摘要：介绍几种过滤器的组成和工作原理，根据系统上游的水质情况，实验得出不同类型过滤器对去除灌溉水中不同污物的有效性，根据过滤器对各种污物的有效过滤程度来选择。
关键词：微灌系统；过滤器；选型
0 引言
在现代农业中，微灌技术应用十分广泛，是一种高效的主流灌溉技术，它具有按作物需求及时供水、灌溉均匀、节水效果明显、操作简便等优点，但也有一个主要缺点是灌水器（滴头、滴带、喷头等）受水质影响较大，容易引起堵塞，是引起微灌系统故障的主要原因，所以说，正确地选择过滤器设备是非常重要的。目前微灌系统中主要使用4种过滤器：颗粒过滤器、筛网过滤器、叠片式过滤器和旋流式水沙分离器（有的厂家称离心式过滤器）。
1 过滤器的类型
1.1颗粒过滤器
颗粒过滤器是使水通过有一定厚度的颗粒层来完成过滤的。这些颗粒可以是砂、砾石或其他粒状材料，过滤精度取决于颗粒的有效尺寸和通过过滤器的过滤速度。微灌系统中常用到的是石英砂介质过滤器。砂过滤器是含有有机物和淤泥水质的最适宜的过滤器类型，其特点是具有很高的去除污物的能力，但这种设备较贵，对管理的要求较高。
砂过滤器主要由进水口、出水口、过滤罐体、砂床和排污孔等组成，砂过滤器靠反冲洗来清洗内部，在运行一至两个灌溉季节后，过滤砂应依水质情况进行补充或更换。
图1砂过滤器
（a）1.进水阀2.进水管3.冲冼阀4.冲洗管5.输水阀6.输水管7.排水阀8.排水管9.压力表10.集水管11.150目网12.过滤砂13.排污阀14.排污管15.压力表
（b）1.进水管2.排污管3.反冲洗管4.三向阀5.过滤罐进口6.过滤砂7.过滤罐出口8.集水管9.反冲洗管图1砂过滤器
1.1.1单罐反冲洗砂过滤器工作原理如图1（a）所示，过滤时打开进水阀，关闭冲洗阀和排污阀，灌溉水通过进水管进入过滤罐内并逐渐渗过各砂砾层，通过包裹着150目的不锈钢滤网集水管由输水阀送入灌溉管道，水中的污物被各砂砾滤层截获并滞留在各砂粒的孔隙之间。反冲洗时首先打开冲洗管上的冲洗阀和排污管上的排污阀，水流经过冲洗管由集水管进入过滤罐内反向流过各砂滤层，上部颗粒较细的砂层在上浮力的作用下体积膨大，各砂粒开始“松动”，间距加大，使滞留在其间的污物随水流通过排污阀和排污管排出外，直到排出的水流变清为止。2个压力表是观测过滤罐进出口的压力变化用的，打开进水阀和排水阀，用过滤后的清洁水洗去集水管和冲洗管中的污物，并通过排水阀和排水管去除污水，待水清洁后才能关上排水阀并打开输水阀向系统供水。
1.1.2双罐（或多罐）反冲洗砂过滤器工作原理为了在反冲洗过程中也能同时向系统供水，在首部枢纽往往安装2个以上过滤罐。如图1（b）所示，这种过滤器的过滤与反冲洗过程是通过一种特制的三向阀门来控制的，当打开三向阀门时，阀门向后移动封闭住反冲洗管进口而让压力水流通过进水管和过滤罐进口，水中污物被砂粒之间的孔隙截留和浮获，清洁的水通过滤罐的出口和集水管进入下级管道而送入到灌区。反冲洗时，关闭其中一个过滤罐上的三向阀门，同时也就是打开了该罐的反冲洗管进口，由另一个过滤罐来的干净水通过集水管进入待冲洗罐内，水流反向流过砂床时使砂床膨胀向上，砂粒之间的间距增大，被截留在孔隙之间的各种污物被水冲动并带出砂床，经过反冲洗管排出罐外，这时可以调节排污管上的排污阀，使冲洗水流中见不到过滤砂流出即可。如果在反冲洗时流量不足，则可以通过关闭装在灌溉供水管上的阀门减少向灌区的供水流量而提高反冲洗流量。每次冲洗时一定要冲到使排出的污水变清为止。
1.2 筛网过滤器
其结构简单且价格便宜。筛网过滤器基本上采用塑料或金属材料的筛网，当悬浮颗粒超过网孔的尺寸后即被截留。当一定数量的污物积累在筛网上后，经过过滤器的压力会显著下降，这时应对筛网实施手动或自动冲洗。
筛网过滤器的分类主要按过滤部件的材料、性能划分，如塑料和金属筛网过滤器、手动和自动冲洗过滤器等。手动冲洗过滤器如图2所示。
筛网过滤器的冲洗有手动、自动2种方式。对结构简单的过滤器手动冲洗是常见的冲洗方式，这种过滤器常常仅由2个过滤元件组成，冲洗时需拆下进行。当过滤器内部加装一个泄水器件后，内部的截留污物可被连续冲走，系统供水正常进行，从而实现不间断冲洗。有自动冲洗功能的过滤器，是在过滤器的进出口安装压力传感器，根据测定的由于污物堵塞滤网造成的压力差来控制冲洗时间，这种设备自动化程度高，现阶段以进口设备为主，投资较大。
1.3叠片式过滤器
叠片式过滤器是近期发展起来的一种新型过滤器，其过滤元件由一组压紧的带有微细流道的环状塑料片组成，清水由片间的细小流道通过，而污物则截留在叠片四周及片间。其特点是过流能力大，结构简单，维护方便，寿命长，适用于有机物含量较高的水质条件。叠片过滤器的冲洗有手动、半自动和自动3种方式，可用压力表或压差传感器指示冲洗运行。不论采用哪一种冲洗方式，都需将压力紧的叠片松开，将叠片之间滞留的污物彻底冲洗干净。
目前国内叠片式过滤器规格不全，特别是大流量叠片式过滤器价格较贵。在系统流量较大时，可选择几个小流量叠片过滤器并联使用，以降低成本。
1.4旋流式水砂分离器
旋流式水砂分离器利用了旋流和离心原理，因此只有当分离颗粒的密度高于水时才能有效使用。旋流式水砂分离器一般作为过滤系统的第一级处理设备，靠近水井和泵站安装，最适宜去除水中的泥砂和石屑。分离出的固体物被送至底部的一个容器内，容器需定时排污冲洗，如图4所示。
2 过滤器的选型
为了选择一定条件下最适宜的过滤系统，首先必须确定过滤系统上游的水质，然后根据灌水器的类型确定对过滤器的要求。表1总结了不同类型过滤器对去除灌溉水中不同污物的有效性，过滤器可以根据它们对各种污物的有效过滤程度来选择。对于具有相同过滤效果的不同过滤器来说，选择的依据主要考虑价格高低。一般砂过滤器是最贵的，而叠片或筛网过滤器则是较便宜的。图5给出了一种过滤器选择的速查图，可根据供水管道的管径和流量直接从图中选择适宜的过滤类型。
3 结语
微灌系统过滤器的选型十分重要，不仅要考虑上游水质情况，而且要根据实际需要，以经济、实用、清洗方便为原则。杜绝因选型不当、设计缺陷而产生微灌系统故障的事件的发生。
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