CN106508612A - 一种可消除重金属污染的痕量灌溉装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种可消除重金属污染的痕量灌溉装置，属于农业水利灌溉技术领域。本发明包括储水池、最高水位报警器、进水管、最低水位警报器、连通管、调节池、过滤装置、痕量灌水装置；进水管安装在储水池上，储水池与调节池通过连通管连接，过滤装置一端与调节池连接，另一端与痕量灌水装置连接，最高水位报警器、最低水位警报器分别与储水池连接。本发明能有效利用水资源，并实现半自动控制，减少人力消耗；可根据作物的需水要求进行供水，可控性好、不易堵塞，可减少维修费用；该系统操作简单，清理、维修方便，装置使用寿命长，能有效消除重金属污染的同时进行痕量节水灌溉，减小、物力的消耗。
Description
技术领域
本发明涉及一种可消除重金属污染的痕量灌溉装置，属于农业水利灌溉技术领域。
背景技术
我国可利用水资源十分匮乏，人均水资源占有量仅为国际平均水平的1/4，随着人口的增加和工农业的高度发展，水资源的浪费与污染愈加严重。尤其是重金属污染，难分解且会影响植物根叶发育。长久以来，我国普遍采取的农业灌溉方式多为地面灌溉，灌溉用水从地面渗透到土壤中，作物根系从土壤水中吸收水分，从而满足自身的生长发育，然而这些灌溉方式造成了大量的土壤水下渗、蒸发，十分浪费水资源。目前存在的主要节水灌溉方式为滴灌，然而滴灌装置昂贵、易堵塞 、不易维修，故而采取的较少。
目前，涉及痕量灌溉系统均为痕量灌溉的测试系统或小型家用灌溉装置，例如：一种痕量灌溉节水性能测试系统（CN201210558205.2）、自动供水家庭园艺栽培的栽培装置（CN201410117777.6）、食用菌自动灌溉栽培箱（CN201420141028.2）等。其中痕量灌溉节水性能测试系统仅实现了对痕量灌溉节水性能的测试，并未涉及到灌溉系统的应用；自动供水家庭园艺栽培的栽培装置采用单一铺设痕量灌溉管，成本昂贵，维修复杂；食用菌自动灌溉栽培箱仅仅适用于食用菌的栽培，实现食用菌痕量节水灌溉，存在对作物局限性，不能大规模推广使用。上述的装置和系统均不适合应用在根据作物根系不同深度需水要求进行灌溉。
随着科学技术的高度发展，如何有效消除重金属污染、如何进行节水灌溉十分值得进一步探究，而如何利用重金属污染的水资源进行节水灌溉成为了十分值得研究的课题。目前治理水体重金属污染的方式多为电解法、自我修复法，其中电解法成本昂贵，自我修复法周期过长，均不适用于经常性、短周期用水。
发明内容
本发明的目的是提供一种可消除重金属污染的痕量灌溉装置，以解决目前重金属污染严重水资源匮乏及现有痕量灌溉对作物灌溉局限性大、成本昂贵等问题。
本发明按以下技术方案实现：一种可消除重金属污染的痕量灌溉装置，包括储水池1、最高水位报警器2、进水管5、最低水位警报器10、连通管11、调节池12、过滤装置14、痕量灌水装置15；进水管5安装在储水池1上，储水池1与调节池12通过连通管11连接，过滤装置14一端与调节池12连接，另一端与痕量灌水装置15连接，最高水位报警器2、最低水位警报器10分别与储水池1连接，进水管5上安设有进水阀4，储水池1内安设有拦污栅Ⅰ6，拦污栅Ⅰ6上连接有活性炭吸附袋7，活性炭吸附袋7可对重金属离子进行强吸附，储水池1上部内安设有最高水位传感器3，最高水位报警器2与储水池1的最高水位传感器3连接，储水池1下部内安设有最低水位传感器9，最低水位警报器10与储水池1的最低水位传感器9连接，调节池12上部安设有弱碱添加器8，通过弱碱添加器8向调节池12内添加弱碱调节调节池12的酸碱平衡，过滤装置14包括过滤壳体32、过滤网18、多孔金属片19、过滤器底盘21；过滤壳体32顶端开设有过滤器进水口16，过滤壳体32上部两侧分别开设有通气孔17，通气孔17可用于水流进入过滤装置14后有效排气，过滤壳体32底部开设有过滤器出水口22，两层过滤网18间隔安装在过滤壳体32内，多孔金属片19安装在间隔的过滤网18之间，多孔金属片19可起到稳定过滤网18的作用，过滤器底盘21安装在过滤壳体32内底部，过滤器底盘21上部安设有倾坡20，倾坡20可保证水流平顺出流，过滤装置14一端通过过滤器进水口16与调节池12连接，过滤装置14另一端通过过滤器出水口22与痕量灌水装置15连接，痕量灌水装置15包括痕量灌水器23、痕量灌溉连接软管29、痕量灌溉支管30、痕量灌溉主管31；痕量灌溉支管30间隔安装在痕量灌溉主管31上，痕量灌水器23通过痕量灌溉连接软管29与痕量灌溉支管30连接，痕量灌溉主管31安置在土层上，痕量灌水器23通过痕量灌溉连接软管29深入土层内，痕量灌水装置15通过痕量灌溉主管31与过滤装置14的过滤器出水口22连接，痕量灌水器23包括痕量灌水器空腔26、滤网25、毛管束28；痕量灌水器空腔26一端开设有灌水器进水口24，痕量灌水器空腔26另一端开设有痕量灌水器出水口27，毛管束28安装在痕量灌水器出水口27处，滤网25安装在痕量灌水器空腔26内，滤网25用于防止来水对毛管束28堵塞，痕量灌水器23通过灌水器进水口24与痕量灌溉连接软管29连接。
所述拦污栅Ⅰ6间隔5～8mm。
所述拦污栅Ⅱ13间隔2～5mm。
所述储水池1、调节池12由海泡石材料砌成。
所述活性炭吸附袋7位置低于储水池1下部安设的最低水位传感器9位置。
一种可消除重金属污染的痕量灌溉装置的工作原理为：对作物进行引水灌溉时，打开进水阀4，水流通过进水管5进入储水池1；储水池1中的拦污栅Ⅰ6可阻拦5～8mm以上的污染物，活性炭吸附袋7对重金属离子进行强吸附，当储水池1内部水位高于最高水位时，最高水位警报器2发出警报，同理当储水池1内部水位低于最低水位时，最低水位警报器10发出警报，保证水位始终处于最高水位与最低水位之间；水流通过储水池1进行强吸附后经过连通管11进入调节池12，连通管11可保证调节池12水位与储水池1水位相同，拦污栅Ⅱ13可阻拦2～5mm以上的污染物，重金属污染的水资源酸碱度大多呈酸性，直接灌溉会影响作物正常生长，通过弱碱添加器8向调节池12内添加弱碱调节调节池12的酸碱平衡；水流通过调节池12进行酸碱平衡调节后进入过滤装置14，通气孔17保证水流进入过滤装置14后有效排气，两层的过滤网18对水流中的杂质进行高效过滤，多孔金属片19防止水流对过滤网18的扰动；水流通过过滤装置14的高效过滤后进入痕量灌水装置15，可根据作物根系入土的深浅调节痕量灌水器连接软管29的长短，有利于作物根系更好的吸收水分，痕量灌水器空腔26内部的滤网25可进一步防止毛管束28堵塞，痕量灌水器空腔26底部的毛管束28可根据作物根系的需水要求进行供水。
本发明具有以下有益效果：
1、该系统可对含有重金属离子污染的水资源进行强吸附，能达到消除重金属污染的目的；
2、该系统设置最高、最低水位控制警报器，可将水位控制在一定范围内，能有效利用水资源，并实现半自动控制，减少人力消耗；
3、该系统实现有效调节水资源酸碱度，降低处理后灌溉用水酸碱度对土壤与作物的不良影响；
4、该系统设置过滤装置，可防止毛管束来水造成的堵塞，过滤器底盘易拆卸，方便过滤装置的清理与维修，可延长更换设备的年限，减少成本消耗；
5、该系统采用痕量灌水装置，根据毛管力的作用对作物进行灌水，可根据作物的需水要求进行供水，可控性好、不易堵塞，可减少维修费用；
6、该系统采用痕量灌溉连接软管深入土层，可根据作物根系的深度进行调节，比主管埋入土层的痕量灌溉更灵活也更经济；
7、该系统操作简单，清理、维修方便，装置使用寿命长，能有效消除重金属污染的同时进行痕量节水灌溉，减小人力、物力的消耗。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的过滤装置结构示意图；
图3为本发明的痕量灌水器结构示意图；
图4为本发明的痕量灌水器剖面结构示意图；
图5为本发明的痕量灌水装置结构示意图。
图中各标号为：1：储水池、2：最高水位警报器、3：最高水位传感器、4：进水阀、5：进水管、6：拦污栅Ⅰ、7：活性炭吸附袋、8：弱碱添加器、9：最低水位传感器、10：最低水位警报器、11：连通管、12：调节池、13：拦污栅Ⅱ、14：过滤装置、15：痕量灌水装置、16：过滤器进水口、17：通气孔、18：过滤网、19：多孔金属片、20：倾坡、21：过滤器底盘、22：过滤器出水口、23：痕量灌水器、24：痕量灌水器进水口、25：滤网、26：痕量灌水器空腔、27：痕量灌水器出水口、28：毛管束、29：痕量灌溉连接软管、30：痕量灌溉支管、31：痕量灌溉主管、32：过滤壳体。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明作进一步说明，但本发明的内容并不限于所述范围。
实施例1：如图1-5所示，一种可消除重金属污染的痕量灌溉装置，包括储水池1、最高水位报警器2、进水管5、最低水位警报器10、连通管11、调节池12、过滤装置14、痕量灌水装置15；进水管5安装在储水池1上，储水池1与调节池12通过连通管11连接，过滤装置14一端与调节池12连接，另一端与痕量灌水装置15连接，最高水位报警器2、最低水位警报器10分别与储水池1连接，进水管5上安设有进水阀4，储水池1内安设有拦污栅Ⅰ6，拦污栅Ⅰ6上连接有活性炭吸附袋7，储水池1上部内安设有最高水位传感器3，最高水位报警器2与储水池1的最高水位传感器3连接，储水池1下部内安设有最低水位传感器9，最低水位警报器10与储水池1的最低水位传感器9连接，调节池12上部安设有弱碱添加器8，过滤装置14包括过滤壳体32、过滤网18、多孔金属片19、过滤器底盘21；过滤壳体32顶端开设有过滤器进水口16，过滤壳体32上部两侧分别开设有通气孔17，过滤壳体32底部开设有过滤器出水口22，两层过滤网18间隔安装在过滤壳体32内，多孔金属片19安装在间隔的过滤网18之间，过滤器底盘21安装在过滤壳体32内底部，过滤器底盘21上部安设有倾坡20，过滤装置14一端通过过滤器进水口16与调节池12连接，过滤装置14另一端通过过滤器出水口22与痕量灌水装置15连接，痕量灌水装置15包括痕量灌水器23、痕量灌溉连接软管29、痕量灌溉支管30、痕量灌溉主管31；痕量灌溉支管30间隔安装在痕量灌溉主管31上，痕量灌水器23通过痕量灌溉连接软管29与痕量灌溉支管30连接，痕量灌溉主管31安置在土层上，痕量灌水器23通过痕量灌溉连接软管29深入土层内，痕量灌水装置15通过痕量灌溉主管31与过滤装置14的过滤器出水口22连接，痕量灌水器23包括痕量灌水器空腔26、滤网25、毛管束28；痕量灌水器空腔26一端开设有灌水器进水口24，痕量灌水器空腔26另一端开设有痕量灌水器出水口27，毛管束28安装在痕量灌水器出水口27处，滤网25安装在痕量灌水器空腔26内，痕量灌水器23通过灌水器进水口24与痕量灌溉连接软管29连接。
拦污栅Ⅰ6间隔5mm。
拦污栅Ⅱ13间隔2mm。
储水池1、调节池12由海泡石材料砌成。
活性炭吸附袋7位置低于储水池1下部安设的最低水位传感器9位置。
实施例2：如图1-5所示，一种可消除重金属污染的痕量灌溉装置，包括储水池1、最高水位报警器2、进水管5、最低水位警报器10、连通管11、调节池12、过滤装置14、痕量灌水装置15；进水管5安装在储水池1上，储水池1与调节池12通过连通管11连接，过滤装置14一端与调节池12连接，另一端与痕量灌水装置15连接，最高水位报警器2、最低水位警报器10分别与储水池1连接，进水管5上安设有进水阀4，储水池1内安设有拦污栅Ⅰ6，拦污栅Ⅰ6上连接有活性炭吸附袋7，储水池1上部内安设有最高水位传感器3，最高水位报警器2与储水池1的最高水位传感器3连接，储水池1下部内安设有最低水位传感器9，最低水位警报器10与储水池1的最低水位传感器9连接，调节池12上部安设有弱碱添加器8，过滤装置14包括过滤壳体32、过滤网18、多孔金属片19、过滤器底盘21；过滤壳体32顶端开设有过滤器进水口16，过滤壳体32上部两侧分别开设有通气孔17，过滤壳体32底部开设有过滤器出水口22，两层过滤网18间隔安装在过滤壳体32内，多孔金属片19安装在间隔的过滤网18之间，过滤器底盘21安装在过滤壳体32内底部，过滤器底盘21上部安设有倾坡20，过滤装置14一端通过过滤器进水口16与调节池12连接，过滤装置14另一端通过过滤器出水口22与痕量灌水装置15连接，痕量灌水装置15包括痕量灌水器23、痕量灌溉连接软管29、痕量灌溉支管30、痕量灌溉主管31；痕量灌溉支管30间隔安装在痕量灌溉主管31上，痕量灌水器23通过痕量灌溉连接软管29与痕量灌溉支管30连接，痕量灌溉主管31安置在土层上，痕量灌水器23通过痕量灌溉连接软管29深入土层内，痕量灌水装置15通过痕量灌溉主管31与过滤装置14的过滤器出水口22连接，痕量灌水器23包括痕量灌水器空腔26、滤网25、毛管束28；痕量灌水器空腔26一端开设有灌水器进水口24，痕量灌水器空腔26另一端开设有痕量灌水器出水口27，毛管束28安装在痕量灌水器出水口27处，滤网25安装在痕量灌水器空腔26内，痕量灌水器23通过灌水器进水口24与痕量灌溉连接软管29连接。
拦污栅Ⅰ6间隔7mm。
拦污栅Ⅱ13间隔3mm。
储水池1、调节池12由海泡石材料砌成。
活性炭吸附袋7位置低于储水池1下部安设的最低水位传感器9位置。
实施例3：如图1-5所示，一种可消除重金属污染的痕量灌溉装置，包括储水池1、最高水位报警器2、进水管5、最低水位警报器10、连通管11、调节池12、过滤装置14、痕量灌水装置15；进水管5安装在储水池1上，储水池1与调节池12通过连通管11连接，过滤装置14一端与调节池12连接，另一端与痕量灌水装置15连接，最高水位报警器2、最低水位警报器10分别与储水池1连接，进水管5上安设有进水阀4，储水池1内安设有拦污栅Ⅰ6，拦污栅Ⅰ6上连接有活性炭吸附袋7，储水池1上部内安设有最高水位传感器3，最高水位报警器2与储水池1的最高水位传感器3连接，储水池1下部内安设有最低水位传感器9，最低水位警报器10与储水池1的最低水位传感器9连接，调节池12上部安设有弱碱添加器8，过滤装置14包括过滤壳体32、过滤网18、多孔金属片19、过滤器底盘21；过滤壳体32顶端开设有过滤器进水口16，过滤壳体32上部两侧分别开设有通气孔17，过滤壳体32底部开设有过滤器出水口22，两层过滤网18间隔安装在过滤壳体32内，多孔金属片19安装在间隔的过滤网18之间，过滤器底盘21安装在过滤壳体32内底部，过滤器底盘21上部安设有倾坡20，过滤装置14一端通过过滤器进水口16与调节池12连接，过滤装置14另一端通过过滤器出水口22与痕量灌水装置15连接，痕量灌水装置15包括痕量灌水器23、痕量灌溉连接软管29、痕量灌溉支管30、痕量灌溉主管31；痕量灌溉支管30间隔安装在痕量灌溉主管31上，痕量灌水器23通过痕量灌溉连接软管29与痕量灌溉支管30连接，痕量灌溉主管31安置在土层上，痕量灌水器23通过痕量灌溉连接软管29深入土层内，痕量灌水装置15通过痕量灌溉主管31与过滤装置14的过滤器出水口22连接，痕量灌水器23包括痕量灌水器空腔26、滤网25、毛管束28；痕量灌水器空腔26一端开设有灌水器进水口24，痕量灌水器空腔26另一端开设有痕量灌水器出水口27，毛管束28安装在痕量灌水器出水口27处，滤网25安装在痕量灌水器空腔26内，痕量灌水器23通过灌水器进水口24与痕量灌溉连接软管29连接。
拦污栅Ⅰ6间隔8mm。
拦污栅Ⅱ13间隔5mm。
储水池1、调节池12由海泡石材料砌成。
活性炭吸附袋7位置低于储水池1下部安设的最低水位传感器9位置。
实施例4：一种可消除重金属污染的痕量灌溉装置，结构与上述实施例相同，不同在于，储水池1可通过进水管5、进水阀4引用收集的降雨作为灌溉水或可引用酸碱度超标的污水最为灌溉水。
Claims (5)
1.一种可消除重金属污染的痕量灌溉装置，其特征在于：包括储水池（1）、最高水位报警器（2）、进水管（5）、最低水位警报器（10）、连通管（11）、调节池（12）、过滤装置（14）、痕量灌水装置（15）；进水管（5）安装在储水池（1）上，储水池（1）与调节池（12）通过连通管（11）连接，过滤装置（14）一端与调节池（12）连接，另一端与痕量灌水装置（15）连接，最高水位报警器（2）、最低水位警报器（10）分别与储水池（1）连接，进水管（5）上安设有进水阀（4），储水池（1）内安设有拦污栅Ⅰ（6），拦污栅Ⅰ（6）上连接有活性炭吸附袋（7），储水池（1）上部内安设有最高水位传感器（3），最高水位报警器（2）与储水池（1）的最高水位传感器（3）连接，储水池（1）下部内安设有最低水位传感器（9），最低水位警报器（10）与储水池（1）的最低水位传感器（9）连接，调节池（12）上部安设有弱碱添加器（8），过滤装置（14）包括过滤壳体（32）、过滤网（18）、多孔金属片（19）、过滤器底盘（21）；过滤壳体（32）顶端开设有过滤器进水口（16），过滤壳体（32）上部两侧分别开设有通气孔（17），过滤壳体（32）底部开设有过滤器出水口（22），两层过滤网（18）间隔安装在过滤壳体（32）内，多孔金属片（19）安装在间隔的过滤网（18）之间，过滤器底盘（21）安装在过滤壳体（32）内底部，过滤器底盘（21）上部安设有倾坡（20），过滤装置（14）一端通过过滤器进水口（16）与调节池（12）连接，过滤装置（14）另一端通过过滤器出水口（22）与痕量灌水装置（15）连接，痕量灌水装置（15）包括痕量灌水器（23）、痕量灌溉连接软管（29）、痕量灌溉支管（30）、痕量灌溉主管（31）；痕量灌溉支管（30）间隔安装在痕量灌溉主管（31）上，痕量灌水器（23）通过痕量灌溉连接软管（29）与痕量灌溉支管（30）连接，痕量灌溉主管（31）安置在土层上，痕量灌水器（23）通过痕量灌溉连接软管（29）深入土层内，痕量灌水装置（15）通过痕量灌溉主管（31）与过滤装置（14）的过滤器出水口（22）连接，痕量灌水器（23）包括痕量灌水器空腔（26）、滤网（25）、毛管束（28）；痕量灌水器空腔（26）一端开设有灌水器进水口（24），痕量灌水器空腔（26）另一端开设有痕量灌水器出水口（27），毛管束（28）安装在痕量灌水器出水口（27）处，滤网（25）安装在痕量灌水器空腔（26）内，痕量灌水器（23）通过灌水器进水口（24）与痕量灌溉连接软管（29）连接。
2.根据权利要求1所述的可消除重金属污染的痕量灌溉装置，其特征在于：所述拦污栅Ⅰ（6）间隔5～8mm。
3.根据权利要求1所述的可消除重金属污染的痕量灌溉装置，其特征在于：所述拦污栅Ⅱ（13）间隔2～5mm。
4.根据权利要求1所述的可消除重金属污染的痕量灌溉装置，其特征在于：所述储水池（1）、调节池（12）由海泡石材料砌成。
5.根据权利要求1所述的可消除重金属污染的痕量灌溉装置，其特征在于：所述活性炭吸附袋（7）位置低于储水池（1）下部安设的最低水位传感器（9）位置。
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