莫桑比克加工番茄滴灌过滤系统选型及泵前处理技术要点

李志伟，丁连军，阮明艳，李德法，李慧娟，黄耀新，岳绚丽

（新疆天业（集团）有限公司 国家节水灌溉工程技术研究中心，新疆832000）

莫桑比克经济主体为农业，热带气候光照时间长，年平均温度19.4℃，年均降雨量在500～1 000 mm，农作物生产季节长，农业增长潜力大。全年分雨旱两季，由于农业灌溉设施匮乏或不健全，每年作物种植多在雨季种一季，旱季降雨不足农田闲置，资源不能很好地得到开发与利用。作为番茄酱消费增长较快的国家，莫桑比克因经济和技术等原因单产产量低，加工业滞后，番茄酱主要靠进口。将滴灌技术与当地加工番茄农艺技术相结合与应用，是解决存在问题的有效途径，本文就滴灌过滤系统选型及泵前处理技术要点进行介绍，以确保滴灌系统的高效使用，从而实现旱季种植、雨季早播，提高农田土地利用率和作物有效生长期，同时为提高加工番茄的产量和品质，提供原料供应，为番茄酱的工业发展提供了条件，为更大地发挥当地资源优势，推动当地的农业整体提高都具有重要的积极作用。

1 水资源基本情况

莫桑比克河流众多，水资源丰富，拥有良好的灌溉潜能。全国拥有15个大型流域，共104条河流，其中赞比西、林波波和韦萨河是主要河流，水质良好，符合农田灌溉标准，有潜力增加农业生产力和农业生产，降低气候多变等因素的负面影响，提高生产系统的适应性。另外，当地雨季较长，每年九月到次年五月，年均降雨量在500～1 000 mm。项目区所在的赞比西省年雨量在800～1 000 mm，有多条河流与湖泊，内部水系丰富，可农田灌溉提供基本水源保障。

2 过滤系统的选型

2.1 常用过滤器类型及其特性

常用过滤设备有离心过滤器、砂石过滤器、筛网过滤器、浮桶式自动反冲洗网式过滤器，叠片式过滤器等。各种设备可以在首部枢纽中单独使用，也可组合使用。

2.1.1 离心过滤器

基于重力及离心力的作用，清除重于水的固体颗粒，完成水沙分离。一般作为初级过滤器与筛网或叠片式过滤器配套使用，可分离水中比重大于水的沙子和石子等颗粒，一般多用于地下水或水质较清的水源。

2.1.2 砂石过滤器

采用石英砂或花岗岩碎粒3～5 mm粒径作为过滤介质的有压过滤罐，灌溉水通过在介质层孔隙中的运动向下渗透，杂质和微生物被隔离在介质层上部，完成过滤作用。根据用水量及过滤精度要求，可单独使用，也可多个组合或与其它过滤器组合使用。一般用于地表水源的初级过滤，可分离水中的水藻、漂浮物等。

2.1.3 叠片式过滤器

根据水质的需求选择不同目数的叠片式过滤器，灌溉水进入叠片过滤器内部，水中一些较大的杂质被阻挡在过滤叠片的外部，过滤后的清水通过叠片之间的凹槽渗入过滤芯内，完成过滤作用。叠片式过滤器有自动和手动两种反冲洗方式，初级过滤和终级过滤均可使用。

2.1.4 筛网过滤器

一般由承压外壳和缠有滤网的内芯构成，灌溉水经过网芯表面，将大于网芯孔径的物质隔离在表面，净水则通过网芯进入到出水口。用于微灌用水质较好或当水质较差时与其它形式的过滤器组合使用，常作为未级过滤设备。

2.2 选型要求

所选过滤器能够有效去除液体中所含固体颗粒，防止各种污物进入滴灌系统堵塞滴头或在系统中形成沉淀，保证滴灌系统正常工作。

2.3 过滤系统选型

2.3.1 过滤系统选择

由于当地分为旱季和雨季，要求配套滴灌系统要满足全年的需要，该地水源主要是地表水，含有一定的杂质和泥沙颗粒，尤其是在雨季，由于降雨，雨水会携带大量杂质进入河流中，导致水源含有大量泥沙等杂质，根据实际情况分析，本系统选用过滤系统组合模式是“砂石+叠片自动组合过滤器”，以便满足灌溉的水质要求。

2.3.2 系统过滤能力确定

对采用长流道滴头的滴灌系统，过滤器的过滤能力能将大于1/7（或1/10）滴孔直径的杂质全部滤出。根据实际情况分析，灌水器选用内镶式滴灌带，其滴头流道的等效直径0.62 mm，其砂石过滤器选择过滤能力为140目，滤料介质选用标号#11花岗岩。

2.3.3 系统过流量确定

一般情况下，滤网表面积决定了过流量的大小，系统首部过滤器的容量应超过滴灌系统总流量的20%。为了便于冲洗且不中断供水，本系统选用两个同样大小的过滤器并联运行，以确保在满足过水流量的同时还要保证反冲流量。叠片式过滤器过流量的大小受水质、目数、水中有机物含量和允许压差等因素的影响，通过分析，本系统选用3组碟片过滤器。

3 泵前处理技术

根据当地水质情况分析，针对可能造成堵塞的主要原因，采用科学的泵前处理技术，将含有大颗粒杂质或泥沙的水在进入水泵和过滤系统前进行排除，以达到滴灌所需的水质要求。

3.1 沉淀池前处理

在渠水流入沉淀池前1 km处开始，流往沉淀池方向，一般设置3～4道拦阻网过滤，每200 m放置一道拦阻网，由大孔径网到小孔径网，第一道网拦截漂浮物大草根等，第二道网拦阻小的漂浮物、树叶、杂草等，第三道网拦阻石子和细碎的杂草，第四道砂窗网拦阻泥砂进入沉淀池中。

3.2 泵前沉淀池筛网处理

进入沉淀池处放置20目的细网拦阻大的泥沙颗粒流入池中，沉淀池分前池、中池、后池，有两道挡水墙，后池第一道拦污网采用30目的网进行过滤渠水，第二道即前池挡水墙上安装40目的拦污网，水泵底阀处应制作并安装40～50目的网箱。

4 结论

4.1 莫桑比克番茄酱消费增长较快，但因经济和技术等原因工业发展滞后、单产产量低，番茄酱主要靠进口，通过将滴灌技术与当地加工番茄农艺技术相结合与应用，是解决存在问题的有效途径。

4.2 莫桑比克旱雨季气候差异显著，水源水质不同，对滴灌系统抗堵能力要求不同。过滤系统是确保滴灌系统能够正常使用和灌水器不被堵塞的核心设备，做好过滤系统的选型及泵前处理非常必要。