CN206828322U - 一种在冬春灌盐分淋洗中使用的土壤改良系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种在冬春灌盐分淋洗中使用的土壤改良系统，包括田间暗管、沉淀调节池、膜生物反应池和清水池，田间暗管将田间的盐碱水吸收至沉淀调节池初步沉淀处理，经过膜生物反应池进行脱盐处理为低盐度的清水，清水汇流至清水池中重新回流至田间，在此过程中，沉淀调节池和膜生物反应池设置消毒剂释放装置添加消毒沉淀剂对盐碱水体所含的悬浮物进行化学反应生成沉降物，并在膜生物反应器的底端设置曝气管回路导入高压气泡，令堆积在滤膜表面的污染物在持续上升的气泡和向上涌动的液流扰动下脱落，此外膜生物反应器采用间歇过滤方式，大大延长了化学清洗周期，对防止次生盐渍化起到重要作用。

Description

一种在冬春灌盐分淋洗中使用的土壤改良系统

技术领域

本实用新型涉及一种土壤改良系统，特别涉及一种在冬春灌盐分淋洗中使用的土壤改良系统。

背景技术

我国西北干旱内陆的南疆地区是我国最大的优质原棉生产基地之一，该地区地处干旱、半干旱地带，降水稀少，蒸发强烈，土壤母质含盐较高，地下水位较高，极端干旱的气候条件使其成为我国土壤盐碱化、次生盐渍化的主要分布区。随着膜下滴灌技术使用年限延长，其不合理的灌溉制度和含盐量高的灌溉水质，土壤次生盐渍化加剧使农田土壤盐分含量增加，严重威胁到干旱地区农业生产及生态环境，而原有的传统排水系统无法满足排盐需求，棉农只能在非生育期采取冬春灌进行大水漫灌压盐。冬春灌作为南疆绿洲地区次生盐碱化的一种改良措施，在非生育期进行一年一次的盐分集中淋洗，使土壤含盐量始终小于作物不同生育阶段的临界含盐量。但是，南疆地区用于冬春灌的灌水量占到了棉花灌溉定额的45%，不仅加剧地区水资源紧缺，而且很容易造成淋洗灌溉定额偏大，使绿洲灌区地下水受到污染，地下水位抬高，进一步加剧土壤的次生盐碱化。专家综合认为解决此矛盾的最有效的办法就是实行切实可行的灌溉排水一体化系统，从而减少冬春灌灌水量及其含盐量，保证棉花出苗基本不受影响，从而实现节水、压盐的目标。因此针对新疆南疆盐渍化农田压盐效果和控制成本的要求，利用现有灌溉排水系统，可以根据农田的盐渍化程度和水资源的实际情况，选择适宜的灌排系统以及冬春灌淋洗水量，对于实现有效排除作物耕层盐分和提高水分利用效率以及防止次生盐碱化等方面具有重要意义。

现阶段有一种膜生物反应器（简称MBR），将传统生物技术与高效膜分离技术相结合的新型盐碱原水处理与回用工艺。该技术不仅可以在生物反应池内维持高浓度的微生物量，提高处理装置的容积负荷，节省占地面积，而且可以高效进行固液分离，取代了传统工艺中的沉淀和过滤技术，系统出水水质好，可直接作为非饮用市政杂用水回用。因此一些农业科技人员期望可以将此装置应用于盐渍化农田的灌溉，以实现节水高效的灌溉以及有效预防土地的盐碱化、并改良土壤成分的效果。

实用新型内容

本实用新型提出了一种在冬春灌盐分淋洗中使用的土壤改良系统，以盐渍化农田为研究背景，以冬春灌为研究对象，采用研发的简易灌排一体化系统，对冬春灌排水经生物膜处理后重复灌溉，不仅提高了水分利用效率，还减小的冬春灌淋洗水中的盐分含量和用水量，对防止次生盐渍化有很好的效果。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了如下的技术方案：

本实用新型一种在冬春灌盐分淋洗中使用的土壤改良系统，包括田间暗管、沉淀调节池、膜生物反应池和清水池，所述田间暗管包含一根集水管，所述集水管的一端导通连接若干埋设于田间土壤中的暗管，所述集水管的另一端导通连接所述沉淀调节池的进水口，所述沉淀调节池内腔的中部通过导管导通连接所述膜生物反应池的进水口，所述膜生物反应池内腔的底端并列设有若干互相平行且隔离的膜生物反应器，若干所述膜生物反应器的底端均导通连接设有曝气管回路，若干所述膜生物反应器的顶端中均嵌合设有若干互相平行且隔离设置的平板膜元件，若干所述平板膜元件的顶端均通过集水软管汇流至集水总管的一端，所述膜生物反应池和所述清水池之间固定设有自吸泵，所述集水总管的另一端导通连接所述自吸泵的进水口，所述自吸泵的出水口通过导管导通连接至所述清水池的进水口，所述清水池的一侧固定设有潜水泵，所述潜水泵的进水口导通连接所述清水池的出水口，所述潜水泵的出水口通过导管导通连接至田间，所述膜生物反应池的一侧固定设有电器控制柜，所述电器控制柜内置设有分析处理模块和若干执行电器。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述平板膜元件包含一个矩形衬板，所述矩形衬板的一侧依次贴合固定设有导流网布和滤膜。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述沉淀调节池和所述膜生物反应池的底端均通过排污管导通连接排污泵。

作为本实用新型的一种优选技术方案，若干所述曝气管回路中等分设有若干排气孔，且若干所述曝气管回路汇总导通连接至曝气装置的出气口。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述沉淀调节池和所述膜生物反应池的顶端固定设有消毒剂释放装置，所述清水池的内腔固定设有水质检测器。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述沉淀调节池和所述清水池之间导通设有净化回流管，所述净化回流管的中部穿接设有回流泵。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述水质检测器通过导线电性连接所述分析处理模块，若干所述执行电器分别通过导线电性连接所述自吸泵、所述潜水泵、所述排污泵、所述曝气装置、所述消毒剂释放装置和所述回流泵。

本实用新型所达到的有益效果是：本实用新型净水能力强、脱盐效果好，设置田间暗管将田间的盐碱水吸收，吸收的盐碱水经过沉淀调节池的初步沉淀处理后经过膜生物反应池中的若干膜生物反应器进行脱盐处理后变为低盐度的清水，清水汇流至清水池中重新回流至田间，在此过程中，沉淀调节池和膜生物反应池顶端设置消毒剂释放装置添加消毒沉淀剂对盐碱水体所含的悬浮物进行化学反应生成沉降物，并在膜生物反应器的底端设置曝气管回路导入高压气泡，堆积在滤膜表面的污染物会在持续上升的气泡和向上涌动的液流扰动下脱落，提高清洗的效果，此外膜生物反应器采用间歇过滤方式，配合自吸泵的间歇运行一起，大大延长了化学清洗周期。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1是本实用新型的主观结构示意图；

图2是本实用新型的膜生物反应池结构示意图；

图3是本实用新型的膜生物反应器结构示意图；

图4是本实用新型的平板膜元件结构示意图；

图中：1、田间暗管；2、沉淀调节池；3、膜生物反应池；4、清水池；5、集水管；6、膜生物反应器；7、曝气管回路；8、平板膜元件；9、集水软管；10、集水总管；11、自吸泵；12、潜水泵；13、电器控制柜，14、分析处理模块；15、执行电器；16、矩形衬板；17、导流网布；18、滤膜；19、排污泵；20、曝气装置；21、消毒剂释放装置；22、水质检测器；23、净化回流管；24、回流泵。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例1

如图1-4所示，本实用新型提供一种在冬春灌盐分淋洗中使用的土壤改良系统，包括田间暗管1、沉淀调节池2、膜生物反应池3和清水池4，田间暗管1包含一根集水管5，集水管5的一端导通连接若干埋设于田间土壤中的暗管，集水管5的另一端导通连接沉淀调节池2的进水口，沉淀调节池2内腔的中部通过导管导通连接膜生物反应池3的进水口，膜生物反应池3内腔的底端并列设有若干互相平行且隔离的膜生物反应器6，若干膜生物反应器6的底端均导通连接设有曝气管回路7，若干膜生物反应器6的顶端中均嵌合设有若干互相平行且隔离设置的平板膜元件8，若干平板膜元件8的顶端均通过集水软管9汇流至集水总管10的一端，膜生物反应池3和清水池4之间固定设有自吸泵11，集水总管10的另一端导通连接自吸泵11的进水口，自吸泵11的出水口通过导管导通连接至清水池4的进水口，清水池4的一侧固定设有潜水泵12，潜水泵12的进水口导通连接清水池4的出水口，潜水泵12的出水口通过导管导通连接至田间，膜生物反应池3的一侧固定设有电器控制柜13，电器控制柜13内置设有分析处理模块14和若干执行电器15。

进一步，平板膜元件8包含一个矩形衬板16，矩形衬板16的一侧依次贴合固定设有导流网布17和滤膜18，盐碱水经过滤膜18的过滤后流经导流网布17至矩形衬板16中变为低盐度的清水，清水经过矩形衬板16顶端的集水软管9、集水总管10和自吸泵11汇入清水池4中。

进一步，沉淀调节池2和膜生物反应池3的底端均通过排污管导通连接排污泵19，排污泵19用于排出沉淀调节池2和膜生物反应池3在净化盐碱水过程中产生的沉淀物。

进一步，若干曝气管回路7中等分设有若干排气孔，且若干曝气管回路7汇总导通连接至曝气装置20的出气口，曝气装置20喷出高压气体，通过曝气管回路7在平板膜元件8的两侧产生气泡，气泡可以有效清除平板膜元件8表面附着的污物，使得平板膜元件8对盐碱水的净化效果更好。

进一步，沉淀调节池2和膜生物反应池3的顶端固定设有消毒剂释放装置21，清水池4的内腔固定设有水质检测器22，消毒剂释放装置21定时定量的释放消毒剂，对沉淀调节池2和膜生物反应池3中的盐碱水所含的化学物质进行中和，促使其沉淀，水质检测器22用于检测经过膜生物反应池3净化后的水质，并将检测结果传递至电器控制柜13中的分析处理模块14进行分析处理。

进一步，沉淀调节池2和清水池4之间导通设有净化回流管23，净化回流管23的中部穿接设有回流泵24，当水质检测器22检测当前的水质合格后，分析处理模块14通过执行电器15开启潜水泵12，潜水泵12通过导管将净化后的清水输送至田间，当水质检测器22检测当前的水质不合格时，分析处理模块14通过执行电器15开启回流泵24，将净水池4中的水体泵入沉淀调节池2中重新净化脱盐，直至水质达标。

进一步，水质检测器22通过导线电性连接分析处理模块14，若干执行电器15分别通过导线电性连接自吸泵11、潜水泵12、排污泵19、曝气装置20、消毒剂释放装置21和回流泵24，分析处理模块1分别通过若干执行电器15对上述电器部件的工作状态进行控制，对盐碱水持续的进行净化脱盐工作，直至水质达标。

此外，本实用新型中的平板膜元件8对盐碱水的过滤运行采用间歇过滤方式，因为在盐碱原水中持续的抽吸会加快混合污物平板膜元件8表面堆积，形成滤饼层，而采用间歇出水方式将大大改善这种状况，这是因为当停止抽吸时，滤膜18两侧的压差减小以致降低为零，堆积在滤膜18表面的污染物会在持续上升的气泡和向上涌动的液流扰动下脱落，提高清洗的效果，并与自吸泵11的间歇运行一起，大大延长了化学清洗周期。

本实用新型净水能力强、脱盐效果好，设置田间暗管1将田间的盐碱水吸收，吸收的盐碱水经过沉淀调节池2的初步沉淀处理后经过膜生物反应池3中的若干膜生物反应器6进行脱盐处理后变为低盐度的清水，清水汇流至清水池4中重新回流至田间，在此过程中，沉淀调节池2和膜生物反应池3顶端设置消毒剂释放装置21添加消毒沉淀剂对盐碱水体所含的悬浮物进行化学反应生成沉降物，并在膜生物反应器6的底端设置曝气管回路7导入高压气泡，堆积在滤膜18表面的污染物会在持续上升的气泡和向上涌动的液流扰动下脱落，提高清洗的效果，此外膜生物反应器6采用间歇过滤方式，配合自吸泵11的间歇运行一起，大大延长了化学清洗周期，对防止次生盐渍化起到重要作用，因此具有很好的实用价值。

最后应说明的是：以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种在冬春灌盐分淋洗中使用的土壤改良系统，包括田间暗管（1）、沉淀调节池（2）、膜生物反应池（3）和清水池（4），其特征在于，所述田间暗管（1）包含一根集水管（5），所述集水管（5）的一端导通连接若干埋设于田间土壤中的暗管，所述集水管（5）的另一端导通连接所述沉淀调节池（2）的进水口，所述沉淀调节池（2）内腔的中部通过导管导通连接所述膜生物反应池（3）的进水口，所述膜生物反应池（3）内腔的底端并列设有若干互相平行且隔离的膜生物反应器（6），若干所述膜生物反应器（6）的底端均导通连接设有曝气管回路（7），若干所述膜生物反应器（6）的顶端中均嵌合设有若干互相平行且隔离设置的平板膜元件（8），若干所述平板膜元件（8）的顶端均通过集水软管（9）汇流至集水总管（10）的一端，所述膜生物反应池（3）和所述清水池（4）之间固定设有自吸泵（11），所述集水总管（10）的另一端导通连接所述自吸泵（11）的进水口，所述自吸泵（11）的出水口通过导管导通连接至所述清水池（4）的进水口，所述清水池（4）的一侧固定设有潜水泵（12），所述潜水泵（12）的进水口导通连接所述清水池（4）的出水口，所述潜水泵（12）的出水口通过导管导通连接至田间，所述膜生物反应池（3）的一侧固定设有电器控制柜（13），所述电器控制柜（13）内置设有分析处理模块（14）和若干执行电器（15）。

2.根据权利要求1所述的一种在冬春灌盐分淋洗中使用的土壤改良系统，其特征在于，所述平板膜元件（8）包含一个矩形衬板（16），所述矩形衬板（16）的一侧依次贴合固定设有导流网布（17）和滤膜（18）。

3.根据权利要求2所述的一种在冬春灌盐分淋洗中使用的土壤改良系统，其特征在于，所述沉淀调节池（2）和所述膜生物反应池（3）的底端均通过排污管导通连接排污泵（19）。

4.根据权利要求3所述的一种在冬春灌盐分淋洗中使用的土壤改良系统，其特征在于，若干所述曝气管回路（7）中等分设有若干排气孔，且若干所述曝气管回路（7）汇总导通连接至曝气装置（20）的出气口。

5.根据权利要求4所述的一种在冬春灌盐分淋洗中使用的土壤改良系统，其特征在于，所述沉淀调节池（2）和所述膜生物反应池（3）的顶端固定设有消毒剂释放装置（21），所述清水池（4）的内腔固定设有水质检测器（22）。

6.根据权利要求5所述的一种在冬春灌盐分淋洗中使用的土壤改良系统，其特征在于，所述沉淀调节池（2）和所述清水池（4）之间导通设有净化回流管（23），所述净化回流管（23）的中部穿接设有回流泵（24）。

7.根据权利要求6所述的一种在冬春灌盐分淋洗中使用的土壤改良系统，其特征在于，所述水质检测器（22）通过导线电性连接所述分析处理模块（14），若干所述执行电器（15）分别通过导线电性连接所述自吸泵（11）、所述潜水泵（12）、所述排污泵（19）、所述曝气装置（20）、所述消毒剂释放装置（21）和所述回流泵（24）。