CN116474137B - 一种利用臭氧的土壤消毒方法及管道式土壤消毒系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种利用臭氧的土壤消毒方法及管道式土壤消毒系统，其技术方案要点是：包括若干均匀排布的管道，所述管道包括相互套设的外管和内管，外管用于输送液体，内管用于输送气体；所述管道当中设置有若干接头，所述接头包括相互外套和内套，所述外套的两端分别连接外管，内套的两端连接内管，所述外管的外侧连接有支管，外管与内管之间通过连接筒固定，连接筒的两端分别连通内管与支管；所述支管向下延伸，用于预埋入土壤，支管外周开设有若干出气孔。本发明可实现对土壤臭氧处理，方便进行臭氧处理操作。
Description
技术领域
本发明涉及土壤处理技术领域，更具体地说，它涉及一种管道式土壤消毒系统，还涉及一种利用臭氧的土壤消毒方法。
背景技术
采用臭氧对土壤处理，是一种土壤消毒处理和修复处理的一种方法。臭氧在常温常压下分子结构不稳定，很快自行分解成氧气和单个氧原子，后者具有很强的活性，对细菌有极强的氧化作用，臭氧氧化分解了细菌内部氧化葡萄糖所必须的酶，从而破坏其细胞膜，将它杀死，起到杀菌的作用。而后，多余的氧原子则会自行重新结合成为普通氧分子，不存在任何有毒残留物，不会产气体的污染。臭氧不但对各种细菌，例如，大肠杆菌，绿浓杆菌以及杂菌等，有极强的杀灭能力，另外，对于霉菌也具有效果。
传统的臭氧对土壤处理的方式，土壤都需要提前被采集带处理设备当中，而后将臭氧通入土壤当中，维持一端时间，进而起到土壤处理，该种方式相对较为麻烦，成本较大。将土壤采集收集后，再进行臭氧进行消毒处理，消毒完成后，再投放到土壤当中，对于土壤处理的成本将大大增加，该种土壤处理方法一般作为商品用的营养土进行处理。另一种臭氧处理方式，是采用臭氧水的方式进行处理，即提前将臭氧通入到水当中，臭氧溶解，形成臭氧水，而后通过臭氧水再对土壤进行灌溉处理，也可实现土壤的臭氧处理。但是，臭氧溶于水的效果有限，臭氧的溶解度还会受到温度的影响，臭氧的浓度的波动影响较大，无法形成足够高的浓度对土壤进行臭氧处理，影响土壤处理的效果。
因此需要提出一种新的方案来解决这个问题。
发明内容
本发明的目的在于解决上述问题而提供一种管道式土壤消毒系统，可实现对土壤臭氧处理，方便进行臭氧处理操作。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种管道式土壤消毒系统，包括若干均匀排布的管道，所述管道包括相互套设的外管和内管，外管用于输送液体，内管用于输送气体；所述管道当中设置有若干接头，所述接头包括相互外套和内套，所述外套的两端分别连接外管，内套的两端连接内管，所述外管的外侧连接有支管，外管与内管之间通过连接筒固定，连接筒的两端分别连通内管与支管；所述支管向下延伸，用于预埋入土壤，支管外周开设有若干出气孔。
本发明进一步设置为，还包括覆盖膜，所述覆盖膜用于覆盖于土壤上侧，并将所述管道覆盖在内。
本发明进一步设置为，所述连接筒的内之后形成有连接腔，连接腔内设衬套，所述衬套的一端连接于内管，并与内管连通，另一端伸入连接筒内腔中段悬空。
本发明进一步设置为，所述连接套与衬套之间套设有环形的调节套，所述调节套内外周分别与连接筒、衬套抵压密封，并可沿连接套上下滑动调节，所述调节套远离内管的一端通过弹簧弹性支撑；所述内管外壁，对应于调节套端部的位置，开设有导压孔。
本发明进一步设置为，所述调节套远离内管的一端通过端盖封闭，所述端盖对应于衬套的外周端面位置开设有通孔，通孔贯通端盖；端盖与衬套端面相抵，端盖将衬套密封；端盖与衬套端面分离，通过通孔连通衬套与连接腔。
本发明进一步设置为，所述连接腔朝向支管方向的一端，形成有定位阶梯面，弹簧弹性抵压于所述定位阶梯面。
本发明进一步设置为，所述衬套的中段外周，开设导液孔三；连接套的外周与导液孔三的对应位置开设有导液孔一；所述调节套的外周开设有与导液孔一、导液孔三适配的导液孔三；调节套在连接腔中具有一定的滑动调节行程，当调节套位于靠近内管方向一侧，导液孔二与导液孔一、导液孔三相互错位，调节套导液孔一、导液孔三封闭；当调节套位于远离内管方向一侧，导液孔二与导液孔一、导液孔二相对，导液孔二连通导液孔一、导液孔三，外管与内管之间可实现介质交换。
本发明进一步设置为，所述衬套的内周对应于导液孔三的位置，形成向内凸起的凸环，凸环的内周轮廓朝向中间缩小，形成缩口。
本发明进一步设置为，还包括供液装置和供气装置，所述供液装置与外管连接，用于向外管输入液体；所述供气装置与内管连接，用于向内管输入臭氧气体。
本发明还提供一种利用臭氧的土壤消毒方法，采用如上述的管道式土壤消毒系统对土壤进行消毒；在对土壤进行臭氧处理前，预先将覆盖膜覆盖在土壤上层，并且沿着各组平行排列的管道覆盖，将管道覆盖在内，使得从管道当中输出的臭氧气体的大部分都能够被覆盖膜限制在土壤当中，对土壤进行臭氧处理。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
通过臭氧处理，可使土壤中微生物种群得到优化改善,提高有益生物种群,增加土壤营养；可调节植物生长,增强植物抗病虫能力，促进植物生长,提高植物的免疫性能，从而达到抵御病虫为害效果；可杀死病原菌和虫卵，洒到病原菌体和虫卵上后,可有效地杀死细菌、病毒真菌和虫卵,保护蔬菜的健康生长。
通过采用该管道式土壤消毒系统，可实现臭氧直接通入到土壤当中，实现直接对土壤进行臭氧处理，也可通过水、气结合的方式进行处理，处理过程中，臭氧的浓度可实现调节，具有更好的适应性和调节性，可实现臭氧浓度的调节，有利于对土壤当中进行臭氧处理的效果。
附图说明
图1为本发明一种管道式土壤消毒系统的结构示意图；
图2为本发明的管道与接头的连接结构示意图；
图3为本发明的接头的结构示意图一；
图4为本发明的接头的结构示意图二。
附图标记：1、外管；11、出液孔；2、内管；3、接头；31、外套；32、内套；33、支管；34、连接筒；35、出气孔；36、连接腔；37、衬套；38、调节套；39、定位阶梯面；391、弹簧；310、导压孔；311、导液孔一；312、导液孔二；313、导液孔三；314、凸环；315、端盖；316、通孔；4、供液装置；41、送液管；42、液泵；5、供气装置；51、送气管；52、调压阀；6、管道。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本实施例公开一种管道式土壤消毒系统，如图1、2所示，包括若干均匀排布的管道6，管道6可呈平行阵列排布结构，可通过管道6作为气、液传递的载体，将土壤的水肥输送至土壤，实现水肥供给。另外，也可作为消毒用臭氧的载体，可通过管道6，将臭氧输送至土壤当中，可对土壤进行消毒处理，杀灭土壤当中的有害菌等，方便对土壤进行处理。通过将水肥设备的管道6与消毒用管道6相互结合，可在接在原本的滴灌管道6当中进行实现，方便进行实施，也无需再铺设另外的单独管道6。
还管道式土壤消毒系统还包括覆盖膜，覆盖膜可覆盖于土壤上侧，并且沿着各组平行排列的管道6覆盖，将管道6覆盖在内，使得从管道6当中输出的臭氧气体的大部分都能够被覆盖膜限制在土壤当中。将臭氧气体闷在土壤当中，通过臭氧度土壤进行处理。
臭氧的消毒原理：臭氧是一种气体，无色，有异味，臭氧在常温常压下分子结构不稳定，很快自行分解成氧气和单个氧原子，后者具有很强的活性，对细菌有极强的氧化作用，臭氧氧化分解了细菌内部氧化葡萄糖所必须的酶，从而破坏其细胞膜，将它杀死，起到杀菌的作用。而后，多余的氧原子则会自行重新结合成为普通氧分子，不存在任何有毒残留物，不会产气体的污染。臭氧不但对各种细菌，例如，大肠杆菌，绿浓杆菌以及杂菌等，有极强的杀灭能力，另外，对于霉菌也具有效果。
该管道式土壤消毒系统，还包括供液装置4和供气装置5，供液装置4为水箱，水箱连接有送液管41，送液管41上安装液泵42，对水进行输送。送液管41与外管1连接，水可送入到内管2、外管1之间的管腔当中，进而可实现水肥的供给，而后通过外管1上的出液孔11洞可实现对土壤滴灌处理，补充土壤当中的水分。该供气装置5，为气罐，气罐通过送气管51连通内管2，进而可将臭氧气体输送到内管2，实现臭氧供给。在该气罐或者送气管51上可安装调压阀52，进而可实现输送的臭氧气体的压力调节，进而可适用于不同的气液输出状态。
通过采用该管道式土壤消毒系统，可实现臭氧单独输送供给，直接将臭氧输送至土壤当中，实现臭氧对土壤进行处理。也可通过臭氧与水同时进行喷洒处理，臭氧可部分溶解到水中，形成臭氧水，进而可停留臭氧在土壤当中停留的时间，减少臭氧直接逸散而产生浪费，也可通过水的下渗优势将臭氧向下渗入到土壤更深的下层位置。另外，该臭氧水当中呈气液混杂的结构，喷射的介质当中，臭氧的浓度不收臭氧的溶解度的限制，可通过更高浓度的臭氧提高臭氧消毒的效率和有效性。
传统的臭氧对土壤处理的方式，土壤都需要提前被采集带封闭的箱式当中，而后将臭氧通入土壤当中，维持一端时间，进而起到土壤处理，该种方式相对较为麻烦，成本较大，通过被采集的土壤作为商品的营养土进行销售。另一种臭氧处理方式，是采用臭氧水的方式进行处理，即提前将臭氧通入到水当中，通过臭氧溶解，形成臭氧水，而后通过臭氧水再对土壤进行处理，也可实现土壤的臭氧处理；但是，臭氧溶于水的效果有限，臭氧的溶解度还会受到温度的影响，对于喷洒的臭氧浓度无法提高，影响臭氧处理的效率。
通过采用该管道式土壤消毒系统，可实现臭氧直接通入到土壤当中，实现直接对土壤进行臭氧处理，也可通过水、气结合的方式进行处理，处理过程中，臭氧的浓度可实现调节，具有更好的适应性和调节性，可实现臭氧浓度的调节，有利于对土壤当中进行臭氧处理的效果。
管道式土壤消毒系统当中，管道6包括相互套设的外管1和内管2，其中，外管1用于输送液体，内管2用于输送气体，通过内部单独的内管2对气体进行输送，避免气压对用于输送液体的外管1产生过压而破裂的情况，提高气液输送的稳定性。同时，实现气液分别供给，可调节气液输送的输送量，对气液的比例进行任意调节。
如图2、3所示，在各组管道6当中，均接入有若干接头3，该接头3包括相互外套31和内套32，形成双层的结构，其中，外层的外套31的两端分别连接外管1，接入到外管1当中，可供液体输送；内套32的两端连接内管2，内套32和外套31分别将气液相互分隔，形成相互独立的输送通道。
在外管1的外侧连接有支管33，支管33向下延伸，在管道6铺设过程中，将支管33预埋入土壤当中。支管33外周开设有若干出气孔35，内管2当中的臭氧气体经由连接管的输送，从内管2当中进入到支管33当中，进而通过下埋的支管33实现将臭氧气体通入到更深处的土壤当中，提高臭氧与土壤的直接的接触效率和深度。
该外套31与内套32之间通过连接筒34固定，连接筒34与外套31、内套32呈相互垂直的状态，并实现对内套32、外套31支撑固定。连接筒34的两端分别与内管2、支管33连通，进而可将内管2当中的气体通入到支管33当中，再而后从支管33通入到土壤当中，对土壤进行臭氧处理。
具体地，该连接筒34的内部之后形成有连接腔36，连接腔36形成在连接筒34内周，连接腔36内设衬套37。衬套37与连接筒34同轴设置，且上端连接于内管2外壁，并与内管2连通，下端则伸入连接筒34内腔中段悬空。通过衬套37在连接腔36内部形成一端悬空的管路。
在衬套37与连接管之间形成一道环形的间隙，在环形的间隙内套32设有环形的调节套38。调节套38内外周分别与连接筒34、衬套37抵压密封，并可沿连接套上下滑动调节。
在调节套38远离内管2的一端通过弹簧391弹性支撑，弹簧391的一端与调节套38端部相互抵压。在连接腔36朝向支管33方向的一端，形成有定位阶梯面39，弹簧391的另一端弹性抵压在该定位阶梯面39，实现对弹簧391的支撑。弹簧391在自然状态在被压缩，进而会对调节套38产生一个上下的弹性作用力，进而实现对调节套38弹性维持。
在内管2外壁位置，具体是对应于调节套38端部的位置，开设有导压孔310，导压孔310连通内管2与衬套37外的环形间隙，由于环形间隙处通过调节套38的密封，内管2当中的气压，通过导压孔310将直接作用在调节套38的上端，对调节套38产生向下的压力。随着的内管2当中压力的增加，进而可实现对调节套38的上下调节，当内管2压力较低时，调节套38上移；当内管2压力增加后，气压将作用于调节套38的上端，克服弹簧391的弹力，将调节套38下压，进而调节调节套38的上下位置状态。
在该衬套37的外周中段位置，开设导液孔三313。连接套的外周与导液孔三313的对应位置开设有导液孔一311。调节套38的外周开设有与导液孔一311、导液孔三313适配的导液孔三313。
调节套38在连接腔36中具有一定的滑动调节行程，当内管2压力较低时，调节套38受到弹簧391的压力作用，调节套38位于靠近内管2方向一侧，即如图中的上侧位置，此时，导液孔二312与导液孔一311、导液孔三313相互错位，调节套38导液孔一311、导液孔三313封闭。随着内管2当中的气压增加，气压作用力大于弹簧391，弹簧391受压，调节套38向下移动，位于远离内管2方向的位置，导液孔二312与导液孔一311、导液孔二312相对，导液孔二312连通导液孔一311、导液孔三313，外管1与内管2之间可实现介质交换。在各导液孔的导向作用下，气液可相互混合，进而加工部分臭氧溶于液体当中，形成臭氧水，由臭氧水可在土壤当中实现渗透，利于臭氧对土壤进行处理。而且，气液混合物当中，还有相当部分的臭氧未溶于水，还可直接对水进行臭氧处理，直接气态处理的部分其浓度更高，对土壤的处理效果也更好。
进一步地，在衬套37的内周对应于导液孔三313的位置，形成向内凸起的凸环314，凸环314的内周轮廓朝向中间缩小，形成缩口。在衬套37的内周位置形成缩口，能够在该位置与衬套37两端之间形成一定的流速差，在缩口位置处的流速更大，形成文丘里的吸附结构。当高速流通的气体经过衬套37中段的缩口时，将在缩口位置形成向内周方向的吸附作用，外管1当中的液体，经过各导液孔的导通，可被吸入到衬套37当中，进而在衬套37内可形成气液混合，形成臭氧水，而后再向下从支管33当中排出，起到对土壤臭氧处理的效果。通过文丘里吸附，形成向衬套37内侧吸附的作用力，进而能够避免大量的气体从导液孔当中外管1当中，避免气压过大二对外管1产生过大的压力。
对于外管1的水肥排放，可在外管1的外侧壁开设有若干出液孔11，通过出液孔11可将外管1当中的水排出，均匀排列布置的管道6将对土壤进行均匀滴灌处理。部分溢出到外管1、内管2之间腔室的臭氧气体，将部分溶解到液体当中以臭氧水的形式流出，部分以气体的形式输出，作用在土壤上层，进而可对土壤实现滴灌和处理的效果。
进一步地，如图4所示，可在调节套38远离内管2的一端设置端盖315，即调节套38的下端通过端盖315封闭。通过调节套38下端的端盖315与衬套37下端之间相互抵压，实现对调节套38的定位。另外，在端盖315对应于衬套37的外周端面位置开设有通孔316，通孔316贯通端盖315。当端盖315与衬套37端面相抵时，端盖315将与衬套37下端相互抵压，衬套37下端与端盖315抵压位置恰好位于通孔316处，将通孔316抵压密封。进而，在内管2当中压力过小的情况下，使得内管2与支管33之间形成封闭切断的状态，避免产生杂质向内管2当中回流渗透，而到内管2当中产生污染和损坏的情况。
当内管2内的压力稍大后，即开始通入具有压力的臭氧气体，衬套37将对读研管下压作用，端盖315与衬套37端面分离，通过通孔316连通衬套37与连接腔36，进而可实现臭氧气体向下从支管33当中排放输出。而此时，调节套38的位置依旧处于靠上的位置，即导液孔二312的位置位于导液孔一311、导液孔三313的上侧，依旧处于错位的状态，使得在各导液孔的位置处于断开的状态，切断外管1与连接筒34之间的通道，液体不进入到衬套37当中，只实现单纯气态臭氧的处理。
当内管2内的压力进一步增大，此时，在内管2当中气压的作用下，将推动调节套38继续向下移动，使得调节套38外周的导液孔二312与导液孔一311、导液孔三313相对，各导液孔相互连通，进而使得外管1与衬套37之间可实现相互连通。同时，在衬套37内周位置的为文丘里结构的作用下，可将外管1当中部分的气体吸入到衬套37当中，在衬套37内可实现气液混合，形成夹杂起泡的臭氧水。而后，气液混合物可继续向下输送，从下端的支管33方向输出，进而实现向土壤当中输入臭氧和臭氧水，对土壤进行臭氧处理。
本实施例还公开一种利用臭氧的土壤消毒方法，采用如上述实施例中的管道式土壤消毒系统对土壤进行消毒。
在对土壤进行臭氧处理前，预先对土壤进行处理，使得土壤形成相对疏松的状态，在内部形成相对疏松的孔洞结构，利于土壤当中臭氧的流通。而后，将覆盖膜覆盖在土壤上层，并且沿着各组平行排列的管道6覆盖，将管道6覆盖在内，使得从管道6当中输出的臭氧气体的大部分都能够被覆盖膜限制在土壤当中。在覆盖膜上沿着管道6的长度方向，将覆盖膜压合在土壤上，在边缘位置形成相对密封封闭的的状态，进而能够避免土壤当中的气体溢出，维持土壤与气体充分接触作用的效果。每隔一段时间，可向土壤当中补充臭氧的气液混合物，根据土壤的类型和处理的要求，连续处理一个周期，使得臭氧能够对土壤实现均匀、有效的处理。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (4)
1.一种管道式土壤消毒系统，其特征在于，包括若干均匀排布的管道(6)，所述管道(6)包括相互套设的外管(1)和内管(2)，外管(1)用于输送液体，内管(2)用于输送气体；所述管道(6)当中设置有若干接头(3)，所述接头(3)包括相互外套(31)和内套(32)，所述外套(31)的两端分别连接外管(1)，内套(32)的两端连接内管(2)，所述外管(1)的外侧连接有支管(33)，外管(1)与内管(2)之间通过连接筒(34)固定，连接筒(34)的两端分别连通内管(2)与支管(33)；所述支管(33)向下延伸，用于预埋入土壤，支管(33)外周开设有若干出气孔(35)；
还包括覆盖膜，所述覆盖膜用于覆盖于土壤上侧，并将所述管道(6)覆盖在内；
所述连接筒(34)内形成有连接腔(36)，连接腔(36)内设衬套(37)，所述衬套(37)的一端连接于内管(2)，并与内管(2)连通，另一端伸入连接筒(34)内腔中段悬空；
所述连接筒(34)与衬套(37)之间套设有环形的调节套(38)，所述调节套(38)内外周分别与连接筒(34)、衬套(37)抵压密封，并可沿连接套上下滑动调节，所述调节套(38)远离内管(2)的一端通过弹簧(391)弹性支撑；所述内管(2)外壁，对应于调节套(38)端部的位置，开设有导压孔(310)；
所述调节套(38)远离内管(2)的一端通过端盖(315)封闭，所述端盖(315)对应于衬套(37)的外周端面位置开设有通孔(316)，通孔(316)贯通端盖(315)；端盖(315)与衬套(37)端面相抵，端盖(315)将衬套(37)密封；端盖(315)与衬套(37)端面分离，通过通孔(316)连通衬套(37)与连接腔(36)；
所述连接腔(36)朝向支管(33)方向的一端，形成有定位阶梯面(39)，弹簧(391)弹性抵压于所述定位阶梯面(39)；
所述衬套(37)的中段外周，开设导液孔三(313)；连接套的外周与导液孔三(313)的对应位置开设有导液孔一(311)；所述调节套(38)的外周开设有与导液孔一(311)、导液孔三(313)适配的导液孔三(313)；调节套(38)在连接腔(36)中具有一定的滑动调节行程，当调节套(38)位于靠近内管(2)方向一侧，导液孔二(312)与导液孔一(311)、导液孔三(313)相互错位，调节套(38)导液孔一(311)、导液孔三(313)封闭；当调节套(38)位于远离内管(2)方向一侧，导液孔二(312)与导液孔一(311)、导液孔二(312)相对，导液孔二(312)连通导液孔一(311)、导液孔三(313)，外管(1)与内管(2)之间可实现介质交换。
2.根据权利要求1所述的一种管道式土壤消毒系统，其特征在于，所述衬套(37)的内周对应于导液孔三(313)的位置，形成向内凸起的凸环(314)，凸环(314)的内周轮廓朝向中间缩小，形成缩口。
3.根据权利要求1所述的一种管道式土壤消毒系统，其特征在于，还包括供液装置(4)和供气装置(5)，所述供液装置(4)与外管(1)连接，用于向外管(1)输入液体；所述供气装置(5)与内管(2)连接，用于向内管(2)输入臭氧气体。
4.一种利用臭氧的土壤消毒方法，其特征在于，采用如权利要求1-3任一所述的管道式土壤消毒系统对土壤进行消毒；在对土壤进行臭氧处理前，预先将覆盖膜覆盖在土壤上层，并且沿着各组平行排列的管道(6)覆盖，将管道(6)覆盖在内，使得从管道(6)当中输出的臭氧气体的大部分都能够被覆盖膜限制在土壤当中，对土壤进行臭氧处理。
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