一种灌溉微咸水处理装置的制作方法

1.本发明属于农业灌溉及水处理技术领域，具体涉及一种灌溉微咸水处理装置。


背景技术：

2.我国地下微咸水资源丰富，在淡水资源不足的地区，通常采用微咸水进行灌溉。然而，微咸水在为作物提供水分的同时将盐分带入土壤，对作物产生不同程度的盐分胁迫。最新的研究结果表明，微咸水的矿化度能够降低微咸水溶氧能力，长期使用高矿化度微咸水进行灌溉，不但会增加土壤盐分，而且会严重减少作物根际土壤溶氧量，威胁作物生长。铁镁锌是植物生长不可或缺的微量元素，其含量多少直接影响作物产量和质量。铁是植物有氧呼吸的酶的重要组成物质，所以铁参与呼吸作用和叶绿素的形成，是植物能量代谢的重要物质，缺铁影响植物生理活性，也影响养分吸收。镁能促进光合作用提高、促进磷的吸收。当作物缺镁时，叶尖和叶缘的脉间色泽变淡，严重时会导致叶片枯萎、脱落。大棚作物施用镁肥会促进光合作用，增加叶绿素，从而达到增产增收的目的。锌是作物体内氧化还原的催化剂，有促使细胞呼吸和促进生长素形成等作用，缺锌时叶片细小、畸形。目前农业生产中，主要通过施肥改变微量元素含量，过程繁琐，费时费力，且浪费现象严重，经济效益较低。
3.随着科学技术的不断发展，去电子水处理技术在灌溉方面的应用引起了人们的广泛关注。研究表明，微咸水经过去电子化处理之后，虽然其盐分总量没有降低，但是盐分离子活度降低，进而降低盐分离子对土壤结构和作物根系的危害。
4.综上所述，微咸水的微量元素化处理、磁化处理以及去电子处理是非常有必要的，但去电子装置、磁化装置与微量元素化处理装置安装分布不合理，导致装置结构复杂、处理效果不佳等问题又亟待解决。因此，将最新的水处理技术，包括微量元素化处理技术、磁化水技术、去电子技术等，高效地应用到微咸水处理中，提供一种经济节能、性能稳定、结构简单、安装方便的一体装置是灌溉技术发展的必然要求。


技术实现要素：

5.本发明的目的是提供一种灌溉微咸水处理装置，解决了现有技术中传统农业灌溉装置结构复杂不合理，水处理不充分、不均匀的问题。
6.本发明所采用的技术方案是，一种灌溉微咸水处理装置，包括有放置在大地表面上的装置壳体单元，装置壳体单元内按照水流方向依次设置有过滤网一、微量元素化处理组件、压板一、磁化组件、压板二、石墨烯组件及过滤网二；
7.还包括有与大地连接的接地铜棒，接地铜棒棒体上设置有接线柱二，装置壳体单元上设置有接线柱一，接线柱一与接线柱二通过接地导线连接；
8.压板一及压板二上均设置有若干通孔，以便水流通过。
9.本发明的特征还在于，
10.装置壳体单元包括有套筒状外壳；套筒状外壳的一端端口依次连接有变径接口一及入水端法兰，套筒状外壳的另一端端口依次连接有变径接口二及出水端法兰；入水端法
兰端面中心处开有入水口，出水端法兰端面中心处开有出水口；套筒状外壳外壁上套有u形管卡一及u形管卡二，u形管卡一及u形管卡二均安装在绝缘板上，绝缘板放置在大地表面上；接线柱一设置在变径接口二外壁上；套筒状外壳为不锈钢套筒状外壳；入水端法兰和出水端法分别安装在变径接口一及变径接口二处，便于连接进出水管道。
11.过滤网一、微量元素化处理组件、压板一、磁化组件、压板二、石墨烯组件及过滤网二按照水流方向依次设置在套筒状外壳内。
12.微量元素化处理组件由若干根铁棒、镁棒、锌棒及铜棒随机交替组成，若干根铁棒、镁棒、锌棒及铜棒水平放置在套筒状外壳内，铁棒、镁棒、锌棒及铜棒的数量相同。
13.铁棒、镁棒、锌棒及铜棒的直径均为20mm。
14.磁化组件包括有管状的磁铁衬套，磁铁衬套内设置有磁铁组及固定柱；磁铁组包括有若干个横截面为扇环形的磁铁块，固定柱位于磁铁衬套中心处，若干个磁铁块围绕固定柱设置；每相邻两个磁铁块之间均设置有若干个磁铁定位柱将相邻的两个磁铁块隔开；扇环形的磁铁块周向两侧分别为n极和s极，相邻两个磁铁块异极相对安装，均匀分布于磁铁衬套的圆腔内，磁铁块之间的间隙横截面积大小之和与进水端管道口径大小相等；
15.压板一通过螺栓与固定柱、磁铁定位柱及磁铁衬套的一端端部固接；压板二通过螺栓与固定柱、磁铁定位柱及磁铁衬套的另一端端部固接。
16.磁铁块为采用烧结钕铁硼制成的永久磁铁块；磁铁块的磁感应强度为300～500mt；压板一、压板二、固定柱以及磁铁定位柱均由不锈钢材料制成，磁铁衬套由铝合金材料制成。
17.压板一包括有开有若干个扇形通孔的中心板一，中心板边缘处设置均匀有若干个连接凸块一；中心板一及连接凸块一上均开有螺栓孔，均通过螺栓与固定柱、磁铁定位柱及磁铁衬套一端端部固接；
18.压板二包括有开有若干个扇形通孔的中心板二，中心板边缘处设置均匀有若干个连接凸块二；中心板二及连接凸块二上均开有螺栓孔，均通过螺栓与固定柱、磁铁定位柱及磁铁衬套另一端端部固接；
19.保证各磁铁块的相对位置不变，压板一及压板二的形状与磁铁块间缝隙配套，保证水流能顺利通过，当水流通过磁铁间缝隙切割磁感线，即可达到磁化作用。
20.石墨烯组件包括有水平设置在套筒状外壳内的隔板，隔板位于压板二与过滤网二之间，隔板上方及下方填充有若干个石墨烯颗粒。
21.本发明的有益效果是：
22.本发明装置通过对磁化器和去电子结构进行优化，达到了微咸水的去电子磁化活化效控制磁铁间距，是灌溉水磁化效果达到最佳。当磁铁和微量元素化处理效果变弱后，可通过拆除变径接口，更换新磁铁和金属棒，已达到更好的水处理效果。在使用较长时间后，断开接地导线，装置内的正负电荷中和，在水流冲刷作用下，完成“离子自清洁”，保证充分、均匀地处理微咸水，工作性能稳定，结构简单，成本低廉。采用烧结钕铁硼制作磁铁，性能稳定，采用外置型便于安装且结构简单、节省空间。该装置能够有效改善灌溉水的理化性质，降低灌溉水盐分离子活度，提高灌溉水水分子活性，改善土壤结构，促进作物生长。
附图说明
23.图1是本发明一种灌溉微咸水处理装置的整体结构示意图；
24.图2是本发明一种灌溉微咸水处理装置的主体部分a
‑
a截面处的剖视图；
25.图3是本发明一种灌溉微咸水处理装置的b
‑
b截面处的磁铁正负极分布示意图；
26.图4是本发明一种灌溉微咸水处理装置的压板二处结构示意图；
27.图5是本发明一种灌溉微咸水处理装置的c
‑
c截面处的石墨烯组件剖视图；
28.图6是本发明一种灌溉微咸水处理装置的自清洁示意图；
29.图7是本发明一种灌溉微咸水处理装置的离子偏转示意图。
30.图中，1.装置壳体单元，1
‑
1.入水端法兰，1
‑
2.出水端法兰，1
‑
3.变径接口一，1
‑
4.变径接口二，1
‑
5.u形管卡一，1
‑
6.u形管卡二，1
‑
7.绝缘板，1
‑
8.大地，1
‑
9.套筒状外壳，2.微量元素化处理组件，3.石墨烯组件，3
‑
1.石墨烯颗粒，3
‑
2.隔板，4
‑
1.压板一，4
‑1‑
1.中心板一，4
‑1‑
2.连接凸块一，4
‑
2.压板二，4
‑2‑
1.中心板二，4
‑2‑
2.连接凸块二，4
‑
3.过滤网一，4
‑
4.过滤网二，5.磁化组件，5
‑
1.磁铁衬套，5
‑
2.磁铁组，5
‑
3.磁铁定位柱，5
‑
4.固定柱，6
‑
1.接线柱一，6
‑
2.接地导线，6
‑
3.接线柱二，6
‑
4.接地铜棒，7
‑
1.入水口，7
‑
2.出水口。
具体实施方式
31.下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
32.本发明提供一种灌溉微咸水处理装置，如图1
‑
7所示，包括有放置在大地1
‑
8表面上的装置壳体单元1，装置壳体单元1内按照水流方向依次设置有过滤网一4
‑
3、微量元素化处理组件2、压板一4
‑
1、磁化组件5、压板二4
‑
2、石墨烯组件3及过滤网二4
‑
4；
33.还包括有与大地1
‑
8连接的接地铜棒6
‑
4，接地铜棒6
‑
4棒体上设置有接线柱二6
‑
3，装置壳体单元1上设置有接线柱一6
‑
1，接线柱一6
‑
1与接线柱二6
‑
3通过接地导线6
‑
2连接；
34.压板一4
‑
1及压板二4
‑
2上均设置有若干通孔，以便水流通过。
35.装置壳体单元1包括有套筒状外壳1
‑
9；套筒状外壳1
‑
9的一端端口依次连接有变径接口一1
‑
3及入水端法兰1
‑
1，套筒状外壳1
‑
9的另一端端口依次连接有变径接口二1
‑
4及出水端法兰1
‑
2；入水端法兰1
‑
1端面中心处开有入水口7
‑
1，出水端法兰1
‑
2端面中心处开有出水口7
‑
2；套筒状外壳1
‑
9外壁上套有u形管卡一1
‑
5及u形管卡二1
‑
6，u形管卡一1
‑
5及u形管卡二1
‑
6均安装在绝缘板1
‑
7上，绝缘板1
‑
7放置在大地1
‑
8表面上；接线柱一6
‑
1设置在变径接口二1
‑
4外壁上；套筒状外壳1
‑
9为不锈钢套筒状外壳；入水端法兰1
‑
1和出水端法兰1
‑
2分别安装在变径接口一1
‑
3及变径接口二1
‑
4处，便于连接进出水管道；接线柱一6
‑
1设置在变径接口二1
‑
4外壁上；出水端变径接口二1
‑
4上的接线柱一6
‑
1与接地铜棒6
‑
4通过接地导线6
‑
2连接，将接地铜棒6
‑
4插入地下1m，接地铜棒6
‑
4露出地面5cm。装置在运行之前，用接地电阻测量摇表检测接地铜棒6
‑
4的接地电阻，如果接地电阻大于5ω，可以通过湿润土壤、添加土壤减阻剂等方式降低接地电阻，保证接地铜棒的接地电阻不超过5ω。装置安装完成，可正常使用。
36.过滤网一4
‑
3、微量元素化处理组件2、压板一4
‑
1、磁化组件5、压板二4
‑
2、石墨烯组件3及过滤网二4
‑
4按照水流方向依次设置在套筒状外壳1
‑
9内。
37.微量元素化处理组件2由若干根铁棒、镁棒、锌棒及铜棒随机交替组成，若干根铁
棒、镁棒、锌棒及铜棒水平放置在套筒状外壳1
‑
9内，铁棒、镁棒、锌棒及铜棒的数量相同。
38.铁棒、镁棒、锌棒及铜棒的直径均为20mm。
39.磁化组件5包括有管状的磁铁衬套5
‑
1，磁铁衬套5
‑
1内设置有磁铁组5
‑
2及固定柱5
‑
4；磁铁组5
‑
2包括有若干个横截面为扇环形的磁铁块，固定柱5
‑
4位于磁铁衬套5
‑
1中心处，若干个磁铁块围绕固定柱5
‑
4设置；每相邻两个磁铁块之间均设置有若干个磁铁定位柱5
‑
3将相邻的两个磁铁块隔开；扇环形的磁铁块周向两侧分别为n极和s极，相邻两个磁铁块异极相对安装，均匀分布于磁铁衬套的圆腔内，磁铁块之间的间隙横截面积大小之和与进水端管道口径大小相等；磁铁组5
‑
2两侧压板一4
‑
1及压板二4
‑
2通过螺栓与固定柱5
‑
4、磁铁定位柱5
‑
3以及磁铁衬套5
‑
1连接，保证各扇环磁铁块的相对位置不变，压板一4
‑
1及压板二4
‑
2的形状与磁铁间缝隙配套，保证水流能顺利通过。当水流通过磁铁块间缝隙切割磁感线，即可达到磁化作用。
40.压板一4
‑
1通过螺栓与固定柱5
‑
4、磁铁定位柱5
‑
3及磁铁衬套5
‑
1的一端端部固接；压板二4
‑
2通过螺栓与固定柱5
‑
4、磁铁定位柱5
‑
3及磁铁衬套5
‑
1的另一端端部固接。
41.磁铁块为采用烧结钕铁硼制成的永久磁铁块；磁铁块的磁感应强度为300～500mt；压板一4
‑
1、压板二4
‑
2、固定柱5
‑
4以及磁铁定位柱5
‑
3均由不锈钢材料制成，磁铁衬套5
‑
1由铝合金材料制成。
42.压板一4
‑
1包括有开有若干个扇形通孔的中心板一4
‑1‑
1，中心板边缘处设置均匀有若干个连接凸块一4
‑1‑
2；中心板一4
‑1‑
1及连接凸块一4
‑1‑
2上均开有螺栓孔，均通过螺栓与固定柱5
‑
4、磁铁定位柱5
‑
3及磁铁衬套5
‑
1一端端部固接；
43.压板二4
‑
2包括有开有若干个扇形通孔的中心板二4
‑2‑
1，中心板边缘处设置均匀有若干个连接凸块二4
‑2‑
2；中心板二4
‑2‑
1及连接凸块二4
‑2‑
2上均开有螺栓孔，均通过螺栓与固定柱5
‑
4、磁铁定位柱5
‑
3及磁铁衬套5
‑
1另一端端部固接；
44.保证各磁铁块的相对位置不变，压板一及压板二的形状与磁铁块间缝隙配套，保证水流能顺利通过，当水流通过磁铁间缝隙切割磁感线，即可充达到磁化作用。
45.石墨烯组件3包括有水平设置在套筒状外壳1
‑
9内的隔板3
‑
2，隔板3
‑
2位于压板二4
‑
2与过滤网二4
‑
4之间，隔板3
‑
2上方及下方填充有若干个石墨烯颗粒3
‑
1。
46.当微咸水水流通过整个装置时，如图1所示，由于微咸水中含有大量盐分，可作为电解质，使得微量元素化处理组与石墨烯组电解，进而达到微量元素化处理的目的。电离出的正负离子经过磁场作用，富集到装置两侧，水分子和盐分子不再“捆绑”在一起，由于离子活泼性，铜离子不会被置换出来，所以富集的电子通过导线，经过铜棒被大地“中和”吸收，如图7所示，进而达到去电子的目的。当水以一定的流速垂直通过磁场，受到磁场的作用，大分子水团分解为小分子水团，水分子活性显著增强，水的表面张力、水的溶解度、黏度、电离度及ph等理化特性发生显著改善，进而达到磁化水的目的。当水通过两侧滤网一4
‑
3及过滤网二4
‑
4流出后，微咸水完成两次过滤，减少水中杂质，进而达到过滤水的目的。
47.当使用一段时间后，由于相反电荷粒子在两侧富集较多，断开接地导线，负电子不能通过铜棒与大地中和，装置内的正负电荷不在富集，在水流冲刷作用下，完成装置的自清洁，如图6所示，可有效延长装置的使用时间并保持良好的使用效果。
48.通过室内试验表明，利用矿化度为5g/l的nacl配置微咸水，经过磁感应强度为300～500mt的磁铁磁化处理，微咸水理化特性变化显著，其中微咸水表面相对减少9.14％～
13.84％，溶氧量相对增加8.04％～10.23％，传统磁化装置表面相对减少7.96％～12.53％，溶氧量相对增加9.13％～11.44％，效果明显。表面张力和溶氧量的变化量可以从客观上反应微咸水理化特性的变化，磁化水因增加水分利用效率，用其进行灌溉不仅能够增加作物产量，而且有利于土壤盐分的淋洗，改善土壤品质。
49.本发明一种灌溉微咸水处理装置，其优点在于解决灌溉水的处理问题，克服常规水处理磁化不充分、设备体积大等问题，最大限度的提高了去电子和磁化效果，同时装置便于安装，设备便于加工推广，应用于微咸水资源的开发利用及盐碱地的综合治理，改善农业生态环境。