一种农用盐碱水高效淡化混肥集成供液装置

1.本技术涉及盐碱水淡化装置领域，特别涉及一种农用盐碱水高效淡化混肥集成供液装置。


背景技术：

2.在盐碱区的地下水含有大量的盐成分，俗称苦咸水，这些苦咸水无法直接进行耕种浇地使用、无法喂养牲畜。因此在盐碱区的淡水资源尤其珍贵，在需要大量使用到淡水的盐碱区，一般都设置有苦咸水的淡化设备用于满足居民需求；然而苦咸水淡化过程中，由于我国农业园区中可利用空间小，而现有的盐碱水淡化装置占用空间较大，淡化设备一般安装在厂房内，苦咸水都需要经过输送，且在处理后还需要输送回去，增大了中间的成本。
3.因此，我们提出一种针对我国农业园区中主要设施类型可利用空间小的问题，将设备进行进一步集成，方便在农业园区中广泛运用，且可并保证农用水标准化净化与水肥配液。


技术实现要素：

4.本技术目的在于针对我国农业园区中主要设施类型的可利用空间小，将设备进行进一步集成并保证农用水标准化净化与配肥，相比现有技术提供一种农用盐碱水高效淡化混肥集成供液装置，包括公用头部、脱盐主体和公用尾部；
5.公用头部包括旋流除砂设备、低压筛滤网袋、梯度叠片过滤设备；
6.脱盐主体包括多个并联的盐碱水高效淡化模块，盐碱水高效淡化模块包括微米级过滤设备和纳米级脱盐设备，公用头部和公用尾部内分别设置有原水箱和产水箱，原水箱内安装有原水泵，盐碱水高效淡化模块包安装在原水箱与产水箱之间；
7.公用尾部包括低功耗变频恒压供水系统和温室终端液压驱动混肥系统。
8.可以实现将设备进行进一步集成，占地面积小，安装简单，即插即用，无需进行额外接线。满足我国现有农业园区水净化系统与水肥一体化系统在空间、地域上的特殊需求，实现农用净化水与水肥一体化技术装置化、标准化。
9.可选的，原水罐内设置有水位液压传感器，产水箱内设置有投入式液位传感器和ec值检测器。
10.可选的，包括一种自动化控制系统，自动化控制系统包括安装在公用头部内的处理器，脱盐主体和公用尾部均与处理器信号连接，处理器上连接有循环清洗设备远程预警系统、通信模块和压力检测系统。
11.可选的，压力检测系统包括安装在循环清洗设备原水泵、纳米级脱盐设备和微米级过滤设备处的液压传感器，多个液压传感器均与处理器信号连接。
12.可选的，微米级过滤设备内设有原水泵和复合微米级滤芯，复合微米级滤芯采用8040法兰式标准膜壳作为过滤腔体，且复合微米级滤芯包括复合四层过滤芯。
13.可选的，低压筛滤网袋以多层梯度前置安装在原水罐子的进水口中，低压筛滤网
袋还以自由悬浮方式分散在原水罐内。
14.可选的，纳米级脱盐设备内设置有管空腔过滤结构，管空腔过滤结构用于水盐的靶向通过，纳米级脱盐设备的脱盐额定运行压力为5-8bar。采用水通道脱盐膜，区别于传统反渗透技术，无需通过高压来抵抗离子正渗透压，保证设备长期低压运行，有益于降低成本。
15.可选的，公用头部包括前端处理柜，原水箱、旋流除砂设备、低压筛滤网袋和梯度叠片过滤设备集成在前端处理柜内，公用尾部包括后端处理柜，产水箱、低功耗变频恒压供水系统和温室终端液压驱动混肥系统集成在后端处理柜内，公用头部和公用尾部与脱盐主体之间连接有导水管。
16.一种农用盐碱水高效淡化混肥集成供液装置，其使用方法为：
17.s1,在产水箱内水位低于设定值时，设备启动；
18.s2，设备启动后，内置循环清洗设备对设备用纯水对系统进行大流量循环冲洗，直至产水ec数值稳定至设定值后设备整体开始运行；
19.s3，设备运行时，内置的监测循环清洗设备原水泵、膜前后压力变化，任一环节的数据出现异常则产生系统报警，运行参数计入工作日志，并结束运行，通过4g网络通知管理人员；
20.s4，设备正常运行时，通过盐碱水高效淡化模块进行盐碱水淡化处理，直至产水箱内水位达到设定值；
21.可选的，盐碱水高效淡化装置的水处理最大总量20m^3/h，盐碱水高效淡化单元模块水处理量为2m^3/h。
22.相比于现有技术，本技术的优点在于：
23.(1)可以实现将设备进行进一步集成，占地面积小，安装简单，即插即用，无需进行额外接线。满足我国现有农业园区水净化系统与水肥一体化系统在空间、地域上的特殊需求，实现农用水净化技术与水肥一体化技术装置化、标准化。
24.(2)原水罐利用水位液压传感器实现原水实时补充，维持满水状态。产水罐里利用投入式液位传感器，实现淡化设备“达水停机、缺水启动”。内置循环清洗设备自动循环清洗功能，利用纯水对系统进行大流量循环冲洗，待产水ec数值稳定后，开始运行或者停机。
25.(3)内置压力检测系统，系统启动时，监测循环清洗设备原水泵、膜前后压力变化，每一环节的数据出现异常则产生系统报警，运行参数计入工作日志，并结束运行，通过4g网络通知管理人员。
26.(4)纳米级脱盐设备内设置有管空腔过滤结构，管空腔过滤结构用于水盐的靶向通过，纳米级脱盐设备的脱盐额定运行压力为5-8bar。采用水通道脱盐膜，区别于传统反渗透技术，无需通过高压来抵抗离子正渗透压，保证设备长期低压运行，有益于降低成本。
附图说明
27.图1为本技术的立体图；
28.图2为本技术的原理架构图；
29.图3为本技术的脱盐主体结构示意图；
30.图4为本技术的运行逻辑图；
31.图5为本技术的使用流程图。
32.图中标号说明：
33.1公用头部、2脱盐主体、3公用尾部。
具体实施方式
34.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
35.实施例1：
36.本技术公开了一种农用盐碱水高效淡化混肥集成供液装置，请参阅图1-2，一种农用盐碱水高效淡化混肥集成供液装置，包括公用头部1、脱盐主体2和公用尾部3；
37.公用头部1包括旋流除砂设备、低压筛滤网袋、梯度叠片过滤设备，其中低压筛滤网袋以多层梯度前置安装在原水罐子的进水口中，低压筛滤网袋还以自由悬浮方式分散在原水罐内，低压筛滤网袋用于原水罐内水的初步过滤；
38.请参阅图1和图3，脱盐主体2包括多个并联的盐碱水高效淡化模块，盐碱水高效淡化模块包括微米级过滤设备和纳米级脱盐设备，公用头部1和公用尾部3内分别设置有原水箱和产水箱，原水箱内安装有原水泵，盐碱水高效淡化模块包安装在原水箱与产水箱之间，原水罐内设置有水位液压传感器，产水箱内设置有投入式液位传感器和ec值检测器，本领域技术人员可设定最低水位和额定水位，投入式液位传感器与控制器连接，通过检测水位数值控制设备工作，实现淡化设备“达水停机、缺水启动”；盐碱水高效淡化装置的水处理最大总量20m^3/h，盐碱水高效淡化单元模块水处理量为2m^3/h。
39.微米级过滤设备内设有原水泵和复合微米级滤芯，复合微米级滤芯采用8040法兰式标准膜壳作为过滤腔体，且复合微米级滤芯包括复合四层过滤芯，本方案中的微米级过滤设备除内部过滤结构采用上述复合微米级滤芯，其余结构使用现有技术，所以本方案不再对其余结构进行赘述。
40.纳米级脱盐设备内设置有管空腔过滤结构，采用碳纳米管(cnts)、氧化石墨烯(go)和硅化碳(sic)等材料，形成一个复合0.4-0.5nm管空腔结构，通过离子直径和电荷等识别，结合流体动力学机微纳流理论，实现水盐的靶向通过，将盐碱水中的钠、钙、镁等阳离子、氯、硫酸根、重碳酸氢根等阴离子的有效清除，管空腔过滤结构用于水盐的靶向通过，纳米级脱盐设备的脱盐额定运行压力为5-8bar。采用水通道脱盐膜，区别于传统反渗透技术，无需通过高压来抵抗离子正渗透压，保证设备长期低压运行，有益于降低成本，本方案中的纳米级脱盐设备除内部过滤结构采用上述管空腔结构，其余结构使用现有技术，所以本方案不再对其余结构进行赘述；
41.公用尾部3包括低功耗变频恒压供水系统和温室终端液压驱动混肥系统，低功耗变频恒压供水系统用于维持设备内压力稳定，温室终端液压驱动混肥系统用于向外界输出淡化水，温室终端液压驱动混肥系统与产水罐连接。
42.包括一种自动化控制系统，自动化控制系统包括安装在公用头部1内的处理器，脱盐主体2和公用尾部3均与处理器信号连接，处理器上连接有循环清洗设备、远程预警系统、
通信模块和压力检测系统，循环清洗设备用于引入纯水对设备内部进行循环清洗。
43.压力检测系统包括安装在循环清洗设备原水泵、纳米级脱盐设备和微米级过滤设备处的液压传感器，液压传感器用于检测，多个液压传感器均与处理器信号连接。
44.公用头部1包括前端处理柜，原水箱、旋流除沙设备、低压筛滤网袋和梯度叠片过滤设备集成在前端处理柜内，公用尾部3包括后端处理柜，产水箱、低功耗变频恒压供水系统和温室终端液压驱动混肥系统集成在后端处理柜内，公用头部1和公用尾部3与脱盐主体2之间连接有导水管。
45.请参阅图4-5，一种农用盐碱水高效淡化混肥集成供液装置，其使用方法为：
46.s1,在产水箱内水位低于设定值时，设备启动；
47.s2，设备启动后，内置循环清洗设备对设备用纯水对系统进行大流量循环冲洗，直至产水ec数值稳定至设定值后设备整体开始运行；
48.s3，设备运行时，内置的监测循环清洗设备原水泵、膜前后压力变化，任一环节的数据出现异常则产生系统报警，运行参数计入工作日志，并结束运行，通过4g网络通知管理人员；
49.s4，设备正常运行时，通过盐碱水高效淡化模块进行盐碱水淡化处理，直至产水箱内水位达到设定值；
50.本方案可实现以下几点有益效果：
51.平行模块化：采用“公共头部+脱盐主体2+公共尾部”流程，公共头部由旋流除砂、低压兜滤、梯度叠片过滤组成，处理量可达20m3/h，主体由1台或多台盐碱水高效淡化水通道脱盐模块并联组成，每台处理量为2m3/h，公共尾部由低功耗变频恒压供水系统与温室终端液压驱动混肥系统组成，方便通过公共尾部向外输出淡化水，以此来满足不同农业园区的纯水与营养液供应需求。
52.自动化控制：原水罐利用水位液压传感器实现原水实时补充，维持满水状态。产水罐里利用投入式液位传感器，实现淡化设备“达水停机、缺水启动”。内置循环清洗设备自动循环清洗，利用纯水对系统进行大流量循环冲洗，待产水ec数值稳定后，开始运行或者停机。内置压力检测系统，系统启动时，监测循环清洗设备原水泵、膜前后压力变化，每一环节的数据出现异常则产生系统报警，运行参数计入工作日志，并结束运行，通过4g网络通知管理人员，方便设备的及时维修管理。
53.低压运行：采用水通道脱盐膜，区别于传统反渗透技术，该技术无需通过高压来抵抗离子正渗透压，因此可以实现长期低压运行，脱盐额定运行压力仅为5-8bar，设备压力承担设计标准降低，大大降低成本。
54.高度集成化：针对我国农业园区中主要设施类型的可利用空间小，将设备进行进一步集成，占地面积小，安装简单，即插即用，无需进行额外接线。满足我国现有农业园区水净化系统在空间、地域上的特殊需求，实现农用水净化技术装置化、标准化。
55.以上所述，仅为本技术较佳的具体实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内，根据本技术的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本技术的保护范围内。

技术特征：
1.一种农用盐碱水高效淡化混肥集成供液装置，其特征在于，包括公用头部(1)、脱盐主体(2)和公用尾部(3)；所述公用头部(1)包括旋流除沙设备、低压筛滤网袋、梯度叠片过滤设备；所述脱盐主体(2)包括多个并联的盐碱水高效淡化模块，所述盐碱水高效淡化模块包括微米级过滤设备和纳米级脱盐设备，所述公用头部(1)和公用尾部(3)内分别设置有原水箱和产水箱，所述原水箱内安装有原水泵，所述盐碱水高效淡化模块包安装在原水箱与产水箱之间；所述公用尾部(3)包括低功耗变频恒压供水系统和温室终端液压驱动混肥系统。2.根据权利要求1所述的一种农用盐碱水高效淡化混肥集成供液装置，其特征在于，所述原水罐内设置有水位液压传感器，所述产水箱内设置有投入式液位传感器和ec值检测器。3.根据权利要求1所述的一种农用盐碱水高效淡化混肥集成供液装置，其特征在于，所述包括一种自动化控制系统，所述自动化控制系统包括安装在公用头部(1)内的处理器，所述脱盐主体(2)和公用尾部(3)均与处理器信号连接，所述处理器上连接有循环清洗设备、远程预警系统、通信模块和压力检测系统。4.根据权利要求1所述的一种农用盐碱水高效淡化混肥集成供液装置，其特征在于，所述压力检测系统包括安装在循环清洗设备原水泵、纳米级脱盐设备和微米级过滤设备处的液压传感器，多个所述液压传感器均与处理器信号连接。5.根据权利要求1所述的一种农用盐碱水高效淡化混肥集成供液装置，其特征在于，所述微米级过滤设备内设有原水泵和复合微米级滤芯，所述复合微米级滤芯采用8040法兰式标准膜壳作为过滤腔体，且复合微米级滤芯包括复合四层过滤芯。6.根据权利要求1所述的一种农用盐碱水高效淡化混肥集成供液装置，其特征在于，所述低压筛滤网袋以多层梯度前置安装在原水罐子的进水口中，所述低压筛滤网袋还以自由悬浮方式分散在原水罐内。7.根据权利要求1所述的一种农用盐碱水高效淡化混肥集成供液装置，其特征在于，所述纳米级脱盐设备内设置有管空腔过滤结构，所述管空腔过滤结构用于水盐的靶向通过，所述米级脱盐设备的脱盐额定运行压力为5-8bar。8.根据权利要求1所述的一种农用盐碱水高效淡化混肥集成供液装置，其特征在于，所述公用头部(1)包括前端处理柜，所述原水箱、旋流除砂设备、低压筛滤网袋和梯度叠片过滤设备集成在前端处理柜内，所述公用尾部(3)包括后端处理柜，所述产水箱、低功耗变频恒压供水系统和温室终端液压驱动混肥系统集成在后端处理柜内，所述公用头部(1)和公用尾部(3)与脱盐主体(2)之间连接有导水管。9.根据权利要求1所述的一种农用盐碱水高效淡化混肥集成供液装置，其特征在于，其使用方法为：s1,在产水箱内水位低于设定值时，设备启动；s2，设备启动后，内置循环清洗设备对设备用纯水对系统进行大流量循环冲洗，直至产水ec数值稳定至设定值后设备整体开始运行；s3，设备运行时，内置的监测循环清洗设备原水泵、膜前后压力变化，任一环节的数据出现异常则产生系统报警，运行参数计入工作日志，并结束运行，通过4g网络通知管理人
员；s4，设备正常运行时，通过盐碱水高效淡化模块进行盐碱水淡化处理，直至产水箱内水位达到设定值。10.根据权利要求1所述的一种农用盐碱水高效淡化混肥集成供液装置，其特征在于，所述盐碱水高效淡化装置的水处理最大总量20m^3/h，所述盐碱水高效淡化模块水处理量为2m^3/h。水肥一体化供液流量为20m^3/h。

技术总结
本申请公开了应用于盐碱水淡化装置领域的一种农用盐碱水高效淡化混肥集成供液装置，该一体化装置，包括公用头部、脱盐主体和公用尾部；公用头部包括旋流除砂设备、低压筛滤网袋、梯度叠片过滤设备；脱盐主体包括多个并联的盐碱水高效淡化模块，盐碱水高效淡化模块包括微米级过滤设备和纳米级脱盐设备，公用头部和公用尾部内分别设置有原水箱和产水箱，原水箱内安装有原水泵，盐碱水高效淡化模块安装在原水箱与产水箱之间；公用尾部包括低功耗变频恒压供水系统和温室终端液压驱动混肥系统。可以实现地下灌溉水源的微米过滤、淡化脱盐、精准混肥、实时供液全流程，设备进一步集成，占地面积小，安装简单，即插即用，无需进行额外接线，非常适合设施农业中使用。非常适合设施农业中使用。非常适合设施农业中使用。


技术研发人员：周杰 王建江 杨峰俊 喻景权 齐振宇 周艳虹 师恺 夏晓剑 胡璋健
受保护的技术使用者：浙江大学
技术研发日：2023.03.24
技术公布日：2023/7/31