沼液精密过滤装置及过滤方法的研究
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摘要：通过精密过滤装置内部的钛合金过滤元件把沼液中含有的植物纤维、泥沙、藻类、病毒等大分子物质隔离并粘附在外表面，沼液中含有的植物所需要的营养成分等小分子物质透过过滤元件的微孔进入过滤液室后排出作为液肥使用，粘附在钛合金过滤元件外表面污物的采用净水加压反向清洗的方式清除，装置清洗后可重复使用。
中图分类号：S141 文献标识码：A 文章编号：1674—0432（2012）—08—0045—1
0 引言
作为温室和大棚配备的滴灌系统，直接应用未经处理或经过简单过滤的沼液极易产生堵塞现象，导致滴灌系统不能正常工作。为此我院研究出一种沼液精密过滤装置及过滤方法，该装置既能过滤出沼液中的大分子物质，又能保留沼液中的营养物质不发生任何变化，从而保证农作物正常生长对有机液肥的需求，配合喷施系统或滴灌系统使用简单可靠，为沼液的大面积使用提供了有利条件。
1 主要结构、工作原理
1.1 主要结构（如图所示）：
图中：1.沼液精密过滤装置上壳体，2.钛合金过滤元件，3.钛合金过滤元件密封圈，4.过滤元件座板，5.过滤装置上壳体密封垫，6.壳体快开卡子，7.过滤液管道压力表，8.过滤液管道阀门，9.过滤液管道出口，10.过滤液三通管道，11.反冲洗进水阀门，12.反冲洗进水口，13.钛合金过滤元件锁紧螺母，14.沼液精密过滤装置下壳体，15.过滤液室，16.反冲洗排污口，17.反冲洗排污阀门，18.原液进口三通管道，19.沼液进口阀门，20.沼液进口，21.沼液进口管道压力表，22.过滤装置下壳体密封垫，23.沼液进口座板密封圈，24.沼液原液室。
1.2 工作原理：
下面结合上图对该设备的工作原理做详细的阐述。
经过加压的沼液原液流经沼液进口20、沼液进口阀门19、原液进口三通管道18，然后进入沼液精密过滤装置上壳体1与钛合金过滤元件2的外表面及过滤元件座板4形成的沼液原液室24内，沼液中分子量小于20万道尔顿的物质透过钛合金过滤元件2的微孔，进入到沼液精密过滤装置下壳体14与过滤元件座板4形成的过滤液室15内，经过过滤液三通管道10、过滤液管道阀门8、过滤液管道出口9，输送到储罐储存作滴灌液肥和喷施叶面肥使用，大颗粒的物质如植物纤维、泥沙、藻类、病毒被隔离并粘附在钛合金过滤元件2的外表面上，完成了沼液的精密过滤，整个过滤过程反冲洗排污阀门17和反冲洗进水阀门11均处于关闭状态。
当沼液进口管道压力表21显示的压力与过滤液管道压力表7之间显示的压力差值大于0.3MPa时，表明钛合金过滤元件2发生堵塞，此时需要进行反向冲洗清除堵塞物质。
反向冲洗时，过滤液管道阀门8和沼液进口阀门19处于关闭状态，带有一定压力的净水从反冲洗进水口12进入，经过反冲洗进水阀门11、过滤液三通管道10进入到过滤液室15内，从钛合金过滤元件2的内部透过钛合金过滤元件2的微孔喷出，带走了堵塞钛合金过滤元件2表面的附着物，流经插接在过滤元件座板4上的原液进口三通管道18、反冲洗排污阀门17及反冲洗排污口16排出后输送至污水处理厂集中处理，待过滤液管道压力表7显示的压力与沼液进口管道压力表21显示的压力差值小于0.05 MPa时，表明钛合金过滤元件2的外表面堵塞的附着物已被清洗干净，此时可以关闭反冲洗进水阀门11和反冲洗排污阀门17停止反向冲洗净水的供给，然后打开过滤液管道阀门8和沼液进口阀门19后，就可正常进行沼液精密过滤了。
经过加压后的沼液原液通过沼液进口和沼液进口阀门及原液进口三通管道进入沼液原液室，钛合金过滤元件把沼液原液中分子量比较大的物质隔离并附在外表面上，分子量较小的营养物质透过钛合金过滤元件进入过滤液室，然后经过过滤液三通管道和过滤液管道阀门及过滤液管道出口排出并输送到储罐用作液肥使用。
由于经过精密过滤装置过滤后的沼液不含有产生腥臭气味的余氯和病毒等大分子物质，这些物质在过滤过程中已经被隔离后清除，所以过滤后的沼液呈现的是无味的褐色液体，消除了人们对沼液肥含有腥臭气味的排斥心理，便于沼液肥大面积应用。
判断装置是否堵塞和冲洗干净的方法是：观察进出口压力表的数值，当沼液进口管道压力表显示的压力与过滤液管道压力表之间显示的压力差值大于0.3MPa时，表明过滤装置发生堵塞，此时需要进行反向冲洗清除堵塞物质。反向冲洗时，当进出口压力表差值小于0.05MPa时，表明过滤装置内的堵塞附着物已被清洗干净。
2 设备特点
（1）经过该套精密过滤装置过滤的沼液，保留了原有的植物所需要的营养成分，去除了植物纤维、悬浮有机物、泥沙、病毒等有害物质，达到了精量喷雾机及微滴灌系统的施用要求，同时该套装置也可作为沼液浓缩复合液肥生产的配套设备使用。
（2）由于经过精密过滤装置过滤后的沼液不含有产生腥臭气味的大分子物质存在，所以过滤后的沼液呈现的是无味的褐色液体，消除了人们对沼液肥含有腥臭气味的排斥心理，为促进沼液肥大面积应用提供了一种有力的保障。
3 结论
（1）该套装置具有过滤能力强、容易清洗、成本低廉，生产出的沼液便于与滴灌、喷施系统以及沼液浓缩生产线配套使用；
（2）生产设备操作简单，便于掌握，特别适用于大型沼气池配套使用；
（3）废物资源化得到合理的应用，减少了非用肥季节沼液无序排放对环境造成的污染。
参考文献
[1] 骆林平，张妙仙，单胜道.沼液肥料及其利用研究现状.浙江农业科学，2009年卷05期：977—978.
[2] 熊棣文，解娟，吴正亮，杨灿，余平.沼液无害化处理与利用成套设备工艺技术.南方农业，2011年5卷03期：5—9.
作者简介：李建军（1974—），男，硕士，长春市农业机械研究院工程师，从事农业机械领域科研、推广工作。