一種污染灌溉水凈化噴灌系統技術方案

本發明專利技術提供了一種污染灌溉水凈化噴灌系統，包括水池、供水泵、一號高壓靜電發生器、太陽能電池組、二號高壓靜電發生器、陽離子反滲透膜凈化器、噴灌噴嘴、靜電凈化模塊、陰離子水反滲透膜凈化器；所述靜電凈化模塊包括桿式正電極、管狀負電極、陽離子水分離器、陰離子水分離器。本發明專利技術同步實現污染灌溉水的離子脫除、消毒滅菌，防止土壤、地表水和地下水污染，保持水環境安全，設備結構簡單，效率高，運行穩定安全，滿足農業噴灌需求。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及污染灌溉水凈化噴溉領域，特指利用高壓靜電場協同反滲透膜凈化水體，噴灌過程中形成空間電場促進植物生長的灌溉水凈化噴灌系統。
技術介紹
隨著國民經濟的快速發展和人民生活水平的提高，污水排放量加劇，全國各大水域水質受到污染，灌溉用水中含有有毒有害物質，造成土地有機物污染、重金屬污染和酸堿鹽污染，地表水和地下水富營養化，水環境受到污染，對農產品食品安全形成了巨大的挑戰。目前，農村灌溉水缺乏一種快速有效、結構簡單、維護方便的凈化系統。CN201510747876“一種農作物灌溉水凈化處理再循環工藝”主要利用一種低氧膜生物反應器凈化灌溉水，但只能過濾懸浮物和水溶性大分子物，無法脫除正負離子。CN201410188362“一種種植園灌溉水凈化循環利用系統”由水收集系統、沉淀池、厭氧好氧反應系統、人工濕地凈化系統、過濾系統、滴灌系統組成，占地空間大，凈化效率低。CN201420727384“農作物灌溉水凈化裝置”應用銅鋅合金濾料顆粒凈化灌溉水，水處理管道易堵塞，維護成本高。
技術實現思路
為了避免和克服上述不足，本專利技術的目的是提供一種灌溉水脫鹽殺菌、促進植物生長、減少病蟲害的污染灌溉水凈化噴灌系統，利用高壓靜電場協同反滲透膜，脫除正負離子，消毒滅菌，經處理后的水體帶有電荷，在噴灌時形成空間電場，促進植物生長結果，提高農產品質量與產量。實現本專利技術的技術方案為：一種污染灌溉水凈化噴灌系統，包括水池、供水泵、一號高壓靜電發生器、太陽能電池組、二號高壓靜電發生器、陽離子反滲透膜凈化器、噴灌噴嘴、靜電凈化模塊、陰離子水反滲透膜凈化器；所述水池通過管道與供水泵連接，所述供水泵通過管道與靜電凈化模塊連接；所述太陽能電池組與所述一號高壓靜電發生器和二號高壓靜電發生器均用導線連接，所述一號高壓靜電發生器通過高壓靜電線與所述靜電凈化模塊連接，所述二號高壓靜電發生器通過高壓靜電線與所述噴灌噴嘴的金屬接頭連接，噴灌噴嘴通過管道與所述靜電凈化模塊連接；所述陽離子反滲透膜凈化器和陰離子水反滲透膜凈化器均通過管道與所述靜電凈化模塊連接；所述靜電凈化模塊包括桿式正電極、管狀負電極、陽離子水分離器、陰離子水分離器；所述桿式正電極設于管狀負電極內，且桿式正電極設于管狀負電極的中心軸線上；所述管狀負電極的進口端為灌溉水進口，所述灌溉水進口通過管道與所述供水泵連接；所述管狀負電極的出口端通過螺紋與所述陽離子水分離器的進口端連接，陽離子水分離器的出口端通過螺紋與所述陰離子水分離器連接；沿所述陰離子水分離器中心軸線的縱剖面為“山”字形，在所述“山”字形的外側壁上開有一個凈化水出口，所述凈化水出口通過管道與所述噴灌噴嘴的進口端連接；沿所述“山”字形的中心軸線開有一個圓柱形通道，所述圓柱形通道的中心軸線與所述管狀負電極的中心軸線重合，圓柱形通道的出口端為陰離子出水口，所述陰離子出水口通過管道與所述陰離子水反滲透膜凈化器的進口端連接，所述陰離子水反滲透膜凈化器的出口端通過管道與所述灌溉水進口連接；所述陽離子水分離器的管壁上開有一個外環形通道，所述外環形通道的外側壁上開有一個陽離子出水口，所述陽離子出水口通過管道與所述陽離子反滲透膜凈化器的進口端連接，所述陽離子反滲透膜凈化器的出口端通過管道與所述灌溉水進口連接；所述外環形通道的內側壁、“山”字形的外側壁與所述圓柱形通道的管壁之間形成內環形通道。進一步，所述供水泵、一號高壓靜電發生器、太陽能電池組、二號高壓靜電發生器、陽離子反滲透膜凈化器、陰離子水反滲透膜凈化器、管狀負電極均接地。進一步，所述陽離子水分離器、陰離子水分離器的材質均為聚四氟乙烯，所述凈化水出口與噴灌噴嘴之間的管道材質為非金屬，所述噴灌噴嘴的材質為金屬。本專利技術的工作過程為：太陽能電池組為一號高壓靜電發生器、二號高壓靜電發生器、水泵提供電源，桿式正電極與管狀負電極之間的環形空間形成高強度靜電場。高強度靜電場細胞膜具有電擊穿作用，同時對水體進行電解產生的·OH、O·等自由基、H2O2、O3等均可殺傷細胞，利用電滲和電泳作用干擾細胞代謝功能，實現水體的消毒滅菌。污染灌溉水中陰、陽離子在電場力的作用下移動，陽離子主要集中在靠近管狀負電極的流層，陰離子主要集中在靠近桿式正電極的流層，遠離桿式正電極與管狀負電極的區域內離子濃度極低，可以直接用于噴灌。靠近管狀負電極的陽離子水和靠近桿式正電極的陰離子水的量相較于進入靜電凈化模塊的灌溉水總量小很多，大幅減輕了應用反滲透法實施的二級凈化水量，減少了反滲透膜的損耗。對于離子污染不很嚴重的灌溉水，可以關閉反滲透法二級凈化裝置，定時關閉一號高壓靜電發生器，由供水泵供水沖洗桿式正電極與管狀負電極構成的環形腔體。應用反滲透法進一步脫除陽離子水和陰離子水中的離子，其脫除率可達90％以上。對膠體微生物、有機物也有優良的攔截作用，其電能消耗是電滲析法的1/2，蒸餾法的1/40，但分滲透膜需定期更換。陽離子水經陽離子分離器進入陽離子反滲透膜凈化器，進一步脫除水中的陽離子后，這部分水體再次進入靜電凈化模塊。陰離子水經陰離子分離器進入陰離子反滲透膜凈化器，進一步脫除水中的陰離子后，這部分水體再次進入靜電凈化模塊。污染灌溉水經過靜電凈化模塊后帶有靜電，凈化水經管路從噴灌噴嘴噴出，形成空間電場。噴灌噴嘴采用金屬材質，與二號高壓靜電發生器相連，進一步增加凈化水帶電量。適當強度的靜電場有助于農作物生長結果，縮短生長周期，提高農產品產量。若將該灌溉水凈化噴灌系統應用于溫室大棚，在不需要噴灌的時候，該噴嘴相當于一電極，靜電場的作用除促進農作物生長外，還可以除霧降低大棚內空氣濕度，減少病蟲害的發生，降低農藥使用量與農產品藥物殘留量。有益效果：(1)本專利技術同步實現污染灌溉水的離子脫除、消毒滅菌，防止土壤、地表水和地下水污染，保持水環境安全，滿足農業噴灌需求。(2)通過特殊的流道設計，自行分離出陽離子水、陰離子水以及可直接用于灌溉的凈化水，設備結構簡單，效率高，運行穩定安全。(3)經靜電凈化模塊處理后的凈化水帶有電荷，噴灌時水柱形成空間電場，促進農產品生長結果增收，噴灌噴嘴荷電進一步強化了該作用。(4)非噴灌期內，荷電的噴灌噴嘴形成空間電場，促進農作物生長的同時，降低大棚內空氣濕度，減少病蟲害，降低農藥使用量與農產品藥物殘留量，為實現有機農業生產提供保證。附圖說明圖1是本專利技術的結構示意圖；圖2是靜電凈化模塊的結構示意圖。圖中：1.水池；2.供水泵；3.一號高壓靜電發生器；4.太陽能電池組；5.二號高壓靜電發生器；6.陽離子反滲透膜凈化器；7.噴灌噴嘴；8.靜電凈化模塊；9.陰離子反滲透膜凈化器；10.灌溉水進口；11.桿式正電極；12.管狀負電極；13.陽離子水分離器；14.陽離子水出口；15.凈化水出口；16.陰離子水出口；17.陰離子水分離器；18.圓柱形通道；19.內環形通道；20.外環形通道。具體實施方式下面結合附圖對本專利技術作進一步描述：如圖1、2所示，一種污染灌溉水凈化噴灌系統，包括水池1、供水泵2、一號高壓靜電發生器3、太陽能電池組4、二號高壓靜電發生器5、陽離子反滲透膜凈化器6、噴灌噴嘴7、靜電凈化模塊8、陰離子水反滲透膜凈化器9；所述水池1通過管道與供水泵2連接，所述供水泵2通過管道與靜電凈化模塊8連接；所述太陽能電池組4本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種污染灌溉水凈化噴灌系統，其特征在于，包括水池(1)、供水泵(2)、一號高壓靜電發生器(3)、太陽能電池組(4)、二號高壓靜電發生器(5)、陽離子反滲透膜凈化器(6)、噴灌噴嘴(7)、靜電凈化模塊(8)、陰離子水反滲透膜凈化器(9)；所述水池(1)通過管道與供水泵(2)連接，所述供水泵(2)通過管道與靜電凈化模塊(8)連接；所述太陽能電池組(4)與所述一號高壓靜電發生器(3)和二號高壓靜電發生器(5)均用導線連接，所述一號高壓靜電發生器(3)通過高壓靜電線與所述靜電凈化模塊(8)連接，所述二號高壓靜電發生器(5)通過高壓靜電線與所述噴灌噴嘴(7)的金屬接頭連接，噴灌噴嘴(7)通過管道與所述靜電凈化模塊(8)連接；所述陽離子反滲透膜凈化器(6)和陰離子水反滲透膜凈化器(9)均通過管道與所述靜電凈化模塊(8)連接；所述靜電凈化模塊(8)包括桿式正電極(11)、管狀負電極(12)、陽離子水分離器(13)、陰離子水分離器(17)；所述桿式正電極(11)設于管狀負電極(12)內，且桿式正電極(11)設于管狀負電極(12)的中心軸線上；所述管狀負電極(12)的進口端為灌溉水進口(10)，所述灌溉水進口(10)通過管道與所述供水泵(2)連接；所述管狀負電極(12)的出口端通過螺紋與所述陽離子水分離器(13)的進口端連接，陽離子水分離器(13)的出口端通過螺紋與所述陰離子水分離器(17)連接；沿所述陰離子水分離器(17)中心軸線的縱剖面為“山”字形，在所述“山”字形的外側壁上開有一個凈化水出口(15)，所述凈化水出口(15)通過管道與所述噴灌噴嘴(7)的進口端連接；沿所述“山”字形的中心軸線開有一個圓柱形通道(18)，所述圓柱形通道(18)的中心軸線與所述管狀負電極(12)的中心軸線重合，圓柱形通道(18)的出口端為陰離子出水口(16)，所述陰離子出水口(16)通過管道與所述陰離子水反滲透膜凈化器(9)的進口端連接，所述陰離子水反滲透膜凈化器(9)的出口端通過管道與所述灌溉水進口(10)連接；所述陽離子水分離器(13)的管壁上開有一個外環形通道(20)，所述外環形通道(20)的外側壁上開有一個陽離子出水口(14)，所述陽離子出水口(14)通過管道與所述陽離子反滲透膜凈化器(6)的進口端連接，所述陽離子反滲透膜凈化器(6)的出口端通過管道與所述灌溉水進口(10)連接；所述外環形通道(20)的內側壁、“山”字形的外側壁與所述圓柱形通道(18)的管壁之間形成內環形通道(19)。...

【技術特征摘要】
1.一種污染灌溉水凈化噴灌系統，其特征在于，包括水池(1)、供水泵(2)、一號高壓靜電發生器(3)、太陽能電池組(4)、二號高壓靜電發生器(5)、陽離子反滲透膜凈化器(6)、噴灌噴嘴(7)、靜電凈化模塊(8)、陰離子水反滲透膜凈化器(9)；所述水池(1)通過管道與供水泵(2)連接，所述供水泵(2)通過管道與靜電凈化模塊(8)連接；所述太陽能電池組(4)與所述一號高壓靜電發生器(3)和二號高壓靜電發生器(5)均用導線連接，所述一號高壓靜電發生器(3)通過高壓靜電線與所述靜電凈化模塊(8)連接，所述二號高壓靜電發生器(5)通過高壓靜電線與所述噴灌噴嘴(7)的金屬接頭連接，噴灌噴嘴(7)通過管道與所述靜電凈化模塊(8)連接；所述陽離子反滲透膜凈化器(6)和陰離子水反滲透膜凈化器(9)均通過管道與所述靜電凈化模塊(8)連接；所述靜電凈化模塊(8)包括桿式正電極(11)、管狀負電極(12)、陽離子水分離器(13)、陰離子水分離器(17)；所述桿式正電極(11)設于管狀負電極(12)內，且桿式正電極(11)設于管狀負電極(12)的中心軸線上；所述管狀負電極(12)的進口端為灌溉水進口(10)，所述灌溉水進口(10)通過管道與所述供水泵(2)連接；所述管狀負電極(12)的出口端通過螺紋與所述陽離子水分離器(13)的進口端連接，陽離子水分離器(13)的出口端通過螺紋與所述陰離子水分離器(17)連接；沿所述陰離子水分離器(17)中心軸線的縱剖面為“山”字形，在所述“山”字形的外側...

【專利技術屬性】
技術研發人員：王曉英，談正強，
申請(專利權)人：江蘇大學，
類型：發明
國別省市：江蘇;32