浅述高效节水灌溉系统中过滤器的选取方法

[摘 要] 巴州地区是“沙漠绿洲，灌溉农业”。从2002年至今，巴音郭楞蒙古自治州已实施了多项高新节水灌溉工程，通过对已建微灌工程的调查和总结，灌溉系统中保障水源清洁，清除水流内杂质的关键设备是过滤器，选择合理的过滤器在灌溉系统中起着重要的作用。

[关键词] 微灌 过滤器 选型

[中图分类号] TV212 [文献标识码] B [文章编号] 1003-1650 （2014）03-0242-01

一、概述

新疆维吾尔自治区巴音郭楞蒙古自治州博湖县位于新疆维吾尔自治区中部，天山南麓，区内降水稀少，蒸发强烈，气候干燥，水资源紧缺。由于自然条件恶劣，灌溉是农业的基础，由于农业用水管理粗放，水资源的利用效率很低。三条红线制度出台以来，在节水型与增水型相结合，以节水型为主的建设方针指导下，在节约水资源的同时，提高用水效益，大力发展滴灌技术。

在农业用水的各类水源中，都不同程度地含有污物和杂质，为保证微灌系统正常运行、延长灌水器使用寿命，就必须对灌溉水源进行严格的净化处理。

巴音郭楞蒙古自治州农业区是纯灌溉区，灌水器不施水或少施水会造成作物受旱枯死，加之作物生育期气温高、光照强，蒸发量大，微灌系统中易产生藻类，而灌水器出口很小，当水源中污物和杂质较多时，容易堵塞灌水器出口，引起配水不均或者系统瘫痪，从而影响农作物的生长，给农户带来较大损失。

因此选择合理的过滤器在灌溉系统中起着重要的重要，选取滤器对于微灌系统的正常运行和农业生产都十分重要。

二、过滤系统的选型要点

选择过滤设备要注意以下几点：

1. 明确灌溉水源中杂质的组成。

只有摸清了灌溉水源中杂质的组成，才能有针对性选择相应功能的过滤器。

2. 灌溉系统的峰值流量分析

灌溉系统的峰值流量过大或者过小，都会影响过滤器的过滤作用和设备造价。

3. 多方案进行经济技术比较

在实际操作用，应先拟定不同过滤方案进行经济技术比较，择优选择过滤系统。在比较过程中，应综合考虑自动控制和维护管理费用。

三、过滤系统选型的基本计算和参数

在灌溉系统的是使用过程中，悬浮固体颗粒经常在流道出口处形成弧形堆积带，进一步造成灌水器堵塞。为了解决这个问题，防止弧形堆积带的形成，对于微灌系统中，过滤器必须将大于1/7喷嘴直径的杂质全部滤出；对采用长流道滴头的滴灌系统，过滤器必须将大于1/10滴孔直径的杂质全部滤出。对于不同的微灌系统，过滤器的滤孔直径计算公式如下：

微喷系统：dL=dP/7 ………………………（1）

滴灌系统：dL=dD/10 ……………………（2）

式中 dL—滤孔直径（mm）

dP—微喷头喷嘴直径（mm）

dD—滴头滴孔直径（mm）

网式和叠片式过滤器的过滤能力通常以目数表示，设计中可参考表4-1中滤孔直径与滤网目数。过滤砂的标号表示过滤能力，在使用中必须先查出目数，然后在从表4-2中查出对应该目数的过滤砂的标号。

表4-1 滤孔直径与滤网目数的对应关系

表4-2 不同型号过滤砂的过滤效果

经过分析总结，不同水质条件下的常用过滤器型式见表4-3。由于过滤器的主要作用是过滤水源中的杂质，因此表中把水质作为主要影响因素。

表4-3 不同水质下的常用过滤器型式

四、常用过滤器的类型和初步结论

过滤器的类型较多，在施工过程中应该结合实际情况加以选用，目前常用的过滤器主要有：网式过滤器、叠片式过滤器、砂石过滤器和离心式过滤器。

1.网式过滤器

网式过滤器结构简单，一般由承压外壳和缠有滤网的内芯构成，用于处理水体中的无机杂物最有效。网式过滤器分为手动冲洗和自动直冲网式过滤器，为获得较好的过滤效果，在实际应用中用多个网式过滤器并联来提高过滤系统的容量。

2. 叠片式过滤器

叠片式过滤器，采用多个环形塑料薄片叠装而成，薄片间缝隙可以通过薄片组两端施加压力大小进行调节，过滤器通过薄片间的缝隙和细小纹路将水中杂质滤出，一般过滤能力在40-400目之间。

3. 砂石过滤器

在我们应用的过滤器中，砂石过滤器效果最好，不但过滤效果好，这种过滤器存留杂质的能力也很强，可不间断供水。在使用过程中，砂石过滤器是我们优先选用的过滤器。

过滤罐呈圆柱状（直径0.6-1.2m）；罐内滤料厚（25-50cm）。操作过程中允许次过滤器滤料表面淤积数厘米厚杂质。实际使用过程中，砂石过滤器系统用一组罐中滤后的水来反冲其他罐中的杂质，过流量越大需要并联运行的罐也越多也就是我们通常采用的多罐联合运行。滤料选用石英或花岗岩碎砂，不同型号过滤砂的过滤效果如表4-2。

4. 离心式过滤器

离心式过滤器（旋转式水砂分离器），主要是利用水流环流离心力的工作原理分离水中沙粒，由于去污能力有限和与水源中含砂量的大小有关的特点，从而导致接近水比重的杂质不能被分离。次过滤器优点：没有内部滤网，维护保养方便，自动连续排砂，省去了停机冲洗的环节，缺点：系统启动与停机的时候会出现系统管道流速下降和过滤效率下降，对有机物、比水轻杂质无法进行分离过滤。

过滤器是高效节水灌溉系统中不可缺少的组成部分，每一种过滤器都有自身适应的范围，在实际选型过程中，通过多方案比较，选择符合实际情况的过滤器，才能使灌溉系统保持长期、稳定、可靠运行。

作者简介：任培强，（1968.1），男，汉族，江苏省丰县人，大学本科学历，工程师，现任新疆维吾尔自治区巴音郭楞蒙古自治州博湖县水管总站站长。