易文裕 熊昌国 邱云桥 王攀 余满江

四川省农业机械研究设计院，四川成都

近年来，我国沼气工程产业发展日趋成熟，应用日益广泛[1～2]。沼液作为沼气工程产生的残余物，含有多种氨基酸以及农作物生长所需要的Ca、Mg、Fe、Zn等微量元素和B族维生素等，能够有效促进农作物的生长发育[3]。将沼液作为肥料是当前沼液处理的主要手段，对保护环境、提高沼气工程综合效益具有重要意义[4]。

沼气工程产生的沼液中通常含有沼渣，导致沼液灌溉过程中常出现灌溉系统出液口堵塞的情况，严重时造成灌溉系统运行停止，不仅降低了灌溉作业效率，而且降低了灌溉系统的使用寿命，增加了作业成本。因此，研制沼液自动反冲深层过滤装置对提高沼液利用效率具有重要意义。

1 整机结构与工作原理

1.1 整机结构

沼液自动反冲深层过滤装置整机结构如图1 所示，主要由底座、第一过滤罐、第二过滤罐、进液管、压力计、出液管、反冲管、布水管、球阀等组成。

图1 整机结构图

1.2 工作原理

作业时，确保进液管上的第一进液球阀和第二进液球阀保持开启状态，第一、第二反冲支管上的第一反冲球阀和第二反冲球阀保持关闭状态。启动供液泵，将需要过滤的沼液通过进液主管导入到过滤罐体中，即进入正常过滤工作状态。沼液通过过滤罐体中的多层骨料过滤，可有效去除沼液中的固体杂质和悬浮物，过滤后的沼液从出液主管输送至沼液灌溉管网系统中。

当进液主管上的压力计和出液主管上的压力计所测的压力差值大于正常过滤工作的压力差值时，需要进行自动反冲自清洁操作。当对第一过滤罐进行反冲自清洁时，首先确保第一进液球阀保持开启状态，第二进液球阀保持关闭状态，第一反冲支管上的第一反冲球阀保持关闭状态，第二反冲支管上的第二反冲球阀保持开启状态，关闭出液主管。启动供液泵，此时沼液先通过第二过滤罐进行过滤处理，过滤后的沼液再反向流过第一过滤罐体，将第一过滤罐体中的过滤杂质通过反冲管排出。

当对第二过滤罐体进行自动反冲自清洁工作时，保证第二进液球阀保持开启状态，第一进液分球阀保持关闭状态，保证第二反冲分管上的第二反冲球阀保持关闭状态，第一反冲分管上的第一反冲球阀保持开启状态，保证出液主管保持关闭状态，最后启动供液泵即可。

2 过滤罐体内部设计

过滤罐内部过滤结构如图2所示。罐体内包含五层骨料层，各层骨料层厚度均为350 mm，相邻骨料层中的上层骨料层骨料的直径与相邻下层骨料层骨料的直径比为0.4，各层骨料直径分别为1.6 mm、4.0 mm、10.0 mm、25.0 mm、62.5 mm，最上层骨料与罐体顶部保留一定空间。

采用此种骨料布置方式，一方面能够使罐体底部形成多空隙空间，保证出液布水器不被骨料堵死；另一方面可有效保证各层骨料分布均匀，减少上层骨料滑落到下层的现象发生，并能有效过滤掉沼液中的固体杂质和悬浮物。在过滤罐体上部保留一定的空间有利于在反冲自清洁工作时使被过滤的固体杂质和悬浮物排出并减少最上一层细小骨料随反冲液体进入进液布水器的可能性。

图2 过滤罐内部结构图

3 结论

本文研制的沼液自动反冲深层过滤装置，采用机械物理过滤方法，能够稳定高效去除沼液中的固体杂质和悬浮物，使输出的沼液完全满足灌溉系统出液口的要求，保证灌溉系统不堵塞。同时，通过自动反冲自清洁工作，使过滤骨料能够长期使用，保证过滤系统长期稳定运行。该装置通过与沼气工程、设施农业等配套使用，可为沼液用于规模化种植农业灌溉施肥提供技术保障。