微灌系统过滤器的选型设计

浅谈微灌系统网式过滤器1.研究背景我国水资源短缺，农业用水所占的比例较高，微灌作为农业节水技术中一种高效灌溉技术，近些年在我国得到迅速发展。

微灌用过滤器是一种能够清除水流中杂质，保证微灌系统正常工作的关键设备。

网式过滤器因其结构简单、拆卸方便、价格低廉，在现代农业灌溉系统中应用最普遍，常用于二级处理。

2.网式过滤器结构特点与工作原理筛网过滤器是依靠筛网对灌溉水进行过滤净化的装置，一般由滤芯、壳体、顶盖等部分组成，其过滤能力主要由过滤器的目数决定，筛网过滤器过滤机理为表面过滤，过滤初期，灌溉水从进水口由滤网外侧流向内侧，大于网眼尺寸的固体悬浮颗粒基于重力和惯性，沉积吸附在滤网表面，比网眼小的固体颗粒随水流通过滤网，由出水口排出。

随着固体悬浮物在滤网上的积聚，滤网表层形成滤饼，此时滤饼起着过滤介质的作用，就会出现类似砂石过滤器的深层过滤现象，拦截吸附比网孔直径小的固体颗粒物，过滤器进出口压差急剧增加，当过滤器达到允许压差时，应对其进行冲洗。

传统的筛网过滤器过滤面积较小、纳污量小，容易受污物堵塞、过滤部件需人工拆卸清洗、而且无法监控过滤器状态等众多缺点，增加了能量损耗，当压差过大时，会引起滤芯的破损，严重的影响了微灌系统的灌水质量。

相对于传统筛网式过滤器自清洗网式过滤器在实际运行过程中具有自动化程度高，清洗的同时能够满足大田灌溉。

3.国内外研究进展近些年，随着农业高效节水技术的迅速发展，微灌系统中杂质处理设备与设施在理论研究、研制、结构优化及实际应用性能方面都取得了进步，使过滤器在实际微灌工程使用过程中操作变得越来越简单和智能化。

从文献资料来看，基于过滤器在微灌系统中的应用，国内外专家学者关于网式过滤器的研究发展主要包括以下几个方面。

3.1水力性能研究目前，国内外专家学者对微灌用过滤器的水力性能测试主要是通过原位试验，探究了网式过滤器的设计参数和不同水源（地表水、黄河水、再生水、微咸水）的處理效果。

滤网的目数、流量、含沙量浓度、泥沙颗粒级配等参数对国内外不同结构过滤器水头损失以及过滤前后含沙量或浊度变化的影响。

微灌系统中过滤设备的应用
通常微灌系统是由水泵、仪表、控制阀、过滤器组成的首部枢纽和担负着输配水任务的各干管、支管、毛管组成的管网系统以及直接向作物根部供水的各种形式的灌水器3部分组成的。

其中灌水器是完成灌水任务中最末级的关键设备，被称为
泥沙太多时，使用的筛网过滤器和介质过滤器将因频繁冲洗而失去作用，此种情况下设沉淀池可起初级过滤作用。

②去除铁物质。

溶解在地下水中的二氧化碳，在沉淀池中因压力降低，水温升高而逸出，水的PH值增大，引起铁物质的氧化和沉淀。

（3）离心式过滤器。

主要用于清除井水的泥沙。

离心式过滤器的工作原理是由高速旋转水流产生的离心力，将砂粒和其他较重的杂质从水体中分离出来，它内部
没有滤网，也没有可拆卸的部件，保养维护很方便。

离心式过滤器底部的积沙室必须频繁冲洗，以防沉积的泥沙再次被带入系统。

对有机物或比重小于水的杂质，离心式过滤器的分离效果很差，只有在一定的流量范围内，离心式过滤器才能发挥出应有的净化水质的效果。

（4）沙石过滤器。

主要用于水库、塘坝、渠道、河流及其他敞开水面水源中有。

大输液过滤系统设计大输液过滤系统设计导言：大输液过滤系统是医疗机构中非常重要的设备之一，它能够有效地去除输液中的微生物、颗粒和其他杂质，保证患者在输液过程中不受到细菌感染和其他不良反应。

本文将详细介绍大输液过滤系统的设计要点，包括选择合适的过滤器、确定合适的过滤器尺寸、确定合适的流速和压力等。

一、选择合适的过滤器1. 根据使用场景选择过滤器类型：根据具体使用场景选择合适的过滤器类型，常见的有微孔膜过滤器、纳米级膜过滤器和精密陶瓷膜过滤器等。

微孔膜过滤器适用于普通输液，能够有效去除直径大于0.22μm 的微生物；纳米级膜过滤器适用于高灌流速输液，能够去除直径大于0.02μm的微生物；精密陶瓷膜过滤器适用于特殊药物制剂，如乳剂和油剂。

2. 选择合适的过滤器材质：过滤器的材质直接影响到其使用寿命和过滤效果。

常见的过滤器材质有聚丙烯、聚酯、聚碳酸酯等。

根据具体需求选择合适的材质，同时考虑到成本和可持续性。

3. 确定合适的孔径大小：过滤器的孔径大小决定了其能够去除的颗粒和微生物大小范围。

一般来说，输液用的过滤器孔径应小于0.22μm，以确保能够有效去除细菌和其他微生物。

二、确定合适的过滤器尺寸1. 根据流速选择合适的过滤器尺寸：流速是指单位时间内液体通过过滤器的体积。

根据具体需求选择合适的流速，一般来说，大输液系统中流速应控制在每分钟10-15滴。

2. 确定合适的过滤面积：过滤面积是指过滤器上用于过滤液体的有效面积。

根据流速和需要去除颗粒或微生物的大小确定合适的过滤面积。

一般来说，大输液系统中过滤器的过滤面积应大于等于0.02平方米。

三、确定合适的流速和压力1. 控制流速：流速过快可能导致过滤器堵塞或破裂，流速过慢可能影响输液效果。

根据具体需求控制合适的流速，一般来说，大输液系统中的流速应控制在每分钟10-15滴。

2. 控制压力：过高的压力可能导致过滤器破裂或泄漏，过低的压力可能影响过滤效果。

根据具体需求控制合适的压力，一般来说，大输液系统中的压力应控制在0.1-0.3MPa之间。

节水灌溉（微灌）系统设计与设备、材料选择作者：万勇来源：《长江蔬菜·技术版》2014年第10期一个完整的灌溉系统，从灌溉受水点到水源，一般由灌水器、各级输水管道和管件，各种控制和量测设备，过滤器、施肥（施药）装置和水泵电机、电器控制装置、水源等配套组成。

概括起来系统可划分为首部枢纽、输水管网、灌水器三大部分。

现在使用的各种微灌方式，最根本的区别就在于灌水器的不同，其系统组成基本是相同的。

1 灌溉系统首部枢纽灌溉系统的首部枢纽由水泵机组、过滤设备、量测仪表、控制设备以及管道、阀门等组成。

其作用是经加压、过滤、加肥等措施，将灌溉水处理成符合灌溉要求的水流，并通过管网送到灌水器进行灌溉。

首部枢纽正确，合理的设计、选型和安装，对于灌溉系统长期、安全、正常使用有着十分重要的意义。

1.1 水泵机组简单的灌溉系统一般采用直接启闭水泵来控制，由于投资较低，在生产实际中也有应用；但水泵直接供水系统对于给不是同时启动和关闭的多个灌溉系统供水时，由于管网的流量变化，会出现在不同的工作区水泵运行供水水压不稳定的情况。

在这种情况下，就需要考虑应用稳压供水系统。

常用的有无塔恒压压力罐稳压和变频恒压供水系统。

①无塔恒压压力罐稳压供水系统由气压水罐、水泵、压力传感系统、自动控制柜、管道、阀门等组成。

该系统具有结构简单、安装使用方便，能实现自动控制等特点。

②变频恒压供水系统是一种先进的节能恒压供水系统，由水泵机组、压力传感系统、变频器、微机控制器及管网、阀门等组成。

它可根据供水管网流量的变化，以设定的压力要求和其他程序自动调节水泵的运转速度、启动、停止，保证管网供水压力恒定，极大提高了灌溉制度变化的灵活性。

在小流量用水的情况下，变频恒压供水系统可与气压水罐联合使用，能避免小流量供水造成水泵低速长时间运行，减少能耗，延长设备使用寿命。

变频恒压供水系统常常与多台水泵并联使用，在大流量用水的情况下起到调节作用。

1.2 过滤设备堵塞是引起微灌系统故障的主要原因，正确的选择过滤设备非常关键。

浅述高效节水灌溉系统中过滤器的选取方法摘要：在水资源缺乏的今天，保护水资源成为了全民共同关注的活动。

灌溉系统中保障水源清洁，清除水流内杂质的关键设备是过滤器，选择合理的过滤器在灌溉系统中起着重要的作用。

本文简要的分析了节水灌溉系统当中的过滤器，并以此为重点，进一步的分析了过滤器在实际生活和生产中的运用，以供参考。

关键词：节水灌溉；过滤器；特点1 高效节水灌溉过滤器概述“十三五”期间，各地要以“创新、协调、绿色、开放、共享”五大发展理念为引导，以提高农业生产用水效率为核心，按照中央要求和农业部的部署，进一步提高认识、加强领导、抢抓机遇，切实因地因水做好农田节水技术有关工作。

一是强化用水保障。

加强田间节水基础设施建设，积极整合增粮工程、高标准农田建设、旱作农业技术推广等相关项目资金，完善农田灌排、集雨蓄水和水肥一体化、墒情监测等设施设备，建设旱涝保收高标准农田，增强农业抗旱能力和综合生产能力。

二是推行适水种植。

根据水资源禀赋调整种植结构，实现量水生产、适水种植。

同时，要适应农业供给侧结构性改革的要求，合理调配水资源，实现适植用水。

三是改进灌溉方式。

分区域规模化推进高效节水灌溉发展，加快粮食主产区、严重缺水区和生态脆弱区节水灌溉工程建设，改进灌溉方式，推广管道输水、喷灌、滴灌、管灌、微喷灌等高效灌溉技术。

四是发展旱作农业。

充分利用自然降水，坚持蓄水和保墒并举，通过等高种植、垄沟种植、深松耕、土壤改良、保护性耕作等措施营造土壤水库，提高蓄水保水能力。

五是推广水肥一体化。

以小麦、玉米、马铃薯等粮食作物和棉花、蔬菜、水果等经济作物为重点，推广膜下滴灌、微喷灌、集雨补灌水肥一体化模式，促进水肥耦合。

水是地球的宝贵资源，但是现在世界各国都面临着水污染以及淡水水位下降的难题。

在污水治理上面我国已经投入了相当大的人力和物力，取得的成绩也是有目共睹的。

但是光是靠治理还是达不到我们最终想要达到的目的。

所以节约用水就提上了议程。

低水头滴灌过滤器的研制与应用秦永果(山西省运城市人民政府移民办公室，山西运城 044000)摘要：为解决传统微灌系统中使用的各种过滤装置孔口堵塞及水头损失较大这一问题，设计了几种不同截面型式的开敞式滤网过滤器，其结构有箱式、圆柱体式及棱柱体式三种型式，并分别对其进行水力性能测试。

测试结果表明：额定流量为2 m ／h时，以圆柱体式结构的滤网过滤器水头损失为最小(7．95 era)；额定流量为5 m ／h时，以箱形结构的滤网过滤器水头损失为最小(16．93cm)，两者均满足水头损失在30 cm 以下的要求。

实践应用结果表明，优选的两种开敞式滤网过滤器具有过滤效果好、水头损失小等优点，对于减缓灌水器堵塞、延长系统寿命发挥了重要作用，是适于低水头微灌系统的一种较为理想的过滤装置。

关键词：低水头滴灌；开敞式滤网过滤器；微灌系统；水头损失中图分类号：$275．6 文献标识码：A 文章编号：1005—6254(2007)O4—0043一O3上世纪九十年代初，山西运城市技术人员应用了一种新的节水技术一地下渗灌(亦称地表下滴灌)，它是在塑料管上用锥针之类的打孔器进行人工打孔，然后按一定间距将其埋入土壤一定深度，并利用地头蓄水池中的低水头自压，使水以4~：fL出流的形式湿润作物根部土壤，以此达到灌溉作物的目的 lI2 J。

该项技术应用前期效果很好，节水效果显著，但随着应用期的延长，后期出现了较为严重的灌水器(1~lJ：fL口)堵塞现象，致使灌水质量严重下降。

大量研究表明，这是由于水源水质不洁而导致的内堵，而蓄水池不封闭，尤其是进水口不设任何过滤设施或过滤设施简陋(大多以双层窗纱做为滤网)是致其堵塞的一个重要原因。

为解决这一问题，山西省科委将其列入“九五”科技攻关项目，并委托运城市水科所、中国农业大学等单位承担了这一任务。

笔者旨在通过对低水头过滤器的研究，以提供一种造价低廉、使用方便以及水头损失小的过滤装置，从而促进低水头滴灌技术的发展。

微灌设计计算书1.水量平衡分析计算1.1地块(1)-1 板栗需水量分析计算：1.地块（1）-1板栗小管出流灌区的技术参数的选择和计算1.1.1根据有关规定与调查资料和经验所取用的参数(1)灌溉方式的选择根据已有板栗种植栽培技术和农艺技术人员的实践经验，选择板栗灌溉采用小管出流灌溉方式。

(2)灌溉系统设计参数根据设计规范及结合当地的实际情况，选用如下设计参数①设计保证率。

依据《规范》不低于85%，此项目取90%。

②灌溉水利用系数。

依据《规范》不低于0.85，此项目取0.90。

③系统日工作小时数。

资料已给，此项目取18h/d。

④流量偏差率。

依据《规范》规定，此项目取q=20%。

⑤计划土壤湿润层，依据《规范》，为80～100cm。

取H=90c m⑥设计土壤湿润比，依据《规范》，板栗灌区取30%～50%。

P=40%通过计算所确定的参数①设计补充灌溉强度的确定根据提供的气象资料，并查询灌溉手册资料，可知，板栗的作物系数取0.95，与土壤有关的损失系数取1.05，板栗生长盛期的地面覆盖率按P=75%考虑，则覆E=6mm/d，因此，本项目区得板栗灌溉设计盖率影响系数取0.85，作物耗水量o耗水强度)/(087.5685.005.195.0d mm E K K K I o c s r c =⨯⨯⨯==该项目区的作物耗水全部来源于灌溉，此处c I =αI ，故设计灌溉补充强度c I =5.1mm/d 。

②土壤湿润比%0.30%100340.131%100=⨯⨯⨯⨯=⨯=r t w e s s D ns P P —土壤湿润比%n —每颗作物的滴头数，n =1e s —滴头间距，e s =3 m w D —湿润带宽度，w D =1mr s —作物行距，r s =4m t s —作物株距，t s =3m(3) 灌水器的选择据灌水器的种类和水力性能拟选用：由1个流量调节器和1根长1.0m 的∅4灌水小管组成，流量调节器工作压力为5～40m ，水压的变化对其出流量几乎没有影响，本工程设计工作水头为10.0m ，小管出水流量q =30L/h 。

微灌系统中过滤设备的种类和选型吕露内容提要：微灌系统通过灌水器（微喷头或滴头）来调节流量，灌水器的流道直径均很小，极易被灌溉水中的物理和化学杂质堵塞，因此，在微灌系统中必须配置适宜的过滤设备，本文就微灌系统设计中过滤设备的选型问题进行一些阐述。

一、引起灌水器堵塞的主要原因：1. 有机物：有机物来自于供水水源或在灌溉季节滋生于供水管道中，有机物数量的多少主要取决于水源，如开敞式静水塘坝或水池中，会滋长大量有机物。

大颗粒的有机杂质可过滤掉，但许多细小的澡类分解后仍能进入系统，然后在管道中不断絮结，并在灌水器出口处形成一道弧形的堆积带，从而堵塞灌水器流道。

2. 微生物：经常出现的微生物主要含铁和硫离子。

含铁的微生物是由可溶解的亚铁离子氧化而成，粘附在管道内壁和灌水器流道中，形成一种称做赭石的沉积物，会很快堵塞灌水器。

硫化物是一种白色或黄色的粘稠纤维沉积物，其表面会吸咐很多其它杂质。

3. 无机物：例如砂子、碎石硝等其它杂质，由于其粒径过大无法穿过灌水器流道，从而引起堵塞。

甚至悬浮于水中的粘土粒，也会聚集成大的颗粒堵塞灌水器流道。

4. 化学杂质：通常水体中含大量Ca、Mg、Mn等矿物质，它们沉积后会形成水垢；具有施肥功能的微灌系统，一些随肥料、农药进入系统的可溶离子，由于温度、压力、PH值等因素的变化，也可能形成沉积物而堵塞灌水器。

二、过滤系统选型的基本计算和参数灌水器一旦堵塞，会引起配水不均、系统性能下降，甚至造成整个系统瘫痪，这样就不得不耗费大量人力和财力来排除堵塞或重建系统。

因此为防止灌水器堵塞和投资浪费，任何微灌系统都必须合理配置过滤设备。

在选择过滤设备之前，应首先确定以下因素：弄清楚灌溉水中含有哪些杂质。

通过水质化验可获得杂质的粒径、物理特性、浓度等指标，这些指标将决定所选过滤器型式及其维护方式。

确定所选灌水器的流道直径，将用此直径选定过滤器的过滤能力。

确定灌溉系统的峰值流量，将用此流量选择过滤器的过滤容量。

灌溉与排水技术二○一○年五月目录第一章项目基本资料 (5)第二章兴建缘由 (5)第三章微灌类型及灌水器的确定 (6)1.微灌类型选用 (6)2.灌水器的确定 (6)第四章微灌工程规划设计参数的确定 (6)1.设计耗水强度 (6)2.微灌设计土壤湿润比 (6)3．微灌的灌水均匀度 (7)4．灌水允许工作水头偏差率和允许流量偏差率 (7)5.灌水有效利用系数 (8)第五章灌水制度的确定 (8)1.灌水定额M的确定 (8)2.灌水周期的确定 (8)3.灌水延续时间T的确定 (9)第六章微灌系统工作制度确定 (9)第七章允许最大毛管长度的确定及网管的规划布置 (9)1.允许毛管最大长度的确定 (9)2.管网的规划布置 (10)第八章微灌系统水力计算 (10)1.管道流量的计算 (10)2.各级管道管径的确定 (11)3.管网水头损失的计算 (13)第九章机泵选型配套 (14)1.灌溉系统设计流量 (14)２.系统设计扬程 (15)第十章首部枢纽设计 (15)第十一章系统运行复算 (16)“现代灌排工程技术”项目赵家山梨园微灌工程规划设计一、项目基本资料1、地形与地理位置赵家山梨园位于北纬度，东经度，地处本县赵家山村东，面积如表1所示。

果园地势北高南低，地面较平缓，平均高程88m。

2、梨树种植与土壤资料赵家山梨园为1991年种植的成年果园，虽已处于产果盛期，但由于干旱缺水，梨树仍矮小低产，亩产量仅450kg。

随着农村经营体制改革，村委会决定集资修建梨园微灌工程，加强果园管理，尽快使果园产量达到亩产2000kg，以增加群众收入，壮大农村经济力量，提高全村群从生活水平。

经实地调查，梨树沿等高线种植，株行距均为5 5m，树冠直径约。

园内土壤为壤土，田间持水率=25%（干土质量百分数）保水保肥能力较强。

3、气象资料该地属于干旱气候区，剧当地气象站（距果园32km）资料分析，多年平均降雨量仅285mm，且集中在8-10月份降落，每年的6-7月份基本无雨。

生态节水微灌技术设计实例设计现状：微灌工程的控制面积为300亩，耕地东西长600m，南北宽380m,地面纵坡为2/1000；都是经过多年耕作的条田，地势平坦。

种植作物为果树类的枣树，定植行距2.00m;株距1.50m。

在耕地南侧有一眼农业灌溉机井，井口高程为1406.30m；井深60 m，静水位8 m，水位降10 m，动水位18 m。

单井出水量80m3/h。

因原机井配套的潜水泵，经过多年的运行，老化磨损严重，经常需要维修才能保证灌溉需水量的要求，故需更换潜水泵。

1 工程设计依据本实例设计遵循以下技术规范：1.1 《节水灌溉技术规范》（SL207-98）1.2 《灌溉与排水工程设计规范》（GB50288-99）1.3 《水工钢筋混凝土结构设计规范》（SL/T191-96）1.4 《微灌工程技术规范》（SL103-95）1.5 《农田灌溉水质标准》（GB5084-92）以及国家有关部门制订颁发的施工技术及工程验收规范、规程、规定和质量检验标准。

2 节水灌溉标准依据《节水灌溉技术规范》（SL207-98），本实例实施的节水灌溉技术应达到如下标准：2.1 设计保证率≥85%；2.2 滴灌灌溉水利用率≥0.90；2.3 微喷灌溉水利用率≥0.85；2.4 灌水均匀度≥0.80；3 工程实例设计3.1 灌溉面积确定根据下式计算确定：式中：A-- --实际可控制面积（亩）；Q----设计供水量（m3/h），即单井出水量80 m3/h；η-- --灌溉水利用系数，取0.90；t-- --机井每日的工作有效小时数（h/d），20 h/d；d-- --灌水天数（d），取用水高峰期天数8d；m-- --灌水定额（m3/亩），28 m3/亩；经计算得A=411亩，即单井出水量可满足300亩灌溉需水量。

3.2 微灌工程布置微灌系统结构：潜水泵—水量控制设施－量测装置—离心式过滤器－施肥罐—网式过滤器－田间管网－滴灌带－压力补偿式稳流器－φ4小管3.2.1 首部首部由潜水泵、施肥罐、过滤器和安全保护和量水控制设施等组成。

微灌系统中过滤设备的种类和选型内容提要：微灌系统通过灌水器（微喷头或滴头）来调节流量，灌水器的流道直径均很小，极易被灌溉水中的物理和化学杂质堵塞，因此，在微灌系统中必须配置适宜的过滤设备，本文就微灌系统中过滤设备的选型问题进行一些阐述。

一、引起灌水器堵塞的主要原因：1.有机物：有机物来自于供水水源或在灌溉季节滋生于供水管道中，有机物数量的多少主要取决于水源，如开敞式静水塘坝或水池中，会滋长大量有机物。

大颗粒的有机杂质可过滤掉，但许多细小的澡类分解后仍能进入系统，然后在管道中不断絮结，并在灌水器出口处形成一道弧形的堆积带，从而堵塞灌水器流道。

2.微生物：经常出现的微生物主要含铁和硫离子。

含铁的微生物是由可溶解的亚铁离子氧化而成，粘附在管道内壁和灌水器流道中，形成一种称做赭石的沉积物，会很快堵塞灌水器。

硫化物是一种白色或黄色的粘稠纤维沉积物，其表面会吸咐很多其它杂质。

3.无机物：例如砂子、碎石硝等其它杂质，由于其粒径过大无法穿过灌水器流道，从而引起堵塞。

甚至悬浮于水中的粘土粒，也会聚集成大的颗粒堵塞灌水器流道。

4.化学杂质：通常水体中含大量Ca、Mg、Mn等矿物质，它们沉积后会形成水垢；具有施肥功能的微灌系统，一些随肥料、农药进入系统的可溶离子，由于温度、压力、PH值等因素的变化，也可能形成沉积物而堵塞灌水器。

二、过滤系统选型的基本计算和参数灌水器一旦堵塞，会引起配水不均、系统性能下降，甚至造成整个系统瘫痪，这样就不得不耗费大量人力和财力来排除堵塞或重建系统。

因此为防止灌水器堵塞和投资浪费，任何微灌系统都必须合理配置过滤设备。

在选择过滤设备之前，应首先确定以下因素：●弄清楚灌溉水中含有哪些杂质。

通过水质化验可获得杂质的粒径、物理特性、浓度等指标，这些指标将决定所选过滤器型式及其维护方式。

●确定所选灌水器的流道直径，将用此直径选定过滤器的过滤能力。

●确定灌溉系统的峰值流量，将用此流量选择过滤器的过滤容量。