在農(nóng)田水利灌溉系統(tǒng)中,過(guò)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(guò)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(zhǎng)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(guò)濾器根據(jù)過(guò)濾原理和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可分為多種類(lèi)型,需根據(jù)水源條件和灌溉方式科學(xué)選用。砂石過(guò)濾器憑借石英砂濾料的深層過(guò)濾特性,適用于處理含泥沙、懸浮物較多的河水、水庫(kù)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(guò)濾器通過(guò)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(guò)濾器組合使用,可減輕主過(guò)濾設(shè)備的負(fù)擔(dān)。
疊片過(guò)濾器由多層帶溝槽的塑料疊片組成,通過(guò)旋轉(zhuǎn)疊片實(shí)現(xiàn)過(guò)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(guò)濾器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉,以金屬或尼龍濾網(wǎng)為過(guò)濾介質(zhì),適合水質(zhì)較好的井水灌溉場(chǎng)景,常作為末端安全過(guò)濾裝置保護(hù)精密灌溉設(shè)備。不同類(lèi)型的過(guò)濾器各有優(yōu)勢(shì),實(shí)際應(yīng)用中往往采用組合配置以應(yīng)對(duì)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(guò)濾器的處理能力與系統(tǒng)匹配。流量不足會(huì)導(dǎo)致過(guò)濾效果下降,流量過(guò)大則會(huì)增加能耗和設(shè)備損耗,通常過(guò)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(guò)檢測(cè)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(duì)于高濁度水源(懸浮物含量超過(guò) 50mg/L),應(yīng)采用 “離心過(guò)濾器 + 砂石過(guò)濾器” 的二級(jí)過(guò)濾組合;對(duì)于含藻類(lèi)較多的水源,需增加紫外線殺菌或化學(xué)處理裝置;而對(duì)于井水等低濁度水源,單一的網(wǎng)式或疊片過(guò)濾器即可滿(mǎn)足需求。
過(guò)濾精度需與灌溉設(shè)備類(lèi)型相匹配,滴灌系統(tǒng)對(duì)水質(zhì)要求最高,過(guò)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(guò)濾精度;漫灌系統(tǒng)的過(guò)濾精度要求相對(duì)較低,但仍需去除大顆粒雜質(zhì)以保護(hù)水泵等設(shè)備。
過(guò)濾器的安裝位置應(yīng)靠近水源入口處,便于對(duì)整個(gè)灌溉系統(tǒng)進(jìn)行全面過(guò)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(mén)和壓力表,方便操作和運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)。對(duì)于自動(dòng)反沖洗過(guò)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(guò)濾器進(jìn)出口壓力差,當(dāng)壓差超過(guò) 0.05MPa 時(shí)應(yīng)及時(shí)進(jìn)行反沖洗或清洗。砂石過(guò)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(guò)濾器需定期拆解清洗疊片,防止溝槽堵塞;網(wǎng)式過(guò)濾器則要經(jīng)常檢查濾網(wǎng)是否破損,發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)更換。
冬季來(lái)臨前,需對(duì)過(guò)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(zhǎng)期停用前,需對(duì)過(guò)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(guò)濾器正朝著智能化、自動(dòng)化方向升級(jí)。具備物聯(lián)網(wǎng)功能的智能過(guò)濾器可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控、自動(dòng)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(guò)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(guò)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(guò)濾系統(tǒng)成為趨勢(shì),通過(guò)將不同類(lèi)型的過(guò)濾器、傳感器和控制系統(tǒng)集成一體,形成緊湊高效的過(guò)濾單元,可根據(jù)實(shí)際需求靈活組合擴(kuò)展,滿(mǎn)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(dòng)農(nóng)田水利灌溉過(guò)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。