RU2138149C1 - Method and apparatus for producing mineral fertilizer solution on the base of mineralized and/or sweet water - Google Patents
Method and apparatus for producing mineral fertilizer solution on the base of mineralized and/or sweet water Download PDFInfo
- Publication number
- RU2138149C1 RU2138149C1 RU98102259A RU98102259A RU2138149C1 RU 2138149 C1 RU2138149 C1 RU 2138149C1 RU 98102259 A RU98102259 A RU 98102259A RU 98102259 A RU98102259 A RU 98102259A RU 2138149 C1 RU2138149 C1 RU 2138149C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- solution
- exchange resin
- anion
- pipe
- cation
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Fertilizers (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области подготовки воды и водных растворов и может быть использовано в мелиорации и агрохимии для получения растворов минеральных удобрений, предназначенных для орошения и одновременного внесения в почвы питательных элементов для агрикультур, на основе пресных вод, а также слабосоленых, солоноватых и соленых поверхностных и подземных природных вод и минерализованных техногенных вод различного типа, объединяемых под общим названием "Минерализованные воды" [С.Р. Крайнов, В.М. Швец, Гидрохимия,- М.: Недра,1992,463с ]:
Изобретение может быть успешно использовано в регионах поливного земледелия с дефицитом пресной воды для орошения, а также в условиях ограниченных возможностей для использования опреснительных установок и утилизации сбросных минерализованных растворов после этих установок.The invention relates to the field of preparation of water and aqueous solutions and can be used in land reclamation and agrochemistry to obtain solutions of mineral fertilizers intended for irrigation and simultaneous application of nutrients to the soil for agricultural crops, based on fresh water, as well as slightly salted, brackish and saline surface and groundwater and mineralized industrial waters of various types, united under the general name "Mineralized waters" [S.R. Krainov, V.M. Shvets, Hydrochemistry, - M .: Nedra, 1992,463]:
The invention can be successfully used in regions of irrigated agriculture with a shortage of fresh water for irrigation, as well as in conditions of limited opportunities for the use of desalination plants and the disposal of waste mineralized solutions after these plants.
Изобретение может быть также использовано для переработки пресных и слабосоленых вод в современных агрохимических технологиях орошения с одновременным внесением питательных веществ (фертигации и химигации) с целью регулируемого внесения пита тельных веществ и улучшения качества вносимых минеральных удобрений. The invention can also be used for processing fresh and slightly saline waters in modern agrochemical irrigation technologies with the simultaneous introduction of nutrients (fertigation and chemical) in order to regulate the introduction of nutrients and improve the quality of the applied mineral fertilizers.
Известен способ подготовки раствора минеральных удобрений, предназначенного для орошения и одновременного внесения удобрений, в котором в пресную воду добавляют минеральные удобрения и проводят фертигацию, например, методом капельного орошения или другим методом [Vedpal Singh, Fundamentals of Irrigation and Fertilizers, Agricultural Research Information Center, Hisar India, 1988, 235 p.; Bar-Josef B., Fertilization under Drip Irrigation, J. of Fert.Sci.Technol. Ser.,1992, v7, p.285-329.]. There is a method of preparing a solution of mineral fertilizers intended for irrigation and simultaneous application of fertilizers, in which mineral fertilizers are added to fresh water and fertigation is carried out, for example, by drip irrigation or another method [Vedpal Singh, Fundamentals of Irrigation and Fertilizers, Agricultural Research Information Center, Hisar India, 1988, 235 p .; Bar-Josef B., Fertilization under Drip Irrigation, J. of Fert.Sci.Technol. Ser., 1992, v7, p. 285-329.].
Недостатком указанного способа является необходимость иметь в наличии или предварительно получать исходную пресную воду, а также невозможность регулирования качественного состава вносимых под агрикультуры удобрений. The disadvantage of this method is the need to have available or pre-receive the source of fresh water, as well as the inability to control the qualitative composition of fertilizers applied for agriculture.
Наиболее близким техническим решением к предложенному является способ получения раствора минеральных удобрений на основе пресных и минерализованных вод, включающий растворение микро- и макроудобрений в исходной воде [О.Г. Грамматикати, А.А. Абаева, "Роль микро- и макроудобрений в улучшении свойств минерализованных вод", Сборник научных трудов "Повышение качества оросительной воды", М., ВО "Агропромиздат", 1990, с. 41-45]. The closest technical solution to the proposed one is a method of obtaining a solution of mineral fertilizers based on fresh and mineralized waters, including the dissolution of micro and macro fertilizers in the source water [O.G. Grammatikati, A.A. Abaeva, “The Role of Micro- and Macro-Fertilizers in Improving the Properties of Mineralized Waters,” Collection of Scientific Papers “Improving the Quality of Irrigation Water,” M., Agropromizdat, 1990, p. 41-45].
Недостатком указанного способа является то, что он не позволяет осуществлять полную или частичную замену агрохимически вредных солей в исходной воде на полезные микро- и макроудобрения. Способ позволяет только добавлять удобрения к исходной воде. В полученном растворе минеральных удобрений с использованием минерализованных вод по указанному способу полностью сохраняется исходное содержание агрохимически вредных солей. В связи с этим полученные растворы нельзя использовать для полива большинства сельскохозяйственных культур, для которых предельная норма добавления раствора хлорида натрия не может превышать 2 г/л. Даже при использовании указанного способа для полива немногих культур, стойких к воздействию вредных солей, урожайность этих культур существенно снижается по сравнению с использованием раствора минеральных удобрений на основе пресных вод. The disadvantage of this method is that it does not allow the complete or partial replacement of agrochemically harmful salts in the source water with useful micro- and macro-fertilizers. The method only allows you to add fertilizer to the source water. In the resulting solution of mineral fertilizers using mineralized water according to the specified method, the initial content of agrochemically harmful salts is completely preserved. In this regard, the obtained solutions cannot be used for watering most crops for which the maximum rate of addition of sodium chloride solution cannot exceed 2 g / l. Even when using this method for watering a few crops that are resistant to harmful salts, the yield of these crops is significantly reduced compared to using a solution of mineral fertilizers based on fresh water.
Известный способ не позволяет регулировать состав минеральных удобрений в полученном растворе по сравнению с исходным составом используемых минеральных удобрений. Все компоненты, входящие в состав минеральных удобрений, включая агрохимически вредные, в конечном итоге оказываются в составе полученного раствора минеральных удобрений. Таким образом известный способ ограничивает ассортимент используемых исходных минеральных удобрений, в частности дешевых удобрений, содержащих агрохимически вредные компоненты. The known method does not allow you to adjust the composition of mineral fertilizers in the resulting solution compared with the initial composition of the used mineral fertilizers. All components that make up mineral fertilizers, including agrochemically harmful ones, ultimately end up in the composition of the resulting solution of mineral fertilizers. Thus, the known method limits the range of used source mineral fertilizers, in particular cheap fertilizers containing agrochemically harmful components.
Наиболее близким техническим решением к предложенному является установка для получения раствора минеральных удобрений, включающая блок приготовления раствора, линию подачи исходной воды и линию отвода готового продукта [Авторское свидетельство СССР N 82032, кл. A 01 C 21/00, опубл. 5,04,61 г.]. The closest technical solution to the proposed one is a plant for producing a solution of mineral fertilizers, including a solution preparation unit, a feed water supply line and a finished product discharge line [USSR Author's Certificate N 82032, cl. A 01
Блок приготовления раствора выполнен в виде бачка, внутри которого помещена мешалка. The solution preparation unit is made in the form of a tank, inside of which a stirrer is placed.
Перед внесением минеральных удобрений в почву в бочок засыпают минеральное удобрение в количестве, соответствующем площади полива. Затем он заполняется водой, которая, перемешиваясь посредством мешалки с удобрением, растворяет последнее. Далее приготовленный раствор подается через трубопровод на полив. Before applying mineral fertilizers to the soil, mineral fertilizer is poured into the barrel in an amount corresponding to the irrigation area. Then it is filled with water, which, mixing with a mixer with fertilizer, dissolves the latter. Next, the prepared solution is fed through the pipeline for irrigation.
Недостатком известной установки для получения раствором минеральных удобрений является то, что установка не позволяет осуществлять полную или частичную замену агрохимически вредных солей в исходной воде на полезные микро- и макроудобрения. Установка позволяет только добавлять удобрения к исходной воде. В полученном растворе минеральных удобрений с использованием минерализованных вод с помощью указанной установки полностью сохраняется исходное содержание агрохимически вредных солей в исходной воде. A disadvantage of the known installation for obtaining a solution of mineral fertilizers is that the installation does not allow for the complete or partial replacement of agrochemically harmful salts in the source water with useful micro and macro fertilizers. Installation allows you to only add fertilizer to the source water. In the resulting solution of mineral fertilizers using mineralized water with the help of this installation, the initial content of agrochemically harmful salts in the source water is completely preserved.
Кроме того, известная установка не позволяет получать при использовании более дешевых и низкосортных удобрений растворы минеральных удобрений, не содержащие агрохимически вредные компоненты. In addition, the known installation does not allow the use of cheaper and low-grade fertilizers using solutions of mineral fertilizers that do not contain agrochemically harmful components.
Задачей технического решения является расширение круга исходных вод, используемых для орошения с одновременным внесением минеральных удобрений, за счет вовлечения в использование минерализованных вод более высокой минерализации (до 10 г/л). Другой задачей изобретения является расширение области использования растворов минеральных удобрений на основе минерализованной воды за счет обеспечения возможности регулирования содержания агрохимически вредных компонентов, а также расширение ассортимента используемых минеральных удобрений за счет регулирования перевода в состав раствора для орошения только нужных катионов и анионов из числа всех ионов, входящих в состав минеральных удобрений любого типа. Задачей технического решения также является удешевление получения растворов минеральных удобрений за счет исключения из процесса стадии опреснения при использовании минерализованных исходных вод, а также за счет обеспечения возможности использования более дешевых и низкосортных удобрений. The objective of the technical solution is to expand the range of source water used for irrigation with the simultaneous application of mineral fertilizers, by involving higher salinity (up to 10 g / l) in the use of mineralized water. Another objective of the invention is to expand the field of use of solutions of mineral fertilizers based on mineralized water by providing the ability to control the content of agrochemically harmful components, as well as expanding the range of mineral fertilizers used by regulating the transfer to the composition of the solution for irrigation of only the necessary cations and anions from among all ions, included in the composition of mineral fertilizers of any type. The objective of the technical solution is also to reduce the cost of obtaining solutions of mineral fertilizers by eliminating the desalination stage from the process when using mineralized source water, as well as by making it possible to use cheaper and low-grade fertilizers.
Поставленные задачи решаются тем, что раствор минеральных удобрений, предназначенный для орошения и внесения удобрений, получают следующим образом: предварительно обрабатывают катионит и анионит в ионных формах по крайней мере одним раствором, содержащим по меньшей мере один катион и по меньшей мере один анион, входящие в состав удобрений, а затем исходную минерализованную и/или пресную воду пропускают последовательно через обработанные катионит и анионит. The tasks are solved in that the solution of mineral fertilizers intended for irrigation and fertilizing is obtained as follows: pre-treat the cation exchange resin and anion exchange resin in ionic forms with at least one solution containing at least one cation and at least one anion included in fertilizer composition, and then the initial mineralized and / or fresh water is passed sequentially through the treated cation exchange resin and anion exchange resin.
Катионит и анионит обрабатывают путем последовательного пропускания через анионит и катионит или в противоположном направлении одного и того же раствора, содержащего катионы и анионы, входящие в состав удобрений. The cation exchanger and anion exchanger are treated by sequentially passing through the anion exchanger and cation exchanger or in the opposite direction of the same solution containing the cations and anions that make up the fertilizer.
Кроме того, обработку катионита и анионита могут вести путем параллельного пропускания через них разных по составу растворов, содержащих катионы и анионы, входящие в состав удобрений. In addition, the treatment of cation exchanger and anion exchanger can be carried out by parallel passing through them different solutions containing cations and anions that are part of the fertilizer.
В одном из вариантов изобретения возможно обработку катионита и анионита проводить в несколько стадий, каждую из которых осуществляют путем последовательного пропускания через анионит и катионит одного и того же раствора или параллельного пропускания разных по составу растворов, содержащих анионы и катионы, входящие в состав удобрений. In one embodiment of the invention, it is possible to treat the cation exchanger and anion exchanger in several stages, each of which is carried out by sequentially passing through the anion exchanger and cation exchanger the same solution or by simultaneously passing different solutions of different composition containing anions and cations that are part of the fertilizer.
Целесообразно обработку катионита и анионита раствором или растворами, содержащими анионы и катионы, входящие в состав удобрений, проводить до проскока через катионит и анионит любого из катионов или анионов, входящих в состав минеральных удобрений, в концентрации не более 10% от исходной концентрации катиона и аниона в выше указанном растворе или растворах. It is advisable to treat cation exchanger and anion exchanger with a solution or solutions containing anions and cations that are part of the fertilizer, to pass through the cation exchanger and anion exchanger of any of the cations or anions that are part of mineral fertilizers, in a concentration of not more than 10% of the initial concentration of the cation and anion in the above solution or solutions.
Целесообразно катионы выбирать из ряда, включающего ионы калия, аммония, магния и кальция, а анионы - из ряда, включающего ионы, содержащие фосфор, азот и серу. It is advisable to choose cations from the series including potassium, ammonium, magnesium and calcium ions, and anions from the series including ions containing phosphorus, nitrogen and sulfur.
Кроме того, раствор, содержащий анионы и катионы, входящие в состав удобрений, может дополнительно содержать микроэлементы, выбираемые из ряда, включающего катионы железа, меди, марганца и цинка, и ряда, включающего анионы марганца, бора и молибдена. In addition, a solution containing anions and cations that are part of the fertilizer may additionally contain trace elements selected from the series including cations of iron, copper, manganese and zinc, and the series including anions of manganese, boron and molybdenum.
Предпочтительно, исходную минерализованную и/или пресную воду пропускать в направлении, противоположном направлению пропускания обрабатывающего раствора, содержащего катионы и анионы, входящие в состав удобрений. Preferably, the source mineralized and / or fresh water is passed in the opposite direction to the transmission direction of the treatment solution containing cations and anions included in the fertilizer.
Исходную минерализованную и/или пресную воду пропускают до тех пор, пока в полученном растворе минеральных удобрений суммарная концентрация катионов и анионов, входящих в состав этих удобрений, снизится не более чем на 50%. The initial mineralized and / or fresh water is passed until the total concentration of cations and anions that make up these fertilizers in the resulting solution of mineral fertilizers decreases by no more than 50%.
В случае использования минерализованной воды в качестве исходной, последнюю пропускают через катионит и анионит до тех пор, пока в полученном растворе минеральных удобрений концентрация хлорида натрия не превысит 2 г/л. In the case of using mineralized water as the source, the latter is passed through cation exchange resin and anion exchange resin until the concentration of sodium chloride in the resulting solution of mineral fertilizers exceeds 2 g / l.
Целесообразно обработку катионита и анионита и пропускание исходной воды через них проводить в периодическом режиме. It is advisable to process the cation exchanger and anion exchanger and to pass the feed water through them in a batch mode.
Для решения поставленных задач может быть использована установка для получения раствора минеральных удобрений, включающая ионообменный узел, состоящий по крайней мере из двух вертикальных наполненных соответственно катионитом и анионитом, колонн, снабженных верхними и нижними патрубками с соединенными с ними трубопроводами контроля концентрации, каждый из которых имеет датчик концентрации и двухходовой клапан, установленный на конце этого трубопровода, при этом нижний патрубок каждой колонны соединен с верхним патрубком другой колонны трубопроводом, снабженным клапаном, два узла подачи обрабатывающих растворов, состоящих каждый из емкости с входным и выходным патрубками, насоса, трубопровода подачи раствора с клапаном и трубопровода возврата раствора, при этом трубопровод подачи раствора с одной стороны соединен с выходным патрубком емкости, а с другой стороны с нижним патрубком колонны, а трубопровод возврата раствора соединен с одной стороны с входным патрубком емкости, а с другой стороны с двухходовым клапаном трубопровода контроля концентрации нижней части колонны, линию подачи исходной воды, соединенную через клапаны с верхним патрубком каждой колонны, линию отвода концентрата, соединенную с двухходовыми клапанами трубопроводов контроля концентрации верхней части колонн и линию отвода готового продукта, снабженную системой трубопроводов, каждый из которых подключен к одному из выходов каждого из двухходовых клапанов трубопроводов контроля концентрации. To solve these problems, a plant for producing a solution of mineral fertilizers can be used, including an ion-exchange unit consisting of at least two vertical columns filled with cationite and anionite, respectively, equipped with upper and lower pipes with concentration control pipelines connected to them, each of which has a concentration sensor and a two-way valve mounted at the end of this pipeline, while the lower pipe of each column is connected to the upper pipe of another There are two nodes for supplying processing solutions, each consisting of a tank with inlet and outlet nozzles, a pump, a pipeline for supplying a solution with a valve and a pipeline for returning a solution, while the pipeline for supplying a solution on one side is connected to the outlet pipe of the tank, and on the other hand, with the bottom pipe of the column, and the solution return pipe is connected on the one hand with the inlet pipe of the tank, and on the other hand with a two-way valve for the concentration control of the lower part columns, a source water supply line connected through valves to the upper pipe of each column, a concentrate discharge line connected to two-way valves for monitoring the concentration of the upper part of the columns and a finished product discharge line equipped with a piping system, each of which is connected to one of the outlets of each two-way valves of concentration control pipelines.
В одном из вариантов изобретения возможно использование ионообменного узла, дополнительно содержащего вертикальные наполненные катионитом и анионитом колонны, образующими соответственно первую и вторую группу колонн. При этом колонны каждой группы соединены в верхней и нижней частях коллекторами (фиг. 2). Коллекторы имеют, соответственно, верхние и нижние патрубки, при этом верхний патрубок первой группы соединен нижним патрубком второй группы, а верхний патрубок второй группы соединен с нижним патрубком первой группы. In one embodiment of the invention, it is possible to use an ion-exchange unit, additionally containing vertical columns filled with cation exchange resin and anion exchange resin, forming respectively the first and second group of columns. At the same time, the columns of each group are connected in the upper and lower parts by collectors (Fig. 2). The collectors have, respectively, upper and lower nozzles, while the upper nozzle of the first group is connected by the lower nozzle of the second group, and the upper nozzle of the second group is connected to the lower nozzle of the first group.
Целесообразно количество колонн первой и второй групп определять из следующего соотношения
nк/nа = Vа•qа/Vк•qк,
где nк и nа - количество колонн, наполненных соответственно катионитом и анионитом;
Vr и Vа - полезный объем каждой колонны с катионитом и анионитом соответственно;
qк и qа - объемная емкость используемого катионита и анионита соответственно.It is advisable to determine the number of columns of the first and second groups from the following ratio
n k / n a = V a • q a / V k • q k ,
where n k and n a are the number of columns filled respectively with cation exchange resin and anion exchange resin;
V r and V a - the useful volume of each column with cation exchange resin and anion exchange resin, respectively;
q k and q and - volume container used cation exchanger and the anion exchanger, respectively.
Кроме того, каждый узел подачи обрабатывающего раствора целесообразно снабдить дополнительным трубопроводом возврата с клапаном, один конец которого соединен с трубопроводом подачи раствора, а другой с емкостью, а линию подачи исходной воды - дополнительным трубопроводом с клапаном, один конец которого соединен с указанной линией, а другой с линией готового продукта. In addition, it is advisable to provide each processing solution supply unit with an additional return pipe with a valve, one end of which is connected to the solution supply pipe, and the other with a tank, and the source water supply line with an additional pipe with a valve, one end of which is connected to the specified line, and another with a finished product line.
В случае использования пресной воды в качестве исходной, установка дополнительно может содержать накопительную емкость концентрата с входным и выходным патрубками, инжектор, трубопровод возврата концентрата, сливной трубопровод и три клапана, при этом один конец трубопровода возврата концентрата соединен с входным патрубком накопительной емкости, а другой через клапаны с линией отвода концентрата, выходной патрубок накопительной емкости соединен сливным трубопроводом через клапан с инжектором, установленным на линии подачи исходной воды. In the case of using fresh water as the source, the installation may additionally contain a concentrate storage tank with inlet and outlet pipes, an injector, a concentrate return pipe, a drain pipe and three valves, while one end of the concentrate return pipe is connected to the inlet pipe of the storage tank, and the other through valves with a concentrate discharge line, the outlet pipe of the storage tank is connected by a drain pipe through a valve with an injector installed on the feed line water.
На фиг. 1 показана схема установки для осуществления предлагаемого способа, где 1,2 - ионообменные колонны; 3-6 - патрубки колонн; 7-10 - трубопроводы контроля концентрации; 11-14 - датчики концентрации; 15-18 - двухходовые автоматические клапаны, имеющие левые (15л-18л) и правые (15п-18п) выходы; 19-22 - трубопроводы и клапаны; 23,24 - емкости; 25-28 - патрубки емкостей; 29,30 - насосы; 31-34- трубопроводы подачи обрабатывающего раствора (т. е. раствора, содержащего катионы и анионы, входящие в состав удобрений) и клапаны; 35,36 - трубопроводы возврата обрабатывающего раствора; 37-39 - линия исходной воды и клапаны; 40 - линия отвода концентрата; 41-45 - линия отвода готового продукта с системой трубопроводов; 46-49 - дополнительные трубопроводы возврата обрабатывающего раствора и клапаны; 50,51 - дополнительный трубопровод линии подачи исходной воды и клапан. In FIG. 1 shows a diagram of an installation for implementing the proposed method, where 1,2 are ion-exchange columns; 3-6 - pipe nozzles; 7-10 - concentration control pipelines; 11-14 - concentration sensors; 15-18 - two-way automatic valves having left (15l-18l) and right (15p-18p) outputs; 19-22 - pipelines and valves; 23.24 - containers; 25-28 - nozzles of containers; 29.30 - pumps; 31-34- pipelines for supplying the processing solution (i.e., a solution containing cations and anions that are part of the fertilizer) and valves; 35.36 - pipelines return processing solution; 37-39 - source water line and valves; 40 - line discharge concentrate; 41-45 - outlet line of the finished product with a piping system; 46-49 - additional piping return processing solution and valves; 50.51 - additional pipeline of the source water supply line and valve.
На фиг. 2 показан ионообменный узел установки для осуществления предлагаемого способа, включающий две группы колонн. 52-55 - коллекторы, присоединенные к соответствующим патрубкам 3-6. In FIG. 2 shows an ion-exchange assembly unit for implementing the proposed method, comprising two groups of columns. 52-55 - collectors attached to the corresponding pipes 3-6.
На фиг.3 показана линия подачи исходной воды установки для осуществления предлагаемого способа получения раствора минеральных удобрений на основе пресной воды с низким содержанием солей, 56 - накопительная емкость концентрата, 57 - инжектор, 58 - трубопровод возврата концентрата, 59 - сливной трубопровод, 60-63 - клапаны и 64 - байпасный трубопровод. Figure 3 shows the source water supply line of the installation for implementing the proposed method for producing a solution of mineral fertilizers based on fresh water with a low salt content, 56 - concentrate storage tank, 57 - injector, 58 - concentrate return pipe, 59 - drain pipe, 60- 63 - valves and 64 - bypass piping.
Обработку катионита и анионита, взятых в ионных формах, например, натрия и хлора, соответственно, проводят раствором минеральных удобрений, содержащим, например, катионы калия, аммония, магния и кальция или их смеси в различных сочетаниях, и анионы, содержащие фосфор, азот, серу или их смеси в различных сочетаниях. Указанный раствор готовят в емкости 24 с помощью насоса 30 с использованием небольшого количества пресной воды и растворимых минеральных удобрений в тех же количествах и соотношениях (без дополнительных специальных затрат), которые вносятся традиционным способом под агрикультуры, которые необходимо орошать. Готовый раствор с концентрацией 100 - 250 г/л подается из емкости 24 насосом 30 последовательно через колонны 1 и 2. При этом из колонны 2 вытесняются анионы хлора, и анионит переходит в форму анионов, входящих в состав минеральных удобрений, а из колонны 1 вытесняются катионы натрия, и катионит переходит в форму катионов, входящих в состав минеральных удобрений. В целом из системы вытесняется легко утилизируемый высококонцентрированный раствор хлористого натрия (100-250 г/л), а система становится готовой к стадии получения непосредственно раствора минеральных удобрений на основе минерализованной и/или пресной воды. Для этого исходную минерализованную и/или пресную воду, имеющую общую минерализацию, например, до 10 г/л, и содержащую агрохимически вредные и заселяющие почвы ионы натрия и хлора, пропускают в направлении, противоположном направлению пропускания обрабатывающего раствора последовательно через колонны с катионитом 1 и анионитом 2. При этом на катионите 1 задерживаются ионы натрия (и частично кальция), а на анионите 2 задерживаются ионы хлора (и частично сульфата). Полученный раствор с той же минерализацией, что и исходная вода, но содержащий агрохимически усваиваемые питательные элементы, направляется на орошение с одновременным внесением минеральных удобрений в растворенном виде. Пропускание исходной воды и получение раствора минеральных удобрений продолжают не дольше, чем в полученном растворе минеральных удобрений, предназначенном для орошения, суммарная концентрация катионов и анионов, входящих в состав этих удобрений, снизится на 50%. При этом в начале стадии пропускания исходной воды через катионит и анионит в колоннах 1 и 2 над слоями и под слоями ионитов, а также в межзеренном пространстве (порозности) остается обрабатывающий раствор, поэтому коммутация потоков после колонны 2 регулируется датчиком концентрации 14 ( измерения проводятся по электропроводности). По сигналу датчика концентрации 14 концентрированный раствор - обрабатывающий раствор, возвращается в емкость 24 по трубопроводу контроля концентрации 10 и трубопроводу возврата обрабатывающего раствора 36, а выходящий затем разбавленный раствор минеральных удобрений направляется через трубопроводы 10 и 44 в линию продукта 41 (раствора для орошения). The treatment of cation exchange resin and anion exchange resin taken in ionic forms, for example, sodium and chlorine, respectively, is carried out with a solution of mineral fertilizers containing, for example, potassium, ammonium, magnesium and calcium cations or their mixtures in various combinations, and anions containing phosphorus, nitrogen, sulfur or mixtures thereof in various combinations. The specified solution is prepared in a tank 24 using a pump 30 using a small amount of fresh water and soluble mineral fertilizers in the same quantities and proportions (without additional special costs) that are introduced in the traditional way under the agricultural crops that need to be irrigated. The finished solution with a concentration of 100 - 250 g / l is supplied from the tank 24 by the pump 30 sequentially through
Повторяют обработку катионита и анионита, перешедших в ионные формы ионов исходной воды, например, натрия с примесью кальция и хлора с примесью сульфата, раствором минеральных удобрений, который готовят в емкости 24 с помощью насоса 30 с использованием небольшого количества полученного раствора для орошения и растворимых минеральных удобрений. Готовый раствор с концентрацией 100 - 250 г/л подается из емкости 24 насосом 30 последовательно через колонны 2 и 1. При этом из колонны 2 вытесняются анионы хлора и частично сульфата, а анионит переходит в форму анионов, входящих в состав минеральных удобрений, из колонны 1 вытесняются катионы натрия и частично, кальция, а катионит переходит в форму катионов, входящих в состав минеральных удобрений. В целом из системы вытесняется легко утилизируемый высококонцентрированный раствор хлористого натрия (100-250 г/л) с примесью сульфата натрия и сульфата кальция, а система снова становится готовой к стадии получения раствора минеральных удобрений на основе минерализованной и/или пресной воды. Указанную стадию обработки катионита и анионита концентрированным раствором минеральных удобрений продолжают не дольше, чем до проскока через катионит или анионит любого из катионов или анионов, входящих в состав минеральных удобрений, в концентрации не более 10% от исходной концентрации этих катионов или анионов вышеуказанного обрабатывающего раствора. При этом в начале стадии обработки катионита и анионита обрабатывающим раствором минеральных удобрений в колоннах над слоями и под слоями ионитов, а также в порозном пространстве ионитов остается разбавленный раствор минеральных удобрений с минерализацией, соответствующей минерализации исходной воды, поэтому коммутация потоков после колонны 1 регулируется датчиком концентрации 11. По сигналу датчика 11 разбавленный раствор через трубопроводы 7, 42 направляется в линию продукта 41 - раствора для орошения, а выходящий затем концентрированный раствор хлористого натрия направляется на сброс и утилизацию (в линию отвода концентрата 40). Процесс организован таким образом, что разбавленные растворы в любой части системы всегда находятся над концентрированными растворами, поэтому не происходит смешения растворов (из-за продольной дисперсии) и потери полезных компонентов. The treatment of cation exchange resin and anion exchange resin converted to ionic forms of the source water ions, for example, sodium mixed with calcium and chlorine mixed with sulfate, with a solution of mineral fertilizers, which is prepared in tank 24 using pump 30 using a small amount of the obtained irrigation solution and soluble mineral, is repeated. fertilizers. The finished solution with a concentration of 100 - 250 g / l is supplied from the tank 24 by the pump 30 sequentially through
Далее повторяют все указанные операции, и процесс, таким образом, осуществляют в периодическом режиме. Next, all these operations are repeated, and the process is thus carried out in a batch mode.
В результате проведения одного периода (цикла) процесса в соответствии со схемой установки на фиг. 1, все количество минеральных удобрений, использованных предварительно для обработки катионита и анионита возвращается вместе с готовым раствором для орошения и в конечном итоге расходуется по прямому назначению - для питания агрикультур вместе с их орошением. При этом за счет использования предлагаемого способа все количество (или необходимое количество) заселяющих почвы агрохимических вредных компонентов задерживается и отводится в виде легко утилизируемого концентрированного раствора. As a result of carrying out one period (cycle) of the process in accordance with the installation scheme in FIG. 1, the entire amount of mineral fertilizers used previously for the treatment of cation exchange resin and anion exchange resin is returned with the ready-made solution for irrigation and is ultimately consumed for its intended purpose - to feed agricultural crops along with their irrigation. Moreover, due to the use of the proposed method, the entire amount (or the required amount) of agrochemical harmful components populating the soil is delayed and discharged in the form of an easily utilized concentrated solution.
При осуществлении способа в режиме параллельной обработки катионита и анионита обработку катионита, взятого в исходной ионной форме, например, иона натрия, проводят раствором минеральных удобрений, содержащим питательные элементы в виде катионов, связанных с анионами любого типа, необязательно агрохимически полезными. примерами таких удобрений являются хлориды калия и аммония и др. Раствор готовится в емкости 23 с помощью насоса 29. Готовый раствор с концентрацией 100-250 г/л подается из емкости 23 насосом 29 в колонну 1. Параллельно проводят обработку анионита, взятого в исходной ионной форме, например, иона хлора, концентрированным раствором минеральных удобрений, содержащим питательные элементы в виде анионов, связанных с катионами любого типа, необязательно агрохимически полезными. Примерами таких удобрений являются фосфаты и нитраты натрия, двойной суперфосфат и др. Раствор готовится в емкости 24 с помощью насоса 30. Готовый раствор с концентрацией 100-250 г/л подается из емкости 24 насосом 30 на колонну 2. В процессе обработки из колонны 2 вытесняются анионы хлора, а анионит переходит в форму анионов, входящих в состав минеральных удобрений. В целом из системы вытесняется легко утилизируемый высококонцентрированный раствор хлористого натрия (100-250 г/л), а система становится готовой к стадии получения непосредственно раствора минеральных удобрений на основе минерализованной и/или пресной воды. Для этого исходную минерализованную и/или пресную воду, имеющую общую минерализацию, например, до 10 г/л, и содержащую в том числе агрохимически вредные и заселяющие почвы ионы, по трубопроводу 37 подают последовательно через колонны с обработанными катионитом 1 и анионитом 2 в форме агрохимически полезных катионов и анионов, соответственно. Пропускание исходной воды и получение раствора минеральных удобрений продолжают не дольше, чем в полученном растворе минеральных удобрений, предназначенного для орошения, суммарная концентрация катионов и анионов, входящих в состав этих удобрений, снизится на 50%. При этом в начале стадии пропускания исходной воды в колоннах над слоями и под слоями ионитов, а также в межзеренном пространстве (порозности) остаются концентрированные обрабатывающие растворы, поэтому коммутация потоков после колонн 1 и 2 регулируется датчиками концентрации 13 и 14. По сигналу датчиков 13 и 14 концентрированные обрабатывающие растворы возвращаются в емкости 23 и 24 соответственно, выходящая после этого из колонны 1 частично обработанная исходная вода направляется через трубопровод 19 в колонну 2, а выходящий из колонны 2 готовый раствор минеральных удобрений через трубопроводы 10 и 44 - в линию отвода готового продукта 41- раствора для орошения и внесения удобрений. When the method is carried out in parallel processing of cation exchange resin and anion exchange resin, the treatment of cation exchange resin taken in the initial ionic form, for example, sodium ion, is carried out with a solution of mineral fertilizers containing nutrients in the form of cations associated with any type of anions, optionally agrochemically useful. examples of such fertilizers are potassium and ammonium chlorides, etc. The solution is prepared in tank 23 using pump 29. A finished solution with a concentration of 100-250 g / l is supplied from tank 23 by pump 29 to
Повторяют обработку катионита и анионита, перешедших в ионные формы ионов исходной воды, например, натрия с примесью кальция и хлора с примесью сульфата, растворами минеральных удобрений. Эти растворы готовят с использованием небольшого количества полученного раствора для орошения и растворимых минеральных удобрений, содержащих питательные элементы в виде анионов, в емкости 24 с помощью насоса 30 и содержащих питательные элементы в виде катионов соответственно в емкости 23 с помощью насоса 29. Готовые обрабатывающие растворы пропускают через колонны 1 и 2 с помощью насосов соответственно 29 и 30 не дольше, чем до проскока через катионит или анионит любого из катионов или анионов, входящих в состав минеральных удобрений, в концентрации не более 10% от исходной концентрации этих катионов или анионов в вышеуказанном обрабатывающем растворе. При этом в начале стадии обработки в колоннах над слоями и под слоями ионитов, а также в порозном пространстве ионитов остается разбавленный раствор минеральных удобрений с минерализацией, соответствующей минерализации исходной воды, поэтому коммутация потоков после колонн 1 и 2 регулируется датчиками концентрации 11 и 12, с помощью которых указанный раствор направляется через трубопроводы 7,42 и 8, 45 в линию отвода готового продукта 41 - воды для орошения, а выходящие затем из колонн концентрированные растворы хлористого натрия с примесью сульфата натрия и сульфата кальция направляется по трубопроводу 40 на сброс и утилизацию. Процесс организован таким образом, что разбавленные растворы в любой части системы всегда находятся над концентрированными растворами, поэтому не происходит смешения растворов (из-за продольной дисперсии) и потерь полезных компонентов. The treatment of cation exchanger and anion exchanger, converted to ionic forms of the ions of the source water, for example, sodium mixed with calcium and chlorine mixed with sulfate, with solutions of mineral fertilizers, is repeated. These solutions are prepared using a small amount of the obtained irrigation solution and soluble mineral fertilizers containing nutrients in the form of anions in a tank 24 using a pump 30 and containing nutrients in the form of cations in a tank 23, respectively, using a pump 29. Finished processing solutions are passed through
В целом из системы вытесняется легко утилизируемый высококонцентрированный раствор хлористого натрия с примесью сульфата натрия и сульфата кальция (100-250 г/л), а система становится готовой к следующей стадии пропускания исходной воды с получением раствора минеральных удобрений, предназначенного для орошения и внесения удобрений. In general, a highly utilizable highly concentrated sodium chloride solution with an admixture of sodium sulfate and calcium sulfate (100-250 g / l) is displaced from the system, and the system becomes ready for the next stage of passing the source water to obtain a solution of mineral fertilizers intended for irrigation and fertilizing.
Далее повторяют все указанные операции, и процесс, таким образом, осуществляют в периодическом режиме. Next, all these operations are repeated, and the process is thus carried out in a batch mode.
В результате проведения процесса в соответствии со схемой установки на фиг. 1, не только все количество минеральных удобрений, использованных предварительно для обработки ионитов, возвращается вместе с полученным раствором минеральных удобрений на основе исходной воды и расходуется по прямому назначению - для питания агрикультур вместе с их орошением, но и происходит улучшение качества этих удобрений, поскольку агрохимически бесполезные или заселяющие почву катионные или анионные компоненты исходных удобрений не переводятся в состав воды для орошения. В почву вносятся именно питательные элементы. В частности, если исходные удобрения, взятые для обработки, являются хлоридными, то в процессе фертигации по предлагаемому способу обеспечивается питание агрикультур бесхлорными удобрениями, которые в традиционной форме были бы в несколько раз более дорогими удобрениями. Таким образом, за счет использования предлагаемого способа, все количество (или необходимое количество) заселяющих почвы агрохимических вредных компонентов из исходной перерабатываемой воды, а также из исходных минеральных удобрений, взятых для обработки, задерживается и выводится из системы в виде легко утилизируемого концентрированного раствора. As a result of carrying out the process in accordance with the installation diagram in FIG. 1, not only the entire amount of mineral fertilizers used previously for the treatment of ion exchangers, is returned together with the obtained solution of mineral fertilizers based on the source water and consumed for its intended purpose - to feed agricultural crops along with their irrigation, but also the quality of these fertilizers is improved, since it is agrochemical useless or populating the soil cationic or anionic components of the original fertilizers are not converted to irrigation water. It is the nutrients that are introduced into the soil. In particular, if the initial fertilizers taken for processing are chloride, then in the fertigation process according to the proposed method, food is supplied to agricultural crops with chlorine-free fertilizers, which in a traditional form would be several times more expensive fertilizers. Thus, due to the use of the proposed method, the entire amount (or the required amount) of agrochemical harmful components that populate the soil from the initial processed water, as well as from the original mineral fertilizers taken for processing, is delayed and removed from the system in the form of an easily utilized concentrated solution.
Отличительной особенностью предлагаемого способа получения раствора минеральных удобрений на основе минерализованной воды за счет которой достигается поставленная цель - удешевление процесса, является обнаруженная авторами возможность безопреснительного орошения, при котором агрикультуры, потребляя минеральные компоненты из специально подготовленной воды, сами проводят процесс опреснения с последующим потреблением этой воды. Авторам неизвестны какие-либо способы получения раствора минеральных удобрений на основе минерализованных вод для орошения, в которых обнаружена и использована эта отличительная особенность. A distinctive feature of the proposed method for producing a solution of mineral fertilizers based on mineralized water due to which the goal is achieved - to reduce the cost of the process, is the possibility of safe irrigation, discovered by the authors, in which agricultural crops, consuming mineral components from specially prepared water, themselves carry out the desalination process with subsequent consumption of this water . The authors are not aware of any methods for producing a solution of mineral fertilizers based on mineralized water for irrigation, in which this distinctive feature was discovered and used.
Предлагаемый способ получения раствора минеральных удобрений на основе минерализованной и/или пресной воды может быть использован для полного или частичного обеспечения орошения различных агрикультур при одновременном внесении удобрений. Это зависит от минерализации исходной воды и от возможности поддержания баланса между нормами орошения и соответствующими нормами внесения минеральных удобрений для различных агрикультур. Например, при превышении допустимых норм минерализации воды для полива - 2 г/л, т.е. при исходной общей минерализации порядка 4 г/л, при норме орошения 500 м3/га и норме внесения удобрений 1 т/га, предлагаемый способ решает полностью проблему и орошения, и внесения минеральных удобрений. При соответствующих цифрах 2 г/л, 4 г/л, 500 м3/га и 0,5 т/га, способ решает проблему орошения на 50%, снимая тем самым на 50% нагрузку с дорогостоящих опреснительных методов.The proposed method for producing a solution of mineral fertilizers based on mineralized and / or fresh water can be used to fully or partially ensure the irrigation of various agricultural crops while applying fertilizers. It depends on the salinity of the source water and on the possibility of maintaining a balance between the irrigation norms and the corresponding norms of mineral fertilizers for different crops. For example, when exceeding the permissible norms of mineralization of water for irrigation - 2 g / l, i.e. with the initial total mineralization of about 4 g / l, with an irrigation rate of 500 m 3 / ha and a fertilizer application rate of 1 t / ha, the proposed method completely solves the problem of irrigation and fertilizer application. With the corresponding figures of 2 g / l, 4 g / l, 500 m 3 / ha and 0.5 t / ha, the method solves the irrigation problem by 50%, thereby removing the load from expensive desalination methods by 50%.
В этом случае для обеспечения и орошения и внесения удобрений в полном объеме по предлагаемому способу целесообразно проводить смешение (разбавление) исходной минерализованной воды другой исходной пресной водой, используя таким образом исходную минерализованную и пресную воду. In this case, to provide both irrigation and fertilizer in full according to the proposed method, it is advisable to mix (dilute) the source of mineralized water with another source of fresh water, thus using the source of mineralized and fresh water.
Предлагаемый способ позволяет получать раствор минеральных удобрений, предназначенный для орошения и внесения удобрений, не только на основе исходной минерализованной воды или минерализованной и пресной воды, но также на основе исходной пресной воды. При этом за счет регулирования качественного состава анионов и катионов в получаемом растворе, входивших первоначально в состав обрабатывающего раствора, появляется не известная ранее возможность использования низкосортных удобрений или веществ, содержащих компоненты удобрений, с одновременным обеспечением перевода в состав раствора для орошения только агрохимически полезных катионов и анионов. Предлагаемый способ предусматривает такую возможность и для случая использования исходной минерализованной воды, а также для случая использования исходной минерализованной и пресной воды. The proposed method allows to obtain a solution of mineral fertilizers intended for irrigation and fertilizing, not only on the basis of the source of saline water or saline and fresh water, but also on the basis of the source of fresh water. At the same time, by regulating the qualitative composition of anions and cations in the resulting solution, which were originally part of the processing solution, the previously unknown possibility of using low-grade fertilizers or substances containing fertilizer components appears, while ensuring that only agrochemically useful cations and anions. The proposed method provides such a possibility for the case of using the source of mineralized water, as well as for the case of using the source of mineralized and fresh water.
В случае использования исходной минерализованной и/или пресной воды и низкосортных удобрений, а также веществ, частично содержащих катионы и анионы, входящие в состав удобрений, целесообразно проводить обработку катионита и анионита несколькими разными по составу растворами путем параллельного или параллельного и последовательного их пропускания через указанные катионит и анионит. In the case of using initial mineralized and / or fresh water and low-grade fertilizers, as well as substances partially containing cations and anions that are part of the fertilizers, it is advisable to treat the cation exchange resin and anion exchange resin with several solutions of different composition by passing them parallel or parallel and sequentially through the indicated cation exchanger and anion exchanger.
Для удешевления предлагаемого способа целесообразно катионит и анионит использовать многократно, для чего следует проводить обработку катионита и анионита и пропускание исходной воды в периодическом режиме. To reduce the cost of the proposed method, it is advisable to use cation exchanger and anion exchanger repeatedly, for which it is necessary to process the cation exchanger and anion exchanger and the passage of the source water in a batch mode.
Для предотвращения потерь минеральных удобрений в процессе обработки катионита и анионита целесообразно вести пропускание обрабатывающего раствора до проскока через катионит или анионит любого из катионов или анионов, входящих в состав минеральных удобрений, в концентрации не более 10% от исходной концентрации этих катионов или анионов указанного обрабатывающего раствора. При большей величине проскока и с учетом многократной обработки в периодическом режиме потери удобрений становятся настолько высокими, что предлагаемый способ становится нерентабельным. To prevent losses of mineral fertilizers during the processing of cation exchange resin and anion exchange resin, it is advisable to pass the treatment solution until a break through the cation exchange resin or anion exchange resin of any of the cations or anions included in the composition of mineral fertilizers in a concentration of not more than 10% of the initial concentration of these cations or anions of the specified treatment solution . With a larger value of the slip and taking into account multiple processing in a batch mode, the loss of fertilizer becomes so high that the proposed method becomes unprofitable.
Для предотвращения возможности засоления почв полученным в соответствии с предлагаемым способом раствором в случае использования минерализованной исходной воды и для обеспечения одновременного с орошением внесения удобрений в случае использования минерализованной и/или пресной воды, целесообразно исходную минерализованную и/или пресную воду пропускать последовательно через катионит и анионит или в противоположном направлении до тех пор, пока в полученном растворе минеральных удобрений суммарная концентрация катионов и анионов, входящих в состав этих удобрений, снизится не более чем на 50%. При большем снижении суммарной концентрации указанных катионов и анионов полученный раствор на основе минерализованной и/или пресной воды становится бесполезным с точки зрения внесения удобрений, а раствор на основе минерализованной воды - опасным с точки зрения возможности засоления почв. In order to prevent the possibility of salinization of the soil with the solution obtained in accordance with the proposed method in the case of using mineralized source water and to ensure simultaneous irrigation of fertilizer application in the case of using mineralized and / or fresh water, it is advisable to pass the initial mineralized and / or fresh water through cation exchange resin and anion exchange resin or in the opposite direction until the total concentration of cations and anions in the resulting solution of mineral fertilizers entering into the composition of these fertilizers will decrease by no more than 50%. With a greater decrease in the total concentration of these cations and anions, the resulting solution based on mineralized and / or fresh water becomes useless from the point of view of fertilizing, and the solution based on mineralized water becomes dangerous from the point of view of the possibility of salinization of soils.
Целесообразно использовать исходный катионит в одной из чистых ионных форм: калия, аммония, магния, кальция или их смесей в различных соотношениях, определяемых нормами внесения минеральных удобрений под различные агрикультуры, с примесью или без примеси ионов натрия. В связи с этим целесообразно проводить обработку катионита растворами минеральных удобрений, содержащими эти ионы в чистом виде или в смесях друг с другом при требуемых соотношениях. It is advisable to use the starting cation exchanger in one of the pure ionic forms: potassium, ammonium, magnesium, calcium, or mixtures thereof in various proportions determined by the norms of applying mineral fertilizers for various agricultural crops, with or without an admixture of sodium ions. In this regard, it is advisable to treat the cation exchange resin with solutions of mineral fertilizers containing these ions in pure form or in mixtures with each other at the required ratios.
Целесообразно использовать исходный анионит в одной из чистых ионных форм: фосфата, нитрата или сульфата, или их смесей в различных соотношениях, определяемых нормами внесения минеральных удобрений под различные агрикультуры, с примесью или без примеси анионов хлора. В связи с этим целесообразно проводить обработку анионита растворами минеральных удобрений, содержащими эти ионы в чистом виде или в смесях друг с другом при требуемых соотношениях
Целесообразно использовать исходные катионит и анионит в указанных ионных формах с примесью агрохимически полезных микрокомпонентов, таких как железо, медь, марганец, цинк в катионной форме, и таких как бор, молибден и марганец в анионной форме. В связи с этим целесообразно проводить обработку катионита и анионита растворами минеральных компонентов, содержащих примеси указанных питательных микроэлементов в количествах, определяемых нормами внесения микрокомпонентов для различных агрикультур.It is advisable to use the starting anion exchange resin in one of the pure ionic forms: phosphate, nitrate or sulfate, or mixtures thereof in various proportions, determined by the norms of applying mineral fertilizers for various agricultural crops, with or without an admixture of chlorine anions. In this regard, it is advisable to treat the anion exchange resin with solutions of mineral fertilizers containing these ions in pure form or in mixtures with each other at the required ratios
It is advisable to use the starting cation exchange resin and anion exchange resin in the indicated ionic forms mixed with agrochemically useful microcomponents, such as iron, copper, manganese, zinc in the cationic form, and such as boron, molybdenum and manganese in the anionic form. In this regard, it is advisable to carry out the treatment of cation exchange resin and anion exchange resin with solutions of mineral components containing impurities of the indicated micronutrients in amounts determined by the norms of making microcomponents for various agricultural crops.
Целесообразно проводить обработку катионита и анионита одним и тем же раствором смеси минеральных удобрений. При этом целесообразно пропускать раствор для обработки в направлении, противоположном направлению пропускания исходной воды на стадии получения раствора минеральных удобрений. Это устраняет проблему перемешивания разнородных растворов и исключает потери ценных компонентов за счет проведения процесса в условиях, когда концентрационные профили всех компонентов (фронты обмена) на всех стадиях процесса остаются внутри ионообменных колонн. It is advisable to carry out the treatment of cation exchange resin and anion exchange resin with the same solution of a mixture of mineral fertilizers. It is advisable to pass the solution for processing in the direction opposite to the direction of transmission of the source water at the stage of obtaining the solution of mineral fertilizers. This eliminates the problem of mixing heterogeneous solutions and eliminates the loss of valuable components due to the process under conditions where the concentration profiles of all components (exchange fronts) at all stages of the process remain inside the ion-exchange columns.
Пример 1. Используют установку, показанную на фиг. 1, со следующими характеристиками: колонна 1 загружена промышленным катионитом КУ-2х8 в Na-форме с обменной емкостью на единицу слоя - 1.75 г-экв/л при объеме слоя сорбента - 0,9 м3 и параметрах этого слоя L = 1,5 м, S = 0,6 м2. Колонна 2 загружена промышленным анионитом АВ-17х8 в Cl- форме с обменной емкостью на единицу слоя - 1,15 г- экв/л при объеме слоя сорбента -1,35 м3 и параметрах этого слоя - L = 1,5 м, S = 0,9 м2. Колонны 1 и 2 снабжены нижним и верхним дренажными устройствами.Example 1. The apparatus shown in FIG. 1, with the following characteristics:
Используют исходную грунтовую или подземную солоноватую воду следующего состава по макрокомпонентам: Na+ - 0,67 г/л (0,029 г-экв/л); Ca2+ - 0,22 г/л (0,011 г-экв/л); Mg2+ - 0,10 г/л (0.008 г-экв/л); Cl- - 1,1 г/л (0,031 г-экв/л); SO4 2- - 0,85 г/л (0,017 г-экв/л). Общая минерализация раствора 2,95 г/л (0,048 г-экв/л).The following groundwater or ground brackish water is used according to macrocomponents: Na + - 0.67 g / l (0.029 g-eq / l); Ca 2+ 0.22 g / L (0.011 g-equiv / L); Mg 2+ - 0.10 g / l (0.008 g-eq / l); Cl - 1.1 g / l (0.031 g-eq / l); SO 4 2- - 0.85 g / L (0.017 g-equiv / L). The total salinity of the solution is 2.95 g / l (0.048 g-eq / l).
Используют предложенный способ для орошения оливковых деревьев в климатических и агрохимических условиях субаридного и сухого субтропического климата (Ближний Восток, Северная Африка и другие регионы), которым соответствуют следующие средние годовые нормы полива и подкормки: на одно взрослое дерево 6 м3 воды и 6 кг комбинированных удобрений в три приема.Using the proposed method for irrigation of olive trees in climatic and agrochemical conditions of subarid and dry subtropical climates (Middle East, North Africa and other regions), which correspond to the following average annual irrigation and top dressing rates: 6 m 3 water and 6 kg combined per adult tree fertilizers in three doses.
а. В емкость 24 объемом 2,5 м3 заливают 2 м3 пресной воды (или исходной минерализованной воды) и туда же загружают 316 кг растворимого комбинированного удобрения - нитроаммофоски, содержащей не менее 90% (≈300 кг) полезных компонентов. С использованием насоса 30 в циркулирующем потоке воды растворяют все количество удобрения, после чего получают раствор, содержащий следующие концентрации катионов и анионов: NH4 + - 16,2 г/л, K+ - 36 г/л, NO3 - - 55,8 г/л, HPO4 2- - 43,2 г/л (суммарная концентрация - 150 г/л), что соответствует в единицах эквивалентных концентраций 0,9 N раствору по каждому из полезных компонентов или 1,8 N раствору по сумме катионов или сумме анионов. Все указанные операции проводят в течение 0.3 часа.a. In a container 24 with a volume of 2.5 m 3, pour 2 m 3 of fresh water (or raw mineralized water) and load 316 kg of soluble combined fertilizer - nitroammophoski containing at least 90% (≈300 kg) of useful components. Using pump 30, the entire amount of fertilizer is dissolved in a circulating water stream, after which a solution is obtained containing the following concentrations of cations and anions: NH 4 + - 16.2 g / l, K + - 36 g / l, NO 3 - - 55, 8 g / l, HPO 4 2- - 43.2 g / l (total concentration - 150 g / l), which corresponds in units of equivalent concentrations to 0.9 N solution for each of the useful components or 1.8 N solution for the total cations or the sum of anions. All these operations are carried out within 0.3 hours.
б. Включают датчик 11. С помощью насоса 30 указанный раствор со скоростью 1 м3/час пропускают последовательно через колонны 2 и 1 при подаче раствора снизу верх в каждой колонне. Процесс пропускания продолжают до обнаружения на выходе из верхней части колонны 1 любого из указанных выше ионов в концентрациях, превышающих 0.04 г-экв/л (5% от исходных концентраций). Всего пропускают 1,7 м3 раствора в течение 1.7 часов. Получающийся на выходе из колонны 1 раствор хлористого натрия с концентрацией 105 г/л (1,8 г-экв/л) направляют на сброс или утилизацию в специальный бассейн для солнечного упаривания. Включают датчик 14 и выключают датчик 11. После чего установка готова к работе.b. The
в. Поток исходный минерализованной воды, подаваемый со скоростью 10 м3/час, делят на два одинаковых потока по 5 м3/час, один из которых пропускают последовательно через колонны 1 и 2 в направлении сверху вниз в каждой колонне, после этого поток обработанной воды, прошедшей через установку, объединяют с равным по величине потоком необработанной минерализованной воды. При этом готовая вода для орошения (10 м3/час) содержит допустимые количества агрохимически вредных и заселяющих почвы ионов хлора и натрия: суммарная концентрация хлористого натрия меньше 1 г/л (при максимальном допуске до 2 г/л). Одновременно с этим такая подготовка обеспечивает подкормку растений полезными компонентами - кальцием, магнием и сульфатом за счет исходной воды.in. The feed stream of mineralized water supplied at a speed of 10 m 3 / h is divided into two identical flows of 5 m 3 / h, one of which is passed sequentially through
г. Пропускание воды через установку со скоростью 5 м3/час проводят в течение 6 часов. При этом в начале процесса пропускания, в течение первых 10 минут из колонны 2 выходит концентрированный раствор минеральных удобрений объемом 0,85 м3, который после процесса по п. б. остается в межзеренном (порозном) пространстве в колоннах 1 и 2, в свободном объеме за пределами слоев ионитов в колоннах и в трубопроводах. Датчик 14 настроен так, что указанный объем направляется обратно в емкость 24 через выход 18п двухходового клапана 18, после чего происходит автоматическое переключение этого клапана с открыванием 18л и закрытием 18п, и выходящий раствор направляется на смешение с исходной водой и далее - на полив деревьев капельным способом или другими известными способами.d. The passage of water through the installation at a speed of 5 m 3 / hour is carried out for 6 hours. At the same time, at the beginning of the transmission process, for the first 10 minutes, a concentrated solution of mineral fertilizers with a volume of 0.85 m 3 comes out from
Получаемая для орошения смешанная вода содержит суммарно 1,68 г/л (0,024 г-экв/л) комбинированных удобрений и 1,47 г/л (0,024 г-экв/л) солей из числа компонентов исходной минерализованной воды. The mixed water obtained for irrigation contains a total of 1.68 g / l (0.024 g-eq / l) of combined fertilizers and 1.47 g / l (0.024 g-eq / l) of salts from among the components of the initial mineralized water.
Таким образом, весь цикл переработки воды, включая процессы по пп. а. - г. , занимает 8 часов. После осуществления цикла в емкости 24 находится 1,15 м3 раствора минеральных удобрений с концентрацией 150 г/л, а колонны 1 и 2 находятся в форме катионов натрия, кальция и магния и, соответственно, анионов хлора и сульфата из исходной минерализованной воды. В порозном пространстве и свободном объеме в колоннах, а также в трубопроводах содержится 0,85 м3 обработанной воды (до смешения с исходной) с концентрацией 3,36 г/л удобрений (0,048 г-экв/л).Thus, the entire cycle of water processing, including processes according to paragraphs. a. - g., takes 8 hours. After the cycle is completed, a container 24 contains 1.15 m 3 of a mineral fertilizer solution with a concentration of 150 g / l, and
д. В емкость 24 доливают 0,85 м3 пресной воды и дозагружают 135 кг растворимого комбинированного удобрения. С использованием насоса 30 в циркулирующем потоке производят растворение, после чего снова получают 2 м3 раствора, полностью соответствующего по составу раствору минеральных удобрений (150 г/л), полученному в результате выполнения операций по п. а. 0,9N раствору по каждому из полезных компонентов или 1,8 N раствору по сумме катионов или сумме анионов. Указанные операции проводят в течение 0,3 часа.d. In the tank 24 add 0.85 m 3 fresh water and load 135 kg of soluble combined fertilizer. Using pump 30, a dissolution is carried out in a circulating stream, after which again 2 m 3 of a solution is obtained that fully complies with the composition of the mineral fertilizer solution (150 g / l) obtained as a result of performing the operations of item a. 0.9 N solution for each of the useful components or 1.8 N solution for the sum of cations or the sum of anions. These operations are carried out within 0.3 hours.
е. Повторяют все операции по п. б, за исключением того, что в начале процесса из верха колонны 1 выходит обработанный раствор, оставшийся в порозном пространстве и свободном объеме колонн, а также в трубопроводах после выполнения полного цикла операций в соответствии с пп. а.-г. Объем этого раствора 0,85 м3 продолжительность выхода - первые 0,85 часа (51 минута). Датчик 11 настроен так, что указанный объем направляется по трубопроводу 42 в трубопровод 41 для смешения с полученным раствором для орошения, после чего происходит автоматическое переключение открытия выхода клапана 15 с 15л на 15п, и выходящий раствор или суспензия - смесь хлористого натрия, сульфата кальция и сульфата магния - направляется на сброс или утилизацию в специальный бассейн для солнечного упаривания. При этом раствор (пересыщенный по сульфату кальция) или суспензия имеют следующий состав: суммарная концентрация - 110 г/л (1,8 г-экв/л), содержание сульфата кальция - 28 г/л (0,41 г-экв/л), содержание сульфата магния 15 г/л (0,25 г-экв/л), содержание хлорида натрия 67 г/л (1,14 г- экв/л). Объем растворов для сброса или утилизации составляет менее 3% от объема переработанной воды.e. Repeat all operations according to item b, except that at the beginning of the process from the top of the
ж. Повторяют все операции по пп. б. и г. и завершают очередной цикл переработки. g. Repeat all operations in paragraphs. b. and g. and complete the next cycle of processing.
В результате осуществления примера 1 в течение каждых 6-ти часов из соответствующих 8-и, равных одному циклу, с производительностью 10 м3/час получают воду для орошения, содержащую 1,68 кг/м3 минеральных удобрений. Получаемую воду используют для полива плантаций на 300 оливковых деревьев в три приема, соответствующих сезонам полива и подкормки, каждый из которых имеет продолжительность 480 часов (60 циклов работы установки или - 1 месяц при двухсменной работе). При этом указанная плантация полностью обеспечивается минеральными удобрениями (3 раза по 6000 кг) и на 60% обеспечивается поливной водой (3 раза по 3600 м3).As a result of the implementation of example 1 for every 6 hours from the corresponding 8, equal to one cycle, with a capacity of 10 m 3 / hour receive water for irrigation containing 1.68 kg / m 3 of mineral fertilizers. The resulting water is used to irrigate plantations on 300 olive trees in three doses, corresponding to the irrigation and feeding season, each of which has a duration of 480 hours (60 plant operation cycles or - 1 month with two-shift operation). Moreover, this plantation is fully provided with mineral fertilizers (3 times 6000 kg each) and 60% is provided with irrigation water (3 times 3600 m 3 each).
Пример 2. Проводят процесс в соответствии с операциями по пп. а-ж примера 1, за исключением того, что используют исходную воду с общей минерализацией 5,6 г/л при тех же соотношениях компонентов, что и в примере 1, а операции в соответствии с пп. в. и г. проводят описанным ниже способом. Example 2. The process is carried out in accordance with the operations of paragraphs. azh of example 1, except that they use the source water with a total salinity of 5.6 g / l with the same component ratios as in example 1, and the operation in accordance with paragraphs. in. and g. carried out as described below.
в. Поток исходный воды, равный 7 м3/час, с помощью клапана 51 делят на два потока: один из них - поток, равный 5 м3/час, пропускают через колонны 1 и 2, после чего поток полученного раствора объединяют с потоком исходной минерализованной воды, равным 2 м3/час. При этом раствор для орошения (7 м/час) содержит допустимые количества агрохимически вредных и заселяющих почвы ионов хлора и натрия: суммарная концентрация хлористого натрия меньше 1 г/л.in. The feed water stream, equal to 7 m 3 / h, is divided into two streams using valve 51: one of them is a flow equal to 5 m 3 / h, pass through
г. Пропускание воды через установку со скоростью 5 м3/час проводят в течение 3 часов. Получаемая для орошения смешанная вода содержит суммарно 4 г/л комбинированных удобрений и 1,5 г/л солей из числа исходных компонентов исходной минерализованной воды.d. The passage of water through the installation at a speed of 5 m 3 / hour is carried out for 3 hours. The mixed water obtained for irrigation contains a total of 4 g / l of combined fertilizers and 1.5 g / l of salts from among the initial components of the initial mineralized water.
В результате осуществления примера 2 в течение каждых 3-х часов из соответствующих 5-и, равных одному циклу, с производительностью 7 м3/час получают воду для орошения, содержащую 4 кг/м3 минеральных удобрений. Получаемую воду используют для полива плантаций на 3600 оливковых деревьев в три приема, соответствующих сезонам полива и подкормки, каждый из которых имеет продолжительность 450 часов (90 циклов работы установки или - 1 месяц при двухсменной работе). При этом указанная плантация полностью обеспечивается минеральными удобрениями (3 раза по 7500 кг) и на 32% обеспечивается поливной водой (3 раза по 1890 м3).As a result of the implementation of example 2 for every 3 hours from the corresponding 5, equal to one cycle, with a capacity of 7 m 3 / hour receive irrigation water containing 4 kg / m 3 of mineral fertilizers. The resulting water is used to irrigate plantations on 3600 olive trees in three doses, corresponding to the irrigation and feeding season, each of which has a duration of 450 hours (90 plant operation cycles or - 1 month with two-shift operation). Moreover, this plantation is fully provided with mineral fertilizers (3 times 7500 kg each) and 32% is provided with irrigation water (3 times 1890 m 3 each).
Пример 3. Проводят процесс как описано в примере 1, за исключением того, что полученный раствор используют для орошения и подкормки томатов на 15 га защищенного грунта, при следующих нормах подкормки и полива на один агрохимический цикл ( В.И.Пыженков, Овощные культуры защищенного грунта, Л., Лениздат, 1981): среднее суммарное количество удобрений (в расчете на урожайность не менее 10 кг/м2) - 120 г/м2 (1,2 т/га); средняя норма орошения за один цикл 1200 м3/га. В результате выполнения всех операции в соответствии с примером 1 предлагаемого способа указанные томаты на 100% обеспечиваются минеральными удобрениями и на 60% - поливной водой.Example 3. The process is carried out as described in example 1, except that the resulting solution is used for irrigation and top dressing tomatoes on 15 hectares of protected soil, with the following rates of top dressing and watering for one agrochemical cycle (V.I. Pyzhenkov, Vegetable crops protected soil, L., Lenizdat, 1981): the average total amount of fertilizer (based on a yield of at least 10 kg / m 2 ) - 120 g / m 2 (1.2 t / ha); the average irrigation rate per cycle is 1200 m 3 / ha. As a result of all the operations in accordance with example 1 of the proposed method, these tomatoes are 100% provided with mineral fertilizers and 60% with irrigation water.
Пример 4. Проводят процесс на установке, показанной на фиг. 1, с использованием исходной воды и агрикультуры для орошения, как описано в примере 1. Example 4. The process is carried out in the installation shown in FIG. 1, using feed water and agricultural irrigation as described in example 1.
а. В емкость 23 наливают 1 м3 пресной воды и туда же загружают 151 кг хлористого калия и 107 кг хлористого аммония (в расчете на чистые соли). С использованием насоса 29 в циркулирующем потоке воды растворяют все количество удобрений, после чего получают раствор, содержащий следующие концентрации катионов: NH+ - 36 г/л K+ - 80 г/л, что в единицах эквивалентных концентраций соответствует 2N раствору по каждому из полезных компонентов или 4N раствору по сумме катионов.a. 1 m 3 of fresh water is poured into a container 23 and 151 kg of potassium chloride and 107 kg of ammonium chloride (calculated on pure salts) are loaded there. Using pump 29, the entire amount of fertilizers is dissolved in a circulating water stream, after which a solution is obtained containing the following concentration of cations: NH + - 36 g / l K + - 80 g / l, which in units of equivalent concentrations corresponds to a 2N solution for each of the useful components or 4N solution by the sum of cations.
В емкость 24 наливают 1,38 м3 пресной воды и туда же загружают 57,5кг двойного суперфосфата, 57,5кг моногидрофосфата натрия и 176 кг азотнокислого натрия (в расчете на чистые сухие соли). С использованием насоса 30 в циркулирующем потоке воды растворяют все количество удобрений, после чего получают раствор, содержащий следующие концентрации анионов: NO3 - - 93 г/л, HPO4 2- - 72 г/л, что в единицах эквивалентных концентраций соответствует 1,5 N раствору по каждому из полезных компонентов или 3N раствору по сумме анионов. Все указанные операции по п. а. проводят в течение 0,3 часа.1.38 m 3 of fresh water is poured into a container 24 and 57.5 kg of double superphosphate, 57.5 kg of sodium monohydrogen phosphate and 176 kg of sodium nitrate (calculated on pure dry salts) are loaded therein. With the use of pump 30 in a circulating water stream dissolved all the amount of fertilizer, after which a solution containing the following anions concentration: NO 3 - - 93 g / l, HPO 4 2- - 72 g / l, in units of equivalent concentrations corresponding to 1, 5 N solution for each of the useful components or 3N solution for the sum of the anions. All of these operations under item a. spend within 0.3 hours.
б. Раствор из емкости 23 с помощью насоса 29 пропускают через колонну 1 в направлении снизу вверх со скоростью 0,5 м3/час. Процесс пропускания продолжают до обнаружения на выходе из верхней части колонны 1 катионов калия или аммония в концентрациях, превышающих 0,1 г-экв/л (5% от исходных концентраций). Всего пропускают 0,85 м3 раствора в течение 1,7 часов. Получающийся на выходе из колонны 1 раствор хлористого натрия с концентрацией 234 г/л (4 г-экв/л) направляют на смешение с концентратом выходящим из колонны 2, а затем, на сброс или утилизацию в специальный бассейн для солнечного упаривания. Раствор из емкости 24 с помощью насоса 30 пропускают через колонну 2 в направлении снизу вверх со скоростью 0,75 м3/час. Процесс пропускания продолжают до обнаружения на выходе из верхней части колонны 2 ионов калия или аммония в концентрациях, превышающих 0,075 г-экв/л (5% от исходных концентраций). Всего пропускают 1,28 м3 раствора в течение 1,7 часов. Получающийся на выходе из колонны 2 раствор хлористого натрия с концентрацией 175,5 г/л (3 г-экв/л) направляют на смешение с концентратом, выходящим из колонны 1, а затем, получив смешанный концентрат объемом 2,13 м3 с концентрацией хлористого натрия 198,9 г/л (3,4 г-экв/л), на сброс или утилизацию в специальный бассейн для солнечного упаривания. Включают датчики 11, 12, 13 и 14, после чего установка готова к работе.b. The solution from the tank 23 using the pump 29 is passed through the
в. Поток исходный минерализованной воды, равный 10 м3/час, делят на два одинаковых потока по 5 м3/час, один из которых пропускают последовательно через колонны 1 и 2 в направлении сверху вниз в каждой колонне, после этого поток раствора для орошения, прошедшей через установку, объединяют с равным по величине потоком исходной минерализованной воды.in. The initial mineralized water stream equal to 10 m 3 / h is divided into two identical flows of 5 m 3 / h, one of which is passed sequentially through
г. Пропускание воды через установку со скоростью 5 м3/час проводят в течение 6 часов. При этом в начале процесса пропускания, в течение первых 4 минут, из колонны 1 выходит концентрированный раствор минеральных удобрений объемом 0,35 м3, который после процесса по п. б. остается в межзеренном (порозном) пространстве в колонне 1 и в свободном объеме за пределами слоя катионита в колонне 1 и в трубопроводах. Датчик 13 настроен так, что указанный объем направляется обратно в емкость 23, после чего происходит автоматическое переключение клапанов, и выходящий раствор направляется на вход в колонну 2. В течение первых 6 минут, начиная с момента подачи раствора в колонну 2, из нее выходит концентрированный раствор минеральных удобрений объемом 0,5 м3, который после процесса по п. б. остается в межзеренном (порозном) пространстве в колонне 2 и в свободном объеме за пределами слоя анионита в колонне и в трубопроводах. Датчик 14 настроен так, что указанный объем направляется обратно в емкость 24, после чего происходит автоматическое переключение клапанов, и выходящий раствор направляется на смешение с исходной водой и далее - на полив деревьев капельным способом или другими известными способами.d. The passage of water through the installation at a speed of 5 m 3 / hour is carried out for 6 hours. At the same time, at the beginning of the transmission process, for the first 4 minutes, a concentrated solution of mineral fertilizers with a volume of 0.35 m 3 comes out from
д. В емкость 23 доливают 0,5 м3 пресной воды и добавляют 75,5 кг хлористого калия и 53,5 кг хлористого аммония (в расчете на чистые соли). С использованием насоса 29 в циркулирующем потоке производят растворение, после чего снова получают 1 м3 раствора, полностью соответствующего по составу раствору катионных минеральных удобрений, полученному в результате выполнения операций по п. а.: 2N раствор по каждому из полезных компонентов или 4N раствор по сумме катионов. В емкость 24 доливают 0,78 м3 пресной воды и добавляют 37,5 кг двойного суперфосфата, 37,5 кг моногидрофосфата натрия и 114,5 кг азотнокислого натрия (в расчете на чистые сухие соли). С использованием насоса 30 в циркулирующем потоке производят растворение, после чего снова получают 1,38 м3 раствора, полностью соответствующего по составу раствору катионных минеральных удобрений, полученному в результате выполнения операций по п. а.: 1,5N раствор по каждому из полезных компонентов или 3N раствор по сумме анионов. Указанные в п. д. операции проводят в течение 0,3 часа.d. In a container 23 add 0.5 m 3 of fresh water and add 75.5 kg of potassium chloride and 53.5 kg of ammonium chloride (calculated on pure salts). Using pump 29, a dissolution is carried out in a circulating stream, after which again 1 m 3 of a solution is obtained that completely complies with the composition of the solution of cationic mineral fertilizers obtained as a result of operations according to item a: 2N solution for each of the useful components or 4N solution for the sum of cations. 0.78 m 3 of fresh water is added to tank 24 and 37.5 kg of double superphosphate, 37.5 kg of sodium monohydrogen phosphate and 114.5 kg of sodium nitrate (based on pure dry salts) are added. Using pump 30, a dissolution is carried out in a circulating stream, after which again 1.38 m 3 of a solution is obtained that fully complies with the composition of the solution of cationic mineral fertilizers obtained as a result of operations according to item a .: 1.5N solution for each of the useful components or 3N solution by the sum of anions. The operations indicated in p.d. are carried out within 0.3 hours.
е. Повторяют все операции по п. б, за исключением того, что в начале процесса из верха колонн 1 и 2 выходит раствор, оставшийся в порозном пространстве и свободном объеме колонн, а также в трубопроводах после выполнения полного цикла операций в соответствии с пп. а.-г. Объем такого раствора, выходящего из колонны 1 - 0,35 м3, продолжительность выхода - первые 40 минут. Объем такого раствора, выходящего из колонны 2- 0,5 м3, продолжительность выхода - первые 40 минут. Датчики 11 и 12 настроены так, что указанный объемы направляется для смешения с исходной минерализованной водой и получения воды для орошения, после чего происходит автоматическое переключение клапанов, и выходящие раствор или суспензии - смеси хлористого натрия, сульфата кальция и сульфата магния - смешиваются друг с другом, а затем направляются на сброс или утилизацию в специальный бассейн для солнечного упаривания. При этом усредненный раствор с двух колонн (пересыщенный по сульфату кальция) или усредненная суспензия имеют следующий состав: суммарная концентрация - 110 г/л (1,8 г-экв/л), содержание сульфата кальция - 28 г/л (0,41 г-экв/л), содержание сульфата магния 15 г/л (0.25 г-экв/л), содержание хлорида натрия 67 г/л (1,14 г-экв/л). Объем концентрата для сброса или утилизации составляет менее 3% от объема исходной перерабатываемой воды.e. Repeat all operations according to item b, except that at the beginning of the process from the top of
ж. Повторяют все операции по пп. в. и г. и завершают очередной цикл переработки. g. Repeat all operations in paragraphs. in. and g. and complete the next cycle of processing.
В результате осуществления примера 4, как и примера 1, в течение каждых 6-ти часов из соответствующих 8-и, равных одному циклу, с производительностью 10 м3/час получают воду для орошения, содержащую 2 кг/м3 минеральных удобрений. Получаемую воду используют для полива плантаций на 3600 оливковых деревьев в три приема, соответствующих сезонам полива и орошения, каждый из которых имеет продолжительность 480 часов (60 циклов работы установки или - 1 месяц при двухсменной работе). При этом указанная плантация полностью обеспечивается минеральными удобрениями (3 раза по 7200 кг) и на 50% обеспечивается поливной водой (3 раза по 3600 м3). При этом в результате осуществления примера 3 в качестве исходных удобрений берут дешевые хлор- и натрийсодержащие удобрения, а вносят под агрикультуры вместе с водой для орошения раствор бесхлорного комбинированного удобрения, содержащего полезные как катионные, так и анионные компоненты на фоне допустимых и регулируемых концентраций хлорида натрия.As a result of the implementation of example 4, as well as example 1, for every 6 hours from the corresponding 8 equal to one cycle, with a productivity of 10 m 3 / hour, irrigation water containing 2 kg / m 3 of mineral fertilizers is obtained. The resulting water is used to irrigate plantations on 3600 olive trees in three doses, corresponding to the irrigation and irrigation seasons, each of which has a duration of 480 hours (60 plant operation cycles or - 1 month with two-shift operation). Moreover, this plantation is fully provided with mineral fertilizers (3 times 7200 kg each) and 50% is provided with irrigation water (3 times 3600 m 3 each). In this case, as a result of the implementation of Example 3, cheap chlorine and sodium containing fertilizers are taken as initial fertilizers, and a solution of chlorine-free combined fertilizer containing both cationic and anionic components against acceptable and controlled concentrations of sodium chloride is added together with water for irrigation to agriculture. .
Пример 5. Проводят процесс в соответствии с п.п. а-ж. примера 1, за исключением того, что поток не делят на две части, как в п.в примера 1 - весь поток 10 м3/час пропускают через установку, показанную на фиг. 1, а также за исключением того, что в качестве исходной воды берут пресную воду с общей минерализацией 0,5 г/л, а в качестве минеральных удобрений используют комбинированное растворимое минеральное удобрение Solufeed212 (с соотношением N: P:К = 2:1:2), из числа выпускаемых специально для технологии фертигации фирмой Solufeed Ltd. (Англия), а полученный раствор используют для орошения и подкормки сладкого перца на 10 га защищенного грунта, при следующих нормах подкормки и полива на один агрохимический цикл (120 дней): среднее суммарное количество удобрений - 100 г/м2 (1 т/га); средняя норма орошения за один агрохимический цикл 2000 м3/га. При этом получаемый в соответствии с п. г) примера 1 раствор для орошения и внесения удобрений содержит 0,5 г/л комбинированных удобрений. При этом в отличие от п. г) примера 1 в данном примере пропускание исходной воды со скоростью 10 м3/час проводят в течение 18 часов, а общий ионообменный цикл переработки воды, включая процессы обработки катионита и анионита, длится 20 часов. В результате выполнения всех операции в соответствии с примером 1 предлагаемого способа перец на 100% обеспечивается минеральными удобрениями и на 100% - поливной водой.Example 5. The process is carried out in accordance with paragraphs. well of example 1, except that the flow is not divided into two parts, as in
Пример 6. Проводят процесс в соответствии с п.п. а.- ж. примера 4, за исключением того, что поток не делят на две части как в п.в примера 4 - весь поток 10 м3/час пропускают через установку, показанную на фиг. 1, а также за исключением того, что в качестве исходной воды берут пресную воду с общей минерализацией 0,5 г/л, а полученный раствор используют для орошения и подкормки сладкого перца на защищенном грунте, при соблюдении режимов пропускания исходной воды через установку, а также при нормах подкормки и полива на один агрохимический цикл, указанных в примере 5. В результате выполнения всех операции в соответствии с примером 4 предлагаемого способа перец на 100% обеспечивается поливной водой и, как и в примере 5, он обеспечивается на 100% полноценными минеральными удобрениями, не содержащими ионов хора и натрия. Однако по сравнению с примером 5 стоимость использованных в данном примере исходных минеральных удобрений существенно (в 2-5 раз) меньше.Example 6. The process is carried out in accordance with paragraphs. A.-. Example 4, except that the flow is not divided into two parts as in
Пример 7. Проводят процесс на установке, показанной на фиг.1, с использованием дополнительного узла для подачи исходной воды, показанного на фиг. 3. В качестве исходной воды используют пресную воду с тем же соотношением концентраций солей натрия, кальция и магния, что и в примере 1, но с исходной минерализацией 0,25 г/л (4,1•10-3 г-экв/л). Проводят процесс в соответствии с пп. а.- е. примера 1 за исключением того, что поток не делят на две части как в п. в примера 1 - весь поток 10 м3/час в течение 36 часов пропускают через установку, показанную на фиг.1, а также за исключением того, что при пропускании обрабатывающего раствора минеральных удобрений через колонны 1 и 2 (фиг.1) в соответствии с п. е примера 1, выходящий через выход 15п раствор или суспензия - смесь хлористого натрия, сульфата кальция и сульфата магния - не весь направляется в трубопровод 40 на сброс или утилизацию, а часть его направляется в трубопровод 58 (фиг.3) и далее в накопительную емкость концентрата 56 (закрытием клапана 62 и открытием клапана 61). Из объема сбросного концентрата 0,85 м3, получаемого в каждом цикле обработки ионитов, объем, равный 0,41м3 собирают в накопительной емкости 56. Указанный концентрат имеет следующий состав: суммарная концентрация солей -1 г/л (1,8 г-экв/л), содержание сульфата кальция - 28 г/л (0,41 г-экв/л), сульфата магния 15 г/л (0,25 г-экв/л), хлорида натрия - 67 г/л (1,14 г-экв/л). Следующий цикл пропускания исходного раствора (со скоростью 10 м3/час) через установку проводят 18 часов при открытом клапане 60 (фиг.3) и равномерной инжекции в поток исходного раствора концентрата из емкости 56 со скоростью 22,78 л/час. При этом общая минерализация пропускаемого через установку раствора становится равной 0,5 г/л как в примере 5. Далее повторяют операции по подготовке обрабатывающего раствора (0,3 часа), обработки ионитов (1,7 часа со скоростью 1 м3/час) с отбором 0,41 м3 в емкость 56 и пропускания исходного раствора через установку (18 часов со скоростью 10 м3/час) при предварительной равномерной инжекции концентрата (18 часов со скоростью 22,78 л/час) с получением раствора для орошения с содержанием минеральных удобрений 0,5 г/л. Получаемый раствор используют как в примере 5 для орошения и подкормки сладкого перца на 10 га защищенного грунта. В результате выполнения всех операций в соответствии с примером 1 предлагаемого способа перец на 100% обеспечивается минеральными удобрениями и на 100% - поливной водой.Example 7. The process is carried out in the installation shown in FIG. 1, using an additional unit for supplying the source water shown in FIG. 3. As the source water using fresh water with the same ratio of concentrations of sodium, calcium and magnesium salts as in example 1, but with an initial mineralization of 0.25 g / l (4.1 • 10 -3 g-equiv / l ) Carry out the process in accordance with paragraphs. A.-e. of example 1 except that the stream is not divided into two parts as in item in example 1 - the entire stream of 10 m 3 / hour for 36 hours is passed through the installation shown in figure 1, as well as except that when passing the processing solution of mineral fertilizers through
Пример 8. Проводят процесс как описано в примере 7 за исключением того, что из объема сбросного концентрата 0,85 м3 (1,8 г-экв/л), получаемого в каждом цикле обработки ионитов, объем, равный 0,73 м3, собирают в емкости 56. В каждом цикле исходный раствор пропускают через установку со скоростью 5 м3/час в течение 6 часов при открытом клапане 60 (фиг.3) и равномерной инжекции в поток исходного раствора концентрата из емкости 56 со скоростью 121,67 л/час. При этом общая минерализация пропускаемого через установку раствора становится равной 2,95 г/л как в примере 1. Далее повторяют операции по подготовке обрабатывающего раствора (0,3 часа), обработки ионитов (1,7 часа со скоростью 1 м3/час) с отбором 0,73 м3 сбросного концентрата в емкость 56 и пропускания исходного раствора через установку (6 часов со скоростью 5 м3/час) при предварительной равномерной инжекции концентрата (6 часов со скоростью 122,67 л/час) с получением раствора для орошения с содержанием минеральных удобрений 2,95 г/л. Перед орошением поток обработанной воды, прошедшей через установку, объединяют с потоком 15 м3/час исходной необработанной воды. Получаемый раствор используют как в примере 1 для орошения оливковых деревьев при нормах полива и подкормки: на одно взрослое дерево 6 м3 воды и 6 кг комбинированных удобрений в три приема. В результате осуществления примера 8 в течение каждых 6-ти часов из соответствующих 8-и, равных одному циклу, с производительностью 20 м3/час получают воду для орошения, содержащую 1 кг/м3 минеральных удобрений. Получаемую воду используют для полива плантаций на 3600 оливковых деревьев в три приема, соответствующих сезонам полива и орошения, каждый из которых имеет продолжительность 480 часов (60 циклов работы установки или - 1 месяц при двухсменной работе). При этом указанная плантация на 100% обеспечивается минеральными удобрениями (3 раза по 7200 кг) и на 100% обеспечивается поливной водой (3 раза по 7200 м3).Example 8. The process is carried out as described in example 7 except that from the volume of waste concentrate 0.85 m 3 (1.8 g-equiv / l) obtained in each cycle of treatment of ion exchangers, a volume equal to 0.73 m 3 are collected in a
Установка для получения раствора минеральных удобрений на основе минерализованной и/или пресной воды включает ионообменный узел, состоящий из двух вертикальных, наполненных соответственно катионитом и анионитом, колонн 1 и 2, снабженных верхними и нижними патрубками 3, 4 и 5, 6 с соединенными с ними трубопроводами контроля концентрации 7,8,9, 10, каждый из которых имеет датчик концентрации соответственно II, 12, 13, 14 и двухходовой клапан, соответственно, 15, 16, 17, 18, установленный на конце каждого трубопровода. Нижний патрубок 5 колонны 1 соединен с верхним патрубком 4 колонны 2 трубопроводом 19, снабженным клапаном 20. Нижний патрубок 6 колонны 2 соединен с верхним патрубком 3 колонны 1 трубопроводом 21, снабженным клапаном 22. The installation for producing a solution of mineral fertilizers based on mineralized and / or fresh water includes an ion-exchange unit, consisting of two vertical columns respectively filled with cation exchange resin and
Установка также включает два узла подачи обрабатывающих растворов, состоящих каждый из емкости 23 и 24 с входным и выходным патрубками, соответственно, 25, 26 и 27, 28, насоса 29 и 30, трубопровода подачи раствора, соответственно, 31 и 32 с клапаном, соответственно, 33 и 34 и трубопровода возврата раствора, соответственно, 35 и 36. При этом трубопровод подачи раствора 31 с одной стороны соединен через насос 29 с выходным патрубком 26 емкости 23, а с другой стороны с нижним патрубком 5 колонны 1, а трубопровод возврата раствора 35 соединен с одной стороны с входным патрубком 25 емкости 23, а с другой стороны с двухходовым клапаном 17 трубопровода контроля концентрации 9 нижней части колонны 1. При этом также трубопровод подачи раствора 32 с одной стороны соединен через насос 30 с выходным патрубком 28 емкости 24, а с другой стороны с нижним патрубком 6 колонны 2, а трубопровод возврата раствора 36 соединен с одной стороны с входным патрубком 27 емкости 24, а с другой стороны с двухходовым клапаном 18 трубопровода контроля концентрации 10 нижней части колонны 2. The installation also includes two nodes for supplying processing solutions, each consisting of a container 23 and 24 with inlet and outlet nozzles, respectively, 25, 26 and 27, 28, a pump 29 and 30, a solution supply pipeline, respectively, 31 and 32 with a valve, respectively , 33 and 34 and the solution return pipe, respectively, 35 and 36. In this case, the solution delivery pipe 31 is connected on one side through the pump 29 to the outlet pipe 26 of the vessel 23 and, on the other hand, to the
Установка также включает линию подачи исходной воды 37, соединенную через клапаны 38 и 39 с верхними патрубками 3 и 4, соответственно, колонны 1 и 2, линию отвода концентрата 40, соединенную с двухходовыми клапанами 15 и 16 трубопроводов контроля концентрации 7 и 8 верхней части колонн 1 и 2. Установка также включает линию отвода готового продукта 41, снабженную системой трубопроводов 42, 43, 44 и 45, каждый из которых подключен к одному из выходов соответственно, двухходовых клапанов 15, 17, 18, 16 трубопроводов контроля концентрации, соответственно, 7,9, 10 и 8. The installation also includes a source
Кроме того, каждый узел подачи обрабатывающего раствора снабжен дополнительным трубопроводом возврата, соответственно, 46 и 47 с клапаном, соответственно, 48 и 49, один конец которого соединен с трубопроводом подачи раствора, соответственно, 31 и 32, а другой с емкостью, соответственно 23 и 24. In addition, each processing solution supply unit is equipped with an additional return pipe, 46 and 47, respectively, with a valve, 48 and 49, respectively, one end of which is connected to the solution supply pipe, 31 and 32, respectively, and the other, with a capacity of 23 and 24.
Также линия подачи исходной воды 37 содержит дополнительный трубопровод 50 с клапаном 51, один конец которого соединен с указанной линией 37, а другой - с линией готового продукта 41. Also, the feed
В одном из вариантов изобретения ионообменный узел установки дополнительно содержит вертикальные, наполненные катионитом и анионитом колонны, образующие соответственно первую и вторую группу колонн. При этом колонны каждой группы соединены в верхней и нижней частях коллекторами 52, 53 и 54, 55 (фиг. 2). Коллекторы имеют, соответственно, верхние 3,4 и нижние 5,6 патрубки, при этом верхний патрубок 3 первой группы соединен нижним патрубком 6 второй группы, а верхний патрубок 4 второй группы соединен с нижним патрубком 5 первой группы. In one embodiment of the invention, the ion-exchange unit of the installation further comprises vertical columns filled with cation exchanger and anion exchanger, forming respectively the first and second group of columns. In this case, the columns of each group are connected in the upper and lower parts by
Количество колонн первой и второй групп определяется из следующего соотношения
nк/nа = Vа•qа/Vк•qк,
где nк и nа - количесттво колонн, наполненных соответственно катионитом и анионитом;
Vк и Vа - полезный объем каждой колонны с катеонитом и анионитом соответственно;
qк и qа - объемная емкость используемого катионита и анионита соответственно.The number of columns of the first and second groups is determined from the following ratio
n k / n a = V a • q a / V k • q k ,
where n k and n a are the number of columns filled respectively with cation exchanger and anion exchanger;
V to and V a - the useful volume of each column with cateonite and anion exchange resin, respectively;
q k and q and - volume container used cation exchanger and the anion exchanger, respectively.
Установка дополнительно содержит накопительную емкость концентрата 56 с входным и выходным патрубками, инжектор 57, трубопровод 58 возврата концентрата, сливной трубопровод 59 и три клапана соответственно 60, 61, 62. Кроме того, установка содержит клапан 63, установленный на линии подачи исходной воды 37, и байпасный трубопровод 64, на котором устаановлен инжектор 57. При этом один конец трубопровода 58 возврата концентрата соединен с входным патрубком накопительной емкости 56, а другой через клапаны соответственно 61 и 62 с линией отвода концентрата 40, выходной патрубок накопительной емкости 56 соединен сливным трубопроводом 59 через клапан 60 с инжектором 57. Концы байпасного трубопровода 64 соединены с линией подачи исходной воды 37, а клапан 63 расположен между концами указанного байпасного трубопровода 64. The installation further comprises a
Установка в режиме последовательной обработки катионита и анионита обрабатывающим раствором удобрений работает следующим образом. В емкости 24 с помощью насоса 30 с использованием пресной воды и растворимых минеральных удобрений готовится обрабатывающий раствор удобрений. При этом открыт клапан 49 и закрыт клапан 34. Готовый раствор подается из емкости 24 насосом 30 последовательно через колонны 2 и 1 и далее на сброс через линию отвода концентрата 40. При этом открыты клапаны 34, 20, а двухходовой клапан 15 с датчиком 11 настроены так, что при прохождении концентрированного раствора открывается правый выход двухходового клапана 15п, соединенный с линией 40. Закрыты клапаны 49, 22, левый выход двухходового клапана 15л и оба выхода двухходового клапана 16. После отработки катионита и анионита, критерием окончания которого является независимый анализ проскока ионов из состава минеральных удобрений (не более 10% от исходной концентрации) или завершение соответствующего временного этапа по управляющим циклограммам, в ручном или автоматическом режиме происходит переключение клапанов для проведения стадии пропускания исходной минерализованной и/или пресной воды и получения раствора минеральных удобрений. Открываются клапаны 38, 20, выход 18л и закрываются клапаны 22 и выход 15п. Должны быть также закрыты клапаны 39, выход 15л, и полностью двухходовые клапаны 16,17 и 18п. Исходную воду пропускают в направлении, противоположном направлению пропускания обрабатывающего раствора последовательно через колонны с катионитом 1 и анионитом 2. Пропускание исходной воды и получение раствора минеральных удобрений продолжают не дольше, чем в полученном растворе минеральных удобрений, предназначенном для орошения, суммарная концентрация катионов и анионов, входящих в состав этих удобрений, снизится на 50%. После установления стабильного режима работы установки окончание пропускания определяется по временным циклограммам для автоматического управления. В начале стадии пропускания исходной воды через катионит и анионит в колоннах 1 и 2 над слоями и под слоями ионитов, а также в межзеренном пространстве (порозности) остается обрабатывающий раствор, поэтому коммутация потоков после колонны 2 регулируется датчиком концентрации 14 (измерения проводятся по электропроводности) в соответствии с режимами, показанными в табл. 1. По сигналу датчика концентрации 14 концентрированный раствор - обрабатывающий раствор, возвращается в емкость 24 по трубопроводу контроля концентрации 10 и трубопроводу возврата обрабатывающего раствора 36, а выходящий затем разбавленный раствор минеральных удобрений направляется через трубопровод 44 в линию отвода готового продукта 41 ( раствора для орошения). Installation in the sequential treatment of cation exchange resin and anion exchange resin with a fertilizer treatment solution works as follows. In the tank 24 using a pump 30 using fresh water and soluble mineral fertilizers preparing a processing solution of fertilizers. In this case,
Повторяют стадии приготовления раствора минеральных удобрений, и обработки анионита и катионита в колоннах 2 и 1. При этом в начале стадии обработки катионита и анионита обрабатывающим (концентрированным) раствором минеральных удобрений в колоннах над слоями и под слоями ионитов, а также в порозном пространстве ионитов остается разбавленный раствор минеральных удобрений на основе исходной воды с минерализацией, соответствующей минерализации исходной воды, поэтому коммутация потоков после колонны 1 регулируется датчиком концентрации 11. По сигналу датчика 1] (в соответствии с режимами, показанными в табл. 1), разбавленный раствор через трубопроводы 7, 42 направляется в линию отвода готового продукта 41 - раствора для орошения, а выходящий затем концентрированный раствор хлористого натрия направляется на сброс и утилизацию ( в линию отвода концентрата 40 ). Далее повторяют все указанные операции, и процесс, таким образом, осуществляют в периодическом режиме в соответствии с режимами управления клапанами, приведенными в табл. 1. The stages of preparation of a solution of mineral fertilizers and the processing of anion exchange resin and cation exchange resin in
Установка в режиме параллельной обрааботки катионита и анионита обрабатывающим раствором удобрений работает следующим образом. В емкости 23 с помощью насоса 29 и в емкости 24 с помощью насоса 30 с использованием пресной воды и растворимых минеральных удобрений готовится обрабатывающий раствор удобрений. При этом открыты клапаны 48 и 49 и закрыты клапаны 33 и 34. Готовый раствор подается из емкости 23 насосом 29 через колонну 1 и далее на сброс через линию отвода концентрата 40. При этом открыт клапан 33, а двухходовой клапан 15 с датчиком 11 настроен так, что при прохождении концентрированного раствора открывается правый выход двухходового клапана 15п, соединенный с линией 40. Закрыты клапаны 48, 20, левый выход двухходового клапана 15л и оба выхода двухходового клапана 17. Готовый раствор из емкости 24 подается насосом 30 через колонну 2 и далее на сброс через линию отвода концентрата 40. При этом открыт клапаны 34, а двухходовой клапан 16 с датчиком 12 настроен так, что при прохождении концентрированного раствора открывается левый выход двухходового клапана 16л, соединенный с линией 40. Закрыты клапаны 49, 22, правый выход двухходового клапана 16п и оба выхода двухходового клапана 18. Installation in parallel processing of cation exchange resin and anion exchange resin with a fertilizer treatment solution works as follows. In the tank 23 using the pump 29 and in the tank 24 using the pump 30 using fresh water and soluble mineral fertilizers preparing the processing solution of fertilizers. In this case,
После обработки катионита и анионита, критерием окончания которой является независимый анализ проскока ионов из состава минеральных удобрений (не более 10% от исходной концентрации) или завершение соответствующего временного этапа по управляющим циклограммам, в ручном или автоматическом режиме происходит переключение клапанов для проведения стадии пропускания исходной минерализованной и/или пресной воды и получения раствора минеральных удобрений. Открываются клапаны 38, 20, выход 18л и закрываются клапаны 22 и выход 15п. Должны быть также закрыты клапаны 39, выходы 15л, 18п и полностью двухходовые клапаны 16 и 17. Исходную воду пропускают в направлении, противоположном направлению пропускания обрабатывающего раствора последовательно через колонны с катионитом 1 и анионитом 2. Пропускание исходной воды и получение раствора минеральных удобрений продолжают не дольше, чем в полученном растворе минеральных удобрений, предназначенном для орошения, суммарная концентрация катионов и анионов, входящих в состав этих удобрений, снизится на 50%. После установления стабильного режима работы установки окончание пропускания определяется по циклограммам для автоматического управления. В начале стадии пропускания исходной воды через катионит и анионит в колоннах 1 и 2 над слоями и под слоями ионитов, а также в межзеренном пространстве (порозности) остается обрабатывающий раствор, поэтому коммутация потоков после ионообменных колонн 1 и 2 регулируется датчиками концентрации 13 и 14 (измерения проводятся по электропроводности) в соответствии с режимами переключения клапанов, показанными в табл. 2. After processing the cation exchange resin and anion exchange resin, the end criterion of which is an independent analysis of the breakthrough of ions from the composition of mineral fertilizers (not more than 10% of the initial concentration) or the completion of the corresponding time stage according to control cyclograms, the valves are switched in manual or automatic mode to carry out the transmission stage of the initial mineralized and / or fresh water and obtaining a solution of mineral fertilizers. The
В начале первого этапа (в 1-й части первого этапа) по сигналу датчика концентрации 13 концентрированный раствор - обрабатывающий раствор полезных катионов, возвращается в емкость 23 по трубопроводу контроля концентрации 9 и трубопроводу возврата обрабатывающего раствора 35, после чего начинается 2-ая часть первого этапа, когда выходящий из колонны 1 разбавленный раствор направляется через трубопровод 20 на колонну 2 после которой далее по сигналу датчика концентрации 14 концентрированный раствор - обрабатывающий раствор полезных анионов, возвращается в емкость 24 по трубопроводу контроля концентрации 10 и трубопроводу возврата обрабатывающего раствора 36. После окончания первого этапа, когда через трубопровод контроля концентрации нначнет проходить разбавленный раствор минеральных удобрений, по сигналу датчика 14, указанный раствор по трубопроводу 44 поступает в линию отвода готового продукта 41 ( раствора для орошения). At the beginning of the first stage (in the first part of the first stage), according to the signal from the
Установка может функционировать и при пропускании исходной воды в направлении от колонны с анионитом 2 к колонне с катионитом 1. Внутри ионообменного узла направление пропускания исходной воды остается противоположным направлению пропускания обрабатывающих растворов. Работа установки в этом случае определяется (по аналогии с изложенным выше) режимами переключения клапанов, показанными в табл. 2. The installation can also function when the source water is passed in the direction from the column with
Возможен режим работы установки, в котором исходная вода делится на две части, одна часть пропускается через ионообменный узел установки, а другая часть объединяется с готовым продуктом. В этом случае разделение потока регулируется клапаном 51. A plant operation mode is possible in which the source water is divided into two parts, one part is passed through the ion-exchange unit of the installation, and the other part is combined with the finished product. In this case, the flow separation is controlled by valve 51.
Повторяют стадии приготовления раствора минеральных удобрений и обработки анионита и катионита в колоннах 2 и 1. При этом в начале стадии обработки катионита и анионита обрабатывающим (концентрированным) раствором минеральных удобрений в колоннах над слоями и под слоями ионитов, а также в порозном пространстве ионитов остается разбавленный раствор минеральных удобрений на основе исходной воды с минерализацией, соответствующей минерализации исходной воды, поэтому коммутация потоков после колонны 1 регулируется датчиком концентрации 11. По сигналу датчика 11 (в соответствии с режимами, показанными в табл. 2), разбавленный раствор через трубопроводы 7, 42 направляется в линию отвода готового продукта 41 - раствора для орошения, а выходящий затем концентрированный раствор хлористого натрия направляется на сброс и утилизацию (в линию отвода концентрата 40). По сигналу датчика 12 (в соответствии с режимами, пооказанными в табл. 2), разбавленный раствор через трубопроводы 8, 45 направляется в линию отвода готового продукта 41 - раствора для орошения, а выходящий затем концентрированный раствор хлористого натрия направляется на сброс и утилизацию (в линию отвода концентрата 40). Далее повторяют все указанные операции, и процесс таким образом осуществляют в периодическом режиме в соответствии с режимами управления клапанами, приведенными в Таблице 2. The stages of preparation of a solution of mineral fertilizers and processing of anion exchange resin and cation exchange resin in
При использовании исходной пресной воды для обеспечения баланса количеств воды для орошения в получаем растворе минеральных удобрений и количеств вносимых при этом удобрений возможен режим работы установки с непрерывным повышением минерализации исходной воды за счет использования части концентрата, направляемого на сброс. Для этого используют установку, как показано на фиг. 1, с дополнительным устройством, показанным на фиг.3. В каждом цикле работы установки поток концентрата с помощью клапанов 61 и 62 делят на части, часть концентрата направляют на сброс через линию отвода концентрата 40, как было описано выше, а часть по трубопрроводу возврата концентрата 58 в накопительную емкость концентрата 56. Закрывают клапан 63 (фиг.З) на линии исходной воды 37, и исходную воду пускают через байпасный трубопровод 64, на котором установлен инжектор 57. Регулируют открытие клапана 60, установленного на трубопроводе 59 так, чтобы в ходе подачи исходной воды в нее через инжектор 57 равномерно подавалось рассчитанное количество концентрата. When using the source of fresh water to ensure a balance of the amounts of water for irrigation in the resulting solution of mineral fertilizers and the amount of fertilizer applied, it is possible to operate the plant with a continuous increase in the salinity of the source water by using part of the concentrate directed to the discharge. To do this, use the installation, as shown in FIG. 1, with the additional device shown in FIG. 3. In each operation cycle of the installation, the concentrate
Предлагаемый способ и установка для его осуществления за счет использования специальных приемов позволяют расширить круг исходных вод для получения растворов минеральных удобрений, предназначенных для орошения и одновременного внесения удобрений, и делает возможным использование минерализованных вод. Способ позволяет существенно (в 2-5 раз) удешевить получение растворов минеральных удобрений за счет исключения из процесса подготовки растворов минеральных удобрений стадии опреснения, а также за счет обеспечения возможности использования более дешевых и низкосортных удобрений. The proposed method and installation for its implementation through the use of special techniques allow you to expand the range of source water to obtain solutions of mineral fertilizers intended for irrigation and simultaneous application of fertilizers, and makes it possible to use mineralized water. The method allows to significantly (2-5 times) reduce the cost of obtaining solutions of mineral fertilizers by eliminating the desalination stage from the process of preparing mineral fertilizer solutions, and also by making it possible to use cheaper and low-grade fertilizers.
Claims (18)
nk/na = Vа•gа/Vk•gk,
где nk и na - количество колонн, наполненных соответственно катионитом и анионитом;
Vk и Vа - полезный объем каждой колонны с катионитом и анионитом соответственно;
gk и gа - объемная емкость используемого катионита и анионита соответственно.15. Installation according to 14, characterized in that the number of columns of the first and second groups is determined from the following ratio
n k / n a = V a • g a / V k • g k ,
where n k and n a are the number of columns filled respectively with cation exchange resin and anion exchange resin;
V k and V a - the useful volume of each column with cation exchange resin and anion exchange resin, respectively;
g k and g a are the volumetric capacities of the used cation exchanger and anion exchanger, respectively.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU98102259A RU2138149C1 (en) | 1998-02-17 | 1998-02-17 | Method and apparatus for producing mineral fertilizer solution on the base of mineralized and/or sweet water |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU98102259A RU2138149C1 (en) | 1998-02-17 | 1998-02-17 | Method and apparatus for producing mineral fertilizer solution on the base of mineralized and/or sweet water |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2138149C1 true RU2138149C1 (en) | 1999-09-27 |
Family
ID=20202044
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU98102259A RU2138149C1 (en) | 1998-02-17 | 1998-02-17 | Method and apparatus for producing mineral fertilizer solution on the base of mineralized and/or sweet water |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2138149C1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2680050C1 (en) * | 2018-04-26 | 2019-02-14 | Общество с ограниченной ответственностью "НьюКем Текнолоджи" | Method of processing natural saltish water with obtaining solutions of complex mineral fertilizers and installation for its implementation (options) |
RU2682620C1 (en) * | 2018-04-26 | 2019-03-19 | Общество с ограниченной ответственностью "НьюКем Текнолоджи" | Method of processing natural brackish waters with production of solutions of mineral fertilizers, plant for realizing said method and ion-exchange unit |
RU2686147C1 (en) * | 2018-04-26 | 2019-04-24 | Общество с ограниченной ответственностью "НьюКем Текнолоджи" | Method for processing natural brackish water on ionites with obtaining solutions of complex mineral fertilizers and installation for its implementation (versions) |
-
1998
- 1998-02-17 RU RU98102259A patent/RU2138149C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Грамматикати О.Г. и др. Роль микро- и макроудобрений в улучшении оросительных свойств минерализованных вод. В: Повышение качества оросительной воды. - М.:ВО "Агропромиздат", 1990, с.41-45. US 5227068 A (ЕСO-SOiL SYCTEMS, lNC), 13.07.93. * |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2680050C1 (en) * | 2018-04-26 | 2019-02-14 | Общество с ограниченной ответственностью "НьюКем Текнолоджи" | Method of processing natural saltish water with obtaining solutions of complex mineral fertilizers and installation for its implementation (options) |
RU2682620C1 (en) * | 2018-04-26 | 2019-03-19 | Общество с ограниченной ответственностью "НьюКем Текнолоджи" | Method of processing natural brackish waters with production of solutions of mineral fertilizers, plant for realizing said method and ion-exchange unit |
RU2686147C1 (en) * | 2018-04-26 | 2019-04-24 | Общество с ограниченной ответственностью "НьюКем Текнолоджи" | Method for processing natural brackish water on ionites with obtaining solutions of complex mineral fertilizers and installation for its implementation (versions) |
WO2019209141A1 (en) * | 2018-04-26 | 2019-10-31 | Общество с ограниченной ответственностью "НьюКем Текнолоджи" | Method, apparatus and ion-exchange unit for treating water |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Rusan et al. | Long term effect of wastewater irrigation of forage crops on soil and plant quality parameters | |
El Diwani et al. | Recovery of ammonia nitrogen from industrial wastewater treatment as struvite slow releasing fertilizer | |
RU2281255C1 (en) | Method of treatment of brackish water including water of high hardness and plant for realization of this method | |
AU2011276207A1 (en) | A method for removing ammonium nitrogen from organic waste water comprising liquid manure | |
Soliman et al. | Salinity and mineral nutrition effects on growth and accumulation of organic and inorganic ions in two cultivated tomato varieties | |
RU2138149C1 (en) | Method and apparatus for producing mineral fertilizer solution on the base of mineralized and/or sweet water | |
Bar-Tal et al. | Practices that simultaneously optimize water and nutrient use efficiency: Israeli experiences in fertigation and irrigation with treated wastewater | |
US20220250947A1 (en) | Water treatment method to generate fertilization or fertigation product | |
CN104843840A (en) | Agricultural bitter water sub-desalting treatment and integrated water-fertilizer-pesticide irrigation system | |
CN209702352U (en) | A kind of integrated regulation device of industrialized agriculture liquid manure salt input | |
RO132251B1 (en) | Process and plant for treating water used in agriculture | |
US4576627A (en) | Method of providing fertilizer from brines | |
RU2682620C1 (en) | Method of processing natural brackish waters with production of solutions of mineral fertilizers, plant for realizing said method and ion-exchange unit | |
RU2680050C1 (en) | Method of processing natural saltish water with obtaining solutions of complex mineral fertilizers and installation for its implementation (options) | |
Bassiouny et al. | Investigating the potential of growing crops hydroponically utilizing feed and draw solutions from fertilizer drawn forward osmosis | |
CN104150696A (en) | N and P recovery device and method in sewage | |
López-Aguirre et al. | Salt leaching process in an alkaline soil treated with elemental sulphur under dry tropic conditions | |
CN209721657U (en) | A kind of integrated regulation device of industrialized agriculture liquid manure salt ion input | |
Koe et al. | Nutrient recovery from freshwater aquaculture effluent by employing seawater driven zeolite-assisted forward osmosis process | |
US3019183A (en) | Method of softening water by ion exchange | |
RU2686147C1 (en) | Method for processing natural brackish water on ionites with obtaining solutions of complex mineral fertilizers and installation for its implementation (versions) | |
DE2050029A1 (en) | Process and device for the regeneration of cationic and anionic ion exchange resins with concentrated acids or bases | |
CN109293440A (en) | A kind of fertilizer containing humic acid liquid and preparation method thereof derived from drinking water resource | |
Kiflu | Research Article Gypsum and Water Level Effects on Central Rift Valley Sodic Soils of Ethiopia | |
AU2010100103A4 (en) | Formation water disposal system |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20100218 |