太阳能节水灌溉实验平台设计
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类型:课程设计名称:太阳能自动灌溉系统设计关键词:光伏发电原理;自动灌溉系统原理;自动跟踪系统原理第一章前言1.1论文的研究背景及意义1.1.1 选题背景全球普遍以不可再生的传统资源(如煤和石油)为主,以可再生资源(如风能和太阳能)为辅。
随着不可再生资源的储能量越来越少,不可无限开采,开采的越来越艰难,同时在传统资源开采导致环境问题越来越严重的今天。
于是,加大清洁能源的利用和使用是时事所需,已得到全球各国的共识。
能源与国家和人民的生活息息相关,能源的短缺严重的影响国家科技经济和人民的日常生活和工作生产。
我国水资源的总量不够充足,人均水平更是低于世界平均水平,总量位居世界前十但是人均占有量仅2000多㎡,全球人均占有量是我国占有量的4倍。
随着人民的生活水平的提高,导致绿地用水占城市用水的比例将越来越大。
大力实施节约用水的绿地浇水方式有利于节约水资源的同时也可以绿化环境,而加大力度的解决城市绿地灌溉的问题是迫在眉睫的。
光伏发电系统的工作原理是利用太阳能电池组件(一种类似于晶体二极管的半导体器件)界面产生的光生伏打效应(物体由于吸收光子而产生电动势的现象,是当物体受光照时,物体内的部分电荷分布状态发生变化而产生电动势和电流的一种效应)而将光能直接转变为电能,产生的电能通过控制器的控制给蓄电池充电或者在满足负载需求情况下直接给负载供电,如果日照不足或者夜间则由蓄电池在控制器的控制下给直流负载供电,对于含交流负载的光伏系统而言,还需要增加逆变器将直流电变成交流电。
1.1.2研究意义在传统的绿地灌溉中,大多采用人工浇灌的方式。
这种灌溉方式不仅灌溉效率低,而且长期灌溉导致地表积盐会使植被生理受到很大的损害,同时也浪费了大量的水资源,据统计采用人工漫灌会造成80%的水资源浪费。
近年来,很多城市采用了管网供水或者喷灌,有些较高级的场所使用滴灌,但是这些灌溉方式仍然会造成40%-60%的水资源浪费,这种方式虽然在某种程度上节约了一些水资源,但是仍然没有摆脱人工操作灌溉的方式。
现代农业中的太阳能灌溉系统设计与研究随着全球气候变化和能源缺乏的问题日益突出,传统的农业灌溉系统面临诸多挑战。
为了解决这些问题,很多农场开始采用太阳能灌溉系统来提供清洁能源、保护环境和提高生产效率。
本文将介绍现代农业中的太阳能灌溉系统设计与研究,涵盖系统概述、设计原理、技术特点和未来发展方向等方面。
概述太阳能灌溉系统是一种利用太阳能源、将水从低处抽取到高处的系统,用于灌溉农田。
它集成了太阳能电池板、水泵、水管和喷头等的关键组件。
当光线照耀到太阳能电池板上时,太阳能电池板会产生电力,推动泵抽水并将水输送到农场中进行灌溉。
设计原理太阳能灌溉系统的设计原则在于让系统能够产生和存储能源。
系统通常由几个主要的部分:太阳能板、水泵、控制器、水管和灌程。
其中太阳能板是系统的核心,它能将太阳辐射能转换成直流电流。
通过控制器和水泵的协调工作,将水从井底提升到灌溉地,在水管上形成规定压力,从而实现农田的灌溉。
技术特点太阳能灌溉系统有很多显著的技术特点,其中最重要的特点就是清洁、环保和能效高。
相比于传统的燃油或电力灌溉系统,太阳能灌溉系统可以更大程度地减少温室气体排放和环境污染,安装和维护成本也较低。
此外,太阳能灌溉系统还具有灵活性和跨度广泛性,可以应用于不同季节、不同环境和不同类型的农作物。
由于其可持续性和便利性,许多发展中国家已经积极推广太阳能灌溉系统,为当地的农民提供了清洁能源和更高效的灌溉方式。
未来发展方向随着技术的不断进步,太阳能灌溉系统也将不断演化和升级。
未来,太阳能灌溉系统可能会更加智能、数字化和自动化,能够通过云端技术以及大数据分析来实现优化管理。
此外,未来太阳能灌溉系统还可能会应用于更广泛领域,例如海水养殖、农业种植和城市绿化等方面。
同时,与其他可持续技术相结合,太阳能灌溉系统也将为气候变化、能源安全和环境保护等全球性问题提供更加可持续、创新和有效的解决方案。
结论总的来说,太阳能灌溉系统在现代农业中的应用已经得到了广泛的认可和推广。
利用太阳能的农业灌溉系统设计随着全球气候变化和能源危机的加剧,利用可再生能源成为了一个迫切的需求。
太阳能作为最为广泛和可再生的能源之一,被广泛应用于各个领域。
在农业领域,太阳能的利用也变得越来越重要。
本文将探讨利用太阳能的农业灌溉系统设计。
首先,我们需要了解太阳能的基本原理。
太阳能是指利用太阳辐射能进行能量转换的过程。
太阳能的利用可以通过太阳能电池板将太阳的辐射能转化为电能,或者通过太阳热能系统将太阳的辐射能转化为热能。
在农业灌溉系统中,我们主要关注的是太阳能电池板的应用。
在设计农业灌溉系统时,我们需要考虑多个因素,包括地理位置、气候条件、土壤类型等。
根据这些因素,我们可以确定太阳能电池板的安装方式和数量。
一般来说,太阳能电池板应该朝向南方,以最大化太阳辐射的吸收。
此外,太阳能电池板的倾角也需要根据所在地的纬度来确定,以达到最佳的能量转换效率。
农业灌溉系统中,太阳能电池板的主要作用是为水泵提供电力。
水泵将地下水或水源引入到灌溉系统中,以满足农作物的水分需求。
太阳能电池板通过将太阳的辐射能转化为电能,为水泵提供所需的动力。
这种利用太阳能的方式不仅减少了对传统电网的依赖,还能够降低农业生产的成本。
在太阳能农业灌溉系统的设计中,还需要考虑能量的储存和利用。
由于太阳能的供给是不稳定的,夜间或阴天时太阳能电池板无法产生足够的电能。
因此,我们需要使用储能装置来存储白天产生的多余电能,以供夜间或阴天使用。
常见的储能装置包括蓄电池和储热罐。
蓄电池可以存储电能,而储热罐可以存储热能。
通过合理设计储能装置的容量和效率,可以实现太阳能的持续利用。
此外,太阳能农业灌溉系统的设计还需要考虑灌溉水的供给和管理。
在农业生产中,合理的灌溉是保证作物生长的关键。
太阳能农业灌溉系统可以通过传感器和自动控制系统来实现智能化的灌溉管理。
传感器可以监测土壤的湿度和作物的水分需求,根据实时数据调整灌溉量和频率。
自动控制系统可以根据灌溉需求和太阳能供应情况,自动打开或关闭水泵,实现高效的灌溉管理。
基于光伏组件技术的水肥一体化滴灌系统设计与实现设计与实现光伏组件技术的水肥一体化滴灌系统绪论在现代农业生产中,滴灌技术被广泛应用于蔬菜、果树等作物的种植中。
滴灌系统可以准确地为植物提供所需的水量和营养物质,减少水分和肥料的浪费,提高作物的产量和品质。
同时,光伏组件技术的快速发展使得太阳能光伏发电系统逐渐应用于农业生产中,供给农田灌溉所需的电力,实现节能环保和可持续发展。
一、滴灌系统设计1.1 系统构架滴灌系统主要由供水系统、滴灌管路、灌溉控制系统和光伏发电系统组成。
1.2 供水系统设计供水系统主要包括水源、水泵、水箱和过滤器。
水源可以选择自来水、地下水或河水等,根据当地的实际情况进行选择。
水泵的功率和流量要根据需要灌溉的面积和作物的需水量来确定。
水箱用于储存灌溉所需的水量,以调节灌溉频率和时间。
过滤器的作用是过滤掉水中的杂质,防止滴灌管堵塞。
1.3 滴灌管路设计滴灌管路主要由主管道、分支管道和滴灌管组成。
主管道和分支管道采用耐压、耐腐蚀的PVC管材,滴灌管采用微孔滴头式滴灌管。
滴灌管的布置要根据作物的种植密度和地形地貌进行设计,使得每株作物都可以获得充分的灌溉水量。
1.4 灌溉控制系统设计灌溉控制系统主要由控制器、传感器和执行器组成。
控制器可以根据作物的需水量和生长状况,设置灌溉的时间、频率和灌溉水量等参数。
传感器用于监测土壤湿度和环境温湿度等参数,以实现智能化的控制。
执行器根据控制器的指令,控制水泵的运行和滴灌管的开闭,实现灌溉的自动化控制。
二、光伏发电系统设计2.1 光伏组件选择光伏组件作为太阳能光伏发电系统的核心部件,其性能和质量对于发电效率和寿命有着重要的影响。
在设计中,应根据灌溉系统的功率需求和发电系统的容量需求,选择合适的光伏组件。
同时,还要考虑光伏组件的安装方式和朝向,以最大程度地利用太阳能资源。
2.2 光伏发电系统设计光伏发电系统主要由光伏组件、逆变器、储能设备和监控系统等组成。
研发设计I RESEARCH DESIGNSTC12C5A60S2控制的太阳能智能浇灌系统设计芮新花'季文睿'赵珏斐2张红平彳张烬(1.南京工程学院电力工程学院,江苏南京211167; 2.国网南京供电公司,江苏南京210013: 3.国网浙江桐庐县供电有限公司,浙江桐庐311500: 4.南京三新供电服务有限公司澡水分公司,江苏南京210013)摘要:文章以STC12C5A60S2型单片机为太阳能智能控制核心,设计了一种新型的太阳能浇灌系统。
整个系统主要由STC12C5A60S2单片机、太阳能电池板、湿度传感器、控制继电器、水泵、控制键盘、液晶显示屏等部分组成。
该系统有太阳能供电模块和交流220V供电模块,自动进行模块切换。
该系统采集土壤湿度,通过单片机控制电机和水泵的启动,实现自动智能化浇灌,尤适用于家庭种植花卉树木和户外绿化植物。
关键词:STC12C5A60S2型单片机:太阳能供电:智能浇灌文献标识码:A中图分类号:TK5文章编号:2096-4137(2020)24-58-03DOI:10.13535/ki.10-1507/n.2020.24.24Design of solar intelligent irrigation system under control of STC12C5A60S2RUI Xinhua',JI Wenrui',ZHAO Juefei2,ZHANG Hongping3,ZHANG Ye4(1.School of Electric Power Engineering,Nanjing Institute of Technology,Nanjing211167,China;2.State Grid Nanjing Power Supply Company, Nanjing210013,China;3.State Grid Zhejiang Tonglu Power Supply Co.,Ltd.,Tonglu311500,China;4.Lishui Branch of Nanjing Sanxin PowerSupply Service Co.,Ltd.,Nanjing210013,China)Abstract:This article design a new solar irrigation system,which STC12C5A60S2single-chip microcomputer is used as the intelligent control core.The system can automatically adjust and control the irrigation water quantity and irrigation mode according to the change of soil moisture,and has the display control function.The whole system consists of STC12C5A60S2single-chip microcomputer,solar panel,humidity sensor,control relay,water pump,control keyboard,liquid crystal display and other parts.The system has solar power module and AC220V power supply module,which can be switched intelligently.The system can collect the data of soil moisture and control the start of motor and water pump by single-chip microcomputer to realize intelligent irrigation,which is greatly suitable for the family plants and outdoor greening plants.Keywords:STC12C5A60S2single-chip microcomputer;solar power supply;intelligent watering0引言随着科学技术的发展,人们生活水平的提高,人们越来越追求高品质的业余生活,越来越多的家庭喜欢种植花卉、树木等绿色植物。
太阳智慧浇花系统设计方案设计方案:太阳智慧浇花系统一、系统背景和目标随着城市化进程的不断推进,人们的生活质量得到了显著提升,但与此同时,城市中的绿化环境也面临着诸多挑战。
其中之一就是人工浇花的繁琐和不稳定,容易出现浇水不均匀或浪费水源的情况。
因此,我们需要设计一款智慧浇花系统,通过利用太阳能进行智能控制,实现自动浇花的功能,提高浇花的效率和稳定性。
二、系统设计原理和功能1. 太阳能发电模块:通过太阳能电池板,将太阳能转化为电能,供给系统的运作所需电力。
2. 湿度感知模块:在花园土壤中布置湿度传感器,实时感知花园土壤的湿度情况。
3. 控制模块:利用传感器控制花园的浇水情况,当土壤湿度低于设定值时,控制水泵进行浇水。
4. 备用电源模块:当太阳能电池板无法提供足够的电力时,系统可以切换到备用电源(如电网电源)供电。
5. 能耗监测和优化模块:对系统的能耗进行监测,通过对能耗数据的分析和优化,降低浇花过程中的能耗。
6. 远程监控模块:用户可以通过手机或电脑等设备,远程监控系统的运行情况,并进行相应的设置和调整。
7. 报警模块:当系统发生故障或水源不足时,系统能够自动发送报警信息给用户,提醒其进行处理。
三、系统优势和特点1. 高效节能:利用太阳能作为能源,不仅可以降低能耗成本,还能对能源进行有效利用,实现高效节能。
2. 智能自动化:系统能够根据花园土壤的湿度情况,自动进行浇水,减少人工参与,提高浇水效率。
3. 远程监控和管理:用户可以通过手机或电脑等设备,随时随地监控和管理系统的运行情况,并进行相应的设置和调整。
4. 报警功能:系统能够自动检测故障情况和水源不足等问题,并及时向用户发送报警信息,提醒其进行处理。
5. 环保可持续:通过利用太阳能作为能源,系统具有较低的碳排放量,符合环保要求,且具备可持续发展特点。
四、系统实施方案1. 硬件选型和采购:根据系统设计需求,选择合适的太阳能电池板、湿度传感器、控制模块、备用电源模块等硬件设备,并进行采购。
全日制普通本科生毕业设计太阳能灌溉系统设计THE DESIGN OF SOLAR-POWERED IRRIGATION SYSTEN由于部分原因,说明书已删除大部分,完整版说明书,CAD图纸等,联系153893706学生姓名:学号:年级专业及班级:2008级机械设计制造及其自动指导老师及职称:学部:理工学部提交日期:2012年5月湖南农业大学东方科技学院全日制普通本科生毕业设计诚信声明本人郑重声明:所呈交的本科毕业设计是本人在指导老师的指导下,进行研究工作所取得的成果,成果不存在知识产权争议。
除文中已经注明引用的内容外,本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体在文中均作了明确的说明并表示了谢意。
本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。
毕业设计作者签名:年月日目录摘要 (1)关键词 (1)1 前言 (1)2 灌溉系统创意设计与方案 (2)2.1 太阳能变频灌溉系统一般组成 (2)2.2 太阳能变频灌溉系统整体方案 (3)3 太阳能变频灌溉硬件设施的选择 (3)3.1 水泵 (3)3.2 逆变器的选择 (4)3.3 变频器的选择 (4)3.4太阳能电池组件及工作原理 (5)3.5太阳能电池板发电受影响因素 (7)3.5.1方位角 (7)3.5.2 倾斜角 (7)3.5.3阴影对发电量的影响 (7)3.5.4温度影响 (8)3.6蓄电池的选择 (9)3.6.1计算 (9)3.6.2性能特点 (9)4太阳能变频灌溉电路硬件选择 (10)4.1处理器的选择 (10)4.2处理器与其他单片机相比较 (11)4.3产品特性 (11)4.4 引脚配置图与说明 (12)4.5 ATMEGA128 (14)4.6 单片机控制部分电路设计 (15)5 电源电路设计 (16)6 蓄电池电压检测电路设计 (16)7 太阳能极板电压检测电路设计 (17)8 主控板硬件实物图 (17)9 太阳光跟踪系统 (18)9.1 太阳能电池板的机械结构 (18)9.2 电机的选择 (18)9.2.1 步进电机 (18)9.2.2 伺服电机 (19)9.2.3涡轮蜗杆电机 (19)9.3太阳光跟踪 (19)10市电与光伏电切换 (21)11 PWM的产生 (21)11.1软件生成PWM (21)11.2硬件生成PWM (23)12总结. (25)参考资料 (26)致谢 (27)附录 (27)太阳能灌溉系统设计摘要:本系统主要是针对我国缺水地区农作物灌溉困难而研发的,系统采用A VR单片机为系统主机,利用太阳能电池板将太阳能转变为电能对太阳能蓄电池进行充电,再将蓄电池内的低压直流电通过逆变和变频转换成交流高压电输出,驱动水泵进行灌溉。
以光伏组件为载体的滴灌系统设计与实现光伏组件是一种利用太阳能将光能转换为电能的装置。
而滴灌系统是一种水肥一体化的灌溉技术,通过滴灌的方式将水和肥料直接输送到植物的根部,提高水肥的利用效率,节约资源。
本文将讨论如何将光伏组件应用于滴灌系统,以实现太阳能驱动的滴灌系统的设计与实现。
一、设计方案1. 太阳能供电系统:利用光伏组件将太阳能转化为直流电能,供给滴灌系统工作所需的电力。
太阳能组件的选择应考虑光伏电池的效能和稳定性,以及电池组件的防水、防污染和抗紫外线能力。
同时,设计适当的双向光电转换系统,使得光伏组件不仅可以向滴灌系统供电,还可以通过滴灌系统回收的能量来为光伏组件提供运行所需要的电能。
2. 滴灌管道设计:滴灌系统通过滴灌管道将水和肥料输送到植物的根部。
在设计滴灌管道时,应考虑灌溉区域的大小、植物的布局和栽培方式,以及滴灌管道的布置和压力控制。
一般而言,应采用外径为16mm的PE管作为滴灌管道,灌溉线与灌溉线间的间距为0.3-0.4m。
3. 滴灌头设计:滴灌头是滴灌系统的关键部件,它能将水和肥料以一定的速率滴入植物的根区。
在设计滴灌头时,应考虑灌溉的需水量和植物的根系状况,以及滴灌头的耐腐蚀性和抗阻塞能力。
一般而言,滴灌头的滴水速率为1-2L/h,滴水孔的直径为0.5-0.8mm。
4. 控制系统设计:滴灌系统的控制系统主要包括智能控制器、传感器和执行器。
智能控制器能够根据环境和植物的需水量来调节滴灌系统的工作状态,传感器可以监测土壤湿度、光照强度和气温等参数,执行器能够实现滴灌管道的开关和滴灌头的控制。
控制系统应具备实时监测和远程控制功能,以提高滴灌的精准度和效率。
二、实现方法1. 光伏组件安装:将光伏组件安装在滴灌系统周围光照充足的位置,确保能够充分利用太阳能。
光伏组件应保持与地面的一定距离,以方便施工和维护。
同时,应设计适当的固定和支撑结构,使光伏组件能够稳定、安全地工作。
2. 太阳能供电系统布置:将太阳能组件与滴灌系统连接,形成太阳能供电系统。
农业工程学现代农业科技2015年第1期基金项目四川省科技基础条件平台项目(13010207);南方丘区节水农业研究四川省重点实验室2014年度开放课题。
作者简介阮红丽(1983-),女,河南唐河人,硕士,工程师,从事农田水利工程技术研究和工程规划设计工作。
收稿日期2014-11-24太阳能节灌技术是将太阳能转换为电能,起动太阳能节灌专用水泵机组,将灌溉水增压后对农作物进行灌溉的一种技术。
它可充分利用丰富的太阳能资源,提高灌溉水保证率,缓解用水矛盾,促进生产发展,具有节能减排、省水增产、节省劳力、提高土地利用率、适应性强等优点,对于加快实现农业现代化具有重要意义。
近年来,太阳能节水灌溉技术正在我国各地蓬勃发展。
四川省的攀西地区和川西高原光热资源丰富,具有开展太阳能节水灌溉技术研究的天然资源条件。
从2010年开始,四川省各地累计建设完成太阳能灌溉工程20余处,灌溉面积2000hm 2以上,推广应用效果较好。
四川省丘陵地区由于受光照、地形和地理位置等因素的限制,建设太阳能节水灌溉工程有一定的技术难度,迫切需要太阳能节水灌溉实验平台为其提供技术支撑。
为了进一步研究太阳能灌溉技术的规律,四川省发展和改革委员会于2013年批准四川省农业机械研究设计院建立了“太阳能农业节水灌溉四川省工程实验室”,四川省科技厅于2013年立项支持了“太阳能农业节水灌溉工程实验条件平台”建设,为开展相关研究提供了有力的支持,南方丘区节水农业研究四川省重点实验室2014年度开放课题项目(小型光伏太阳能节灌技术研究)也为本项目的研究提供了支撑条件[1-2]。
1关键技术拟通过对太阳能节水灌溉实验平台相关关键技术的研究,确定适合四川省太阳能光照特点的节水灌溉系统关键技术控制要点。
关键技术如下:一是在四川省各地太阳能光照条件下,太阳能电池板的发电特性及规律。
二是无蓄电池条件下,电能输入适时变化时,各种型式水泵的运转特性,并对其进行分析比较,找出适合四川省太阳能光照特点的光伏水泵及控制方法[3-4]。
三是研究在节水灌溉系统中,一定气象、土壤、温湿度等客观因素影响下,不同土质土壤的水分特性。
作物根系主要从土壤湿润体内吸取水分,湿润体的大小及其水分分布特性直接影响着作物根系分布形状及作物的生长状况,因此研究土壤湿润体特性及土壤水分运动规律显得尤为重要。
2系统设计太阳能节水灌溉实验平台主要由太阳能发电系统、中心控制系统、数据收集检测系统、太阳能节灌台架系统构成,其构成如图1所示。
2.1太阳能发电系统太阳能发电系统主要由太阳能电池板/方阵、防雷汇流箱及支架等组成。
太阳能电池板/方阵根据需要进行串并联以达到满足系统正常运行的电流和电压参数,将太阳能转换为电能,太阳能板斜面朝南±5°以内,与水平面安装角30°;防雷汇流箱将各路电源汇流后至中心控制系统为其提供电源;支架主要用于支撑、固定太阳能电池板。
2.2数据收集检测系统数据收集检测系统主要包括太阳能发电系统数据检测、水泵运行数据检测和气象及土壤参数检测三大部分。
太阳能发电系统数据检测包括光照强度、光伏能量、太阳能电池板输出电压、输出电流、输出功率等;水泵运行数据检测包括流量、扬程、转速等;气象及土壤参数检测包括温度、湿度、风力、降雨量、土壤温湿度等。
2.3中心控制系统该系统主要由逆变器、PLC 及配套电器元件等组成。
通过接收数据收集检测系统发送的太阳能发电系统数据等信号,进行记录分析处理后,输出至水泵加压系统,带动水泵机组工作,其程序流程详见图2。
它还可将数据收集检测系统发送的太阳能发电系统数据、水泵运行数据、气象及土壤参数等信号输送至可视化界面,同时可实现可视化操作,实现报表生成打印等功能。
2.4太阳能节灌台架系统太阳能节灌台架系统主要包括水泵加压系统和节水灌溉系统。
太阳能节灌台架示意图如图3所示。
2.4.1水泵加压系统。
该系统主要由水泵机组、安装底座、阀门、管道、水箱等部分组成。
系统从水箱取水,经水泵机组加压后,将水抽至滴灌实验台。
它通过中心控制系统配套的压力传感器测量系统压力,通过涡轮流量计测量系统流量,并进行记录分析处理。
2.4.2节水灌溉系统。
该系统主要由滴灌实验台、滴头、配套管路等组成。
加压水输送到滴灌实验台后,通过滴头对不同分区内不同土质土壤进行浸润。
它通过中心控制系统配太阳能节水灌溉实验平台设计阮红丽周小波李光辉陈立李玉玲梁君李丹丹(四川省农业机械研究设计院,四川成都610066)摘要介绍了太阳能节水灌溉实验平台的关键技术与系统设计,可为后期搭建该平台提供方案借鉴,为开展适合四川省太阳能光照特点的太阳能节水灌溉相关研究找到一条有效的途径。
关键词太阳能;节水灌溉;实验平台;关键技术;系统设计中图分类号S275.1文献标识码A 文章编号1007-5739(2015)01-0180-02图1太阳能节水灌溉实验平台构成太阳能节灌台架系统太阳能发电系统中心控制系统水泵加压系统节水灌溉系统数据收集检测系统180图3太阳能节灌台架示意样点总大肠菌群∥个/L 氨氮∥mg/L硝酸盐∥mg/L亚硝酸盐∥mg/L建池前建池后标准限值建池前建池后标准限值建池前建池后标准限值建池前建池后标准限值A335400≤3.00.24<0.02≤0.2<0.04030.40≤200.00400.0140≤0.02B 92070≤3.00.120.50≤0.20.0720.27≤200.01100.0063≤0.02C 350>16000≤3.00.29<0.02≤0.2<0.040<0.03≤200.0100<0.0033≤0.02D ->16000≤3.00.20<0.02≤0.2<0.0408.20≤200.42000.0300≤0.02E 233500≤3.00.06 2.00≤0.20.058 5.80≤200.0038 1.8000≤0.02表2地下水氨氮化合物含量与大肠杆菌群监测结果注:氨氮、硝酸盐、亚硝酸盐量以N 计。
(上接第179页)的MPN 值明显增加,表明粪大肠杆菌有所减少,建池2个月后,A 、C 的出料口MPN 值较进料口增加,其中样点C 的MPN 值增加了10倍以上,说明经沼气池发酵后,粪大肠杆菌落减少10倍以上。
因此,在经过沼气池发酵后,能够有效消灭人畜粪便中的肠道病菌,控制致病菌的传播和蔓延。
在样点B 、C 、D 的进料口,不同程度地检测到钩虫卵和蛔虫卵,钩虫卵最多655个/100mL ,蛔虫卵最多3000个/100mL ,以上均来自样点B ;所有出料口2次监测中均未检测出蛔虫卵和钩虫卵。
由此可以看出,经沼气池发酵后能够有效地杀灭人畜粪便中的蛔虫卵和钩虫卵。
2.2地下水监测结果地下水氨氮化合物含量与大肠杆菌群落监测结果见表2。
从地下水监测结果来看,样点B 的地下水总大肠菌群由建池前的920个/L 降低至70个/L ,其他样点均有增加趋势,这可能是由于进入夏季后连续降雨,加上温度适宜,更有利于大肠菌群的繁殖。
在建池后,样点A 、C 、D 地下水氨氮降低,B 、E 增加;所有样点硝酸盐含量均有所增加;亚硝酸盐含量有B 、C 、D 等3个点明显降低。
从以上变化可以看出,沼气池建设后能够有效降低人畜粪便的有毒物质和有害微生物,保证了氨氮硝化作用中硝化细菌对氧气的需求,降低了硝化作用中间产物亚硝酸盐(有害物质)的形成。
3结论与讨论试验结果表明,人畜粪便在经过沼气池处理后,其中的致病微生物和有毒物质都能被有效降低,人畜粪便污染物实现了有效的无害化处理和资源化利用,产生的沼肥可以放心使用。
沼气池的厌氧发酵作用,使原来农户分散养殖随意乱排养殖废弃物的现象不复存在,农村环境面貌得到显著改善,彻底解决了分散养殖产生的污染问题,对防治农业面源污染起到了重要作用。
沼气池产生的沼气可以用作农户照明;而转化生成的沼液和沼渣则是优质的肥料,可以施入周围的菜地、果园,以提高农产品的品质。
4参考文献[1]蒙杰,王敦球.沼气发酵微生物菌群的研究现状[J].广西农学报,2007(4):50-53.[2]夏训峰,吴文良,王静慧.用沼气法处理规模化养殖场畜禽粪便的优点及存在问题[J].可再生能源,2003(2):28-30.[3]孙朦朦,李玉英,柴春月,等.中试秸秆沼气发酵好氧微生物生理群的时空动态[J].南阳师范学院学报,2009(9):58-61.[4]虞方伯,罗金平,管莉菠,等.沼气发酵微生物研究进展[J].安徽农业科学,2008(35):392-394.[5]刘冰,傅金祥,张荣新.高氨氮在厌氧发酵中的抑制作用[J].河南科技,2009(3):39-40.[6]任南琪,王爱杰.厌氧生物技术原理与应用[M].北京:化学工业出版社,2004.注:1为水箱;2为水箱支架;3为钢管;4为钢丝软管;5为水泵机组;6为压力传感器;7为涡轮流量计;8为闸阀;9为滴灌实验台。
123456789手动自动开始控制方式选择开机指令报警结束光照强度、光伏能量、电压、电流是否满足运行要求水泵机组是否运行逆变器是否起动节灌系统是否运行NNNNYYYY图2中心控制系统程序流程套的土壤水分测试仪测量土壤水分等参数,并进行记录分析处理。
3结语通过将平台关键技术的研究成果应用于平台的设计中,后期通过平台的搭建,可为开展适合四川省太阳能光照特点的太阳能农业节水灌溉相关研究找到一条有效途径。
4参考文献[1]刘晓初,叶邦彦.一种新型太阳能全自动节水灌溉设备研究[J].电子科技大学学报,2003,32(6):638-640.[2]刘伟,吴永忠,刘惠敏,等.太阳能光伏提水节水灌溉技术[J].工程技术,2004(5):49-50.[3]张林,吴普特,范兴科.多点源滴灌条件下土壤水分运动的数值模拟[J].农业工程学报,2010,26(9):40-45.[4]董波,魏新平.太阳能应用于节水灌溉发展现状与发展趋势[J].中国农村水利水电,2014(7):32-35,39.≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤阮红丽等:太阳能节水灌溉实验平台设计181。