，嚴重時造成灌溉系統運行停止，不僅降低了灌溉作業效率，而且降低了灌溉系統的使用壽命，增加了作業成本。因此，研制沼液自動反沖深層過濾裝置對提高沼液利用效率具有重要意義。

1 整機結構與工作原理

1.1 整機結構

沼液自動反沖深層過濾裝置整機結構如圖1 所示，主要由底座、第一過濾罐、第二過濾罐、進液管、壓力計、出液管、反沖管、布水管、球閥等組成。

圖1 整機結構圖

1.2 工作原理

作業時，確保進液管上的第一進液球閥和第二進液球閥保持開啟狀態，第一、第二反沖支管上的第一反沖球閥和第二反沖球閥保持關閉狀態。啟動供液泵，將需要過濾的沼液通過進液主管導入到過濾罐體中，即進入正常過濾工作狀態。沼液通過過濾罐體中的多層骨料過濾，可有效去除沼液中的固體雜質和懸浮物，過濾后的沼液從出液主管輸送至沼液灌溉管網系統中。

當進液主管上的壓力計和出液主管上的壓力計所測的壓力差值大于正常過濾工作的壓力差值時，需要進行自動反沖自清潔操作。當對第一過濾罐進行反沖自清潔時，首先確保第一進液球閥保持開啟狀態，第二進液球閥保持關閉狀態，第一反沖支管上的第一反沖球閥保持關閉狀態，第二反沖支管上的第二反沖球閥保持開啟狀態，關閉出液主管。啟動供液泵，此時沼液先通過第二過濾罐進行過濾處理，過濾后的沼液再反向流過第一過濾罐體，將第一過濾罐體中的過濾雜質通過反沖管排出。

當對第二過濾罐體進行自動反沖自清潔工作時，保證第二進液球閥保持開啟狀態，第一進液分球閥保持關閉狀態，保證第二反沖分管上的第二反沖球閥保持關閉狀態，第一反沖分管上的第一反沖球閥保持開啟狀態，保證出液主管保持關閉狀態，最后啟動供液泵即可。

2 過濾罐體內部設計

過濾罐內部過濾結構如圖2所示。罐體內包含五層骨料層，各層骨料層厚度均為350 mm，相鄰骨料層中的上層骨料層骨料的直徑與相鄰下層骨料層骨料的直徑比為0.4，各層骨料直徑分別為1.6 mm、4.0 mm、10.0 mm、25.0 mm、62.5 mm，最上層骨料與罐體頂部保留一定空間。

采用此種骨料布置方式，一方面能夠使罐體底部形成多空隙空間，保證出液布水器不被骨料堵死；另一方面可有效保證各層骨料分布均勻，減少上層骨料滑落到下層的現象發生，并能有效過濾掉沼液中的固體雜質和懸浮物。在過濾罐體上部保留一定的空間有利于在反沖自清潔工作時使被過濾的固體雜質和懸浮物排出并減少最上一層細小骨料隨反沖液體進入進液布水器的可能性。

圖2 過濾罐內部結構圖

3 結論

本文研制的沼液自動反沖深層過濾裝置，采用機械物理過濾方法，能夠穩定高效去除沼液中的固體雜質和懸浮物，使輸出的沼液完全滿足灌溉系統出液口的要求，保證灌溉系統不堵塞。同時，通過自動反沖自清潔工作，使過濾骨料能夠長期使用，保證過濾系統長期穩定運行。該裝置通過與沼氣工程、設施農業等配套使用，可為沼液用于規模化種植農業灌溉施肥提供技術保障。