本發(fā)明涉及一種土壤改良系統(tǒng)，特別涉及一種在冬春灌鹽分淋洗中使用的土壤改良系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

我國西北干旱內(nèi)陸的南疆地區(qū)是我國最大的優(yōu)質(zhì)原棉生產(chǎn)基地之一，該地區(qū)地處干旱、半干旱地帶，降水稀少，蒸發(fā)強烈，土壤母質(zhì)含鹽較高，地下水位較高，極端干旱的氣候條件使其成為我國土壤鹽堿化、次生鹽漬化的主要分布區(qū)。隨著膜下滴灌技術(shù)使用年限延長，其不合理的灌溉制度和含鹽量高的灌溉水質(zhì)，土壤次生鹽漬化加劇使農(nóng)田土壤鹽分含量增加，嚴重威脅到干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及生態(tài)環(huán)境，而原有的傳統(tǒng)排水系統(tǒng)無法滿足排鹽需求，棉農(nóng)只能在非生育期采取冬春灌進行大水漫灌壓鹽。冬春灌作為南疆綠洲地區(qū)次生鹽堿化的一種改良措施，在非生育期進行一年一次的鹽分集中淋洗，使土壤含鹽量始終小于作物不同生育階段的臨界含鹽量。但是，南疆地區(qū)用于冬春灌的灌水量占到了棉花灌溉定額的45%，不僅加劇地區(qū)水資源緊缺，而且很容易造成淋洗灌溉定額偏大，使綠洲灌區(qū)地下水受到污染，地下水位抬高，進一步加劇土壤的次生鹽堿化。專家綜合認為解決此矛盾的最有效的辦法就是實行切實可行的灌溉排水一體化系統(tǒng)，從而減少冬春灌灌水量及其含鹽量，保證棉花出苗基本不受影響，從而實現(xiàn)節(jié)水、壓鹽的目標。因此針對新疆南疆鹽漬化農(nóng)田壓鹽效果和控制成本的要求，利用現(xiàn)有灌溉排水系統(tǒng)，可以根據(jù)農(nóng)田的鹽漬化程度和水資源的實際情況，選擇適宜的灌排系統(tǒng)以及冬春灌淋洗水量，對于實現(xiàn)有效排除作物耕層鹽分和提高水分利用效率以及防止次生鹽堿化等方面具有重要意義。

現(xiàn)階段有一種膜生物反應(yīng)器（簡稱mbr），將傳統(tǒng)生物技術(shù)與高效膜分離技術(shù)相結(jié)合的新型鹽堿原水處理與回用工藝。該技術(shù)不僅可以在生物反應(yīng)池內(nèi)維持高濃度的微生物量，提高處理裝置的容積負荷，節(jié)省占地面積，而且可以高效進行固液分離，取代了傳統(tǒng)工藝中的沉淀和過濾技術(shù)，系統(tǒng)出水水質(zhì)好，可直接作為非飲用市政雜用水回用。因此一些農(nóng)業(yè)科技人員期望可以將此裝置應(yīng)用于鹽漬化農(nóng)田的灌溉，以實現(xiàn)節(jié)水高效的灌溉以及有效預(yù)防土地的鹽堿化、并改良土壤成分的效果。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提出了一種在冬春灌鹽分淋洗中使用的土壤改良系統(tǒng)，以鹽漬化農(nóng)田為研究背景，以冬春灌為研究對象，采用研發(fā)的簡易灌排一體化系統(tǒng)，對冬春灌排水經(jīng)生物膜處理后重復(fù)灌溉，不僅提高了水分利用效率，還減小的冬春灌淋洗水中的鹽分含量和用水量，對防止次生鹽漬化有很好的效果。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了如下的技術(shù)方案：

本發(fā)明一種在冬春灌鹽分淋洗中使用的土壤改良系統(tǒng)，包括田間暗管、沉淀調(diào)節(jié)池、膜生物反應(yīng)池和清水池，所述田間暗管包含一根集水管，所述集水管的一端導(dǎo)通連接若干埋設(shè)于田間土壤中的暗管，所述集水管的另一端導(dǎo)通連接所述沉淀調(diào)節(jié)池的進水口，所述沉淀調(diào)節(jié)池內(nèi)腔的中部通過導(dǎo)管導(dǎo)通連接所述膜生物反應(yīng)池的進水口，所述膜生物反應(yīng)池內(nèi)腔的底端并列設(shè)有若干互相平行且隔離的膜生物反應(yīng)器，若干所述膜生物反應(yīng)器的底端均導(dǎo)通連接設(shè)有曝氣管回路，若干所述膜生物反應(yīng)器的頂端中均嵌合設(shè)有若干互相平行且隔離設(shè)置的平板膜元件，若干所述平板膜元件的頂端均通過集水軟管匯流至集水總管的一端，所述膜生物反應(yīng)池和所述清水池之間固定設(shè)有自吸泵，所述集水總管的另一端導(dǎo)通連接所述自吸泵的進水口，所述自吸泵的出水口通過導(dǎo)管導(dǎo)通連接至所述清水池的進水口，所述清水池的一側(cè)固定設(shè)有潛水泵，所述潛水泵的進水口導(dǎo)通連接所述清水池的出水口，所述潛水泵的出水口通過導(dǎo)管導(dǎo)通連接至田間，所述膜生物反應(yīng)池的一側(cè)固定設(shè)有電器控制柜，所述電器控制柜內(nèi)置設(shè)有分析處理模塊和若干執(zhí)行電器。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述平板膜元件包含一個矩形襯板，所述矩形襯板的一側(cè)依次貼合固定設(shè)有導(dǎo)流網(wǎng)布和濾膜。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述沉淀調(diào)節(jié)池和所述膜生物反應(yīng)池的底端均通過排污管導(dǎo)通連接排污泵。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，若干所述曝氣管回路中等分設(shè)有若干排氣孔，且若干所述曝氣管回路匯總導(dǎo)通連接至曝氣裝置的出氣口。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述沉淀調(diào)節(jié)池和所述膜生物反應(yīng)池的頂端固定設(shè)有消毒劑釋放裝置，所述清水池的內(nèi)腔固定設(shè)有水質(zhì)檢測器。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述沉淀調(diào)節(jié)池和所述清水池之間導(dǎo)通設(shè)有凈化回流管，所述凈化回流管的中部穿接設(shè)有回流泵。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述水質(zhì)檢測器通過導(dǎo)線電性連接所述分析處理模塊，若干所述執(zhí)行電器分別通過導(dǎo)線電性連接所述自吸泵、所述潛水泵、所述排污泵、所述曝氣裝置、所述消毒劑釋放裝置和所述回流泵。

本發(fā)明所達到的有益效果是：本發(fā)明凈水能力強、脫鹽效果好，設(shè)置田間暗管將田間的鹽堿水吸收，吸收的鹽堿水經(jīng)過沉淀調(diào)節(jié)池的初步沉淀處理后經(jīng)過膜生物反應(yīng)池中的若干膜生物反應(yīng)器進行脫鹽處理后變?yōu)榈望}度的清水，清水匯流至清水池中重新回流至田間，在此過程中，沉淀調(diào)節(jié)池和膜生物反應(yīng)池頂端設(shè)置消毒劑釋放裝置添加消毒沉淀劑對鹽堿水體所含的懸浮物進行化學(xué)反應(yīng)生成沉降物，并在膜生物反應(yīng)器的底端設(shè)置曝氣管回路導(dǎo)入高壓氣泡，堆積在濾膜表面的污染物會在持續(xù)上升的氣泡和向上涌動的液流擾動下脫落，提高清洗的效果，此外膜生物反應(yīng)器采用間歇過濾方式，配合自吸泵的間歇運行一起，大大延長了化學(xué)清洗周期。

附圖說明

附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與本發(fā)明的實施例一起用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的限制。在附圖中：

圖1是本發(fā)明的主觀結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明的膜生物反應(yīng)池結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明的膜生物反應(yīng)器結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本發(fā)明的平板膜元件結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中：1、田間暗管；2、沉淀調(diào)節(jié)池；3、膜生物反應(yīng)池；4、清水池；5、集水管；6、膜生物反應(yīng)器；7、曝氣管回路；8、平板膜元件；9、集水軟管；10、集水總管；11、自吸泵；12、潛水泵；13、電器控制柜，14、分析處理模塊；15、執(zhí)行電器；16、矩形襯板；17、導(dǎo)流網(wǎng)布；18、濾膜；19、排污泵；20、曝氣裝置；21、消毒劑釋放裝置；22、水質(zhì)檢測器；23、凈化回流管；24、回流泵。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行說明，應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的優(yōu)選實施例僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

實施例1

如圖1-4所示，本發(fā)明提供一種在冬春灌鹽分淋洗中使用的土壤改良系統(tǒng)，包括田間暗管1、沉淀調(diào)節(jié)池2、膜生物反應(yīng)池3和清水池4，田間暗管1包含一根集水管5，集水管5的一端導(dǎo)通連接若干埋設(shè)于田間土壤中的暗管，集水管5的另一端導(dǎo)通連接沉淀調(diào)節(jié)池2的進水口，沉淀調(diào)節(jié)池2內(nèi)腔的中部通過導(dǎo)管導(dǎo)通連接膜生物反應(yīng)池3的進水口，膜生物反應(yīng)池3內(nèi)腔的底端并列設(shè)有若干互相平行且隔離的膜生物反應(yīng)器6，若干膜生物反應(yīng)器6的底端均導(dǎo)通連接設(shè)有曝氣管回路7，若干膜生物反應(yīng)器6的頂端中均嵌合設(shè)有若干互相平行且隔離設(shè)置的平板膜元件8，若干平板膜元件8的頂端均通過集水軟管9匯流至集水總管10的一端，膜生物反應(yīng)池3和清水池4之間固定設(shè)有自吸泵11，集水總管10的另一端導(dǎo)通連接自吸泵11的進水口，自吸泵11的出水口通過導(dǎo)管導(dǎo)通連接至清水池4的進水口，清水池4的一側(cè)固定設(shè)有潛水泵12，潛水泵12的進水口導(dǎo)通連接清水池4的出水口，潛水泵12的出水口通過導(dǎo)管導(dǎo)通連接至田間，膜生物反應(yīng)池3的一側(cè)固定設(shè)有電器控制柜13，電器控制柜13內(nèi)置設(shè)有分析處理模塊14和若干執(zhí)行電器15。

進一步，平板膜元件8包含一個矩形襯板16，矩形襯板16的一側(cè)依次貼合固定設(shè)有導(dǎo)流網(wǎng)布17和濾膜18，鹽堿水經(jīng)過濾膜18的過濾后流經(jīng)導(dǎo)流網(wǎng)布17至矩形襯板16中變?yōu)榈望}度的清水，清水經(jīng)過矩形襯板16頂端的集水軟管9、集水總管10和自吸泵11匯入清水池4中。

進一步，沉淀調(diào)節(jié)池2和膜生物反應(yīng)池3的底端均通過排污管導(dǎo)通連接排污泵19，排污泵19用于排出沉淀調(diào)節(jié)池2和膜生物反應(yīng)池3在凈化鹽堿水過程中產(chǎn)生的沉淀物。

進一步，若干曝氣管回路7中等分設(shè)有若干排氣孔，且若干曝氣管回路7匯總導(dǎo)通連接至曝氣裝置20的出氣口，曝氣裝置20噴出高壓氣體，通過曝氣管回路7在平板膜元件8的兩側(cè)產(chǎn)生氣泡，氣泡可以有效清除平板膜元件8表面附著的污物，使得平板膜元件8對鹽堿水的凈化效果更好。

進一步，沉淀調(diào)節(jié)池2和膜生物反應(yīng)池3的頂端固定設(shè)有消毒劑釋放裝置21，清水池4的內(nèi)腔固定設(shè)有水質(zhì)檢測器22，消毒劑釋放裝置21定時定量的釋放消毒劑，對沉淀調(diào)節(jié)池2和膜生物反應(yīng)池3中的鹽堿水所含的化學(xué)物質(zhì)進行中和，促使其沉淀，水質(zhì)檢測器22用于檢測經(jīng)過膜生物反應(yīng)池3凈化后的水質(zhì)，并將檢測結(jié)果傳遞至電器控制柜13中的分析處理模塊14進行分析處理。

進一步，沉淀調(diào)節(jié)池2和清水池4之間導(dǎo)通設(shè)有凈化回流管23，凈化回流管23的中部穿接設(shè)有回流泵24，當(dāng)水質(zhì)檢測器22檢測當(dāng)前的水質(zhì)合格后，分析處理模塊14通過執(zhí)行電器15開啟潛水泵12，潛水泵12通過導(dǎo)管將凈化后的清水輸送至田間，當(dāng)水質(zhì)檢測器22檢測當(dāng)前的水質(zhì)不合格時，分析處理模塊14通過執(zhí)行電器15開啟回流泵24，將凈水池4中的水體泵入沉淀調(diào)節(jié)池2中重新凈化脫鹽，直至水質(zhì)達標。

進一步，水質(zhì)檢測器22通過導(dǎo)線電性連接分析處理模塊14，若干執(zhí)行電器15分別通過導(dǎo)線電性連接自吸泵11、潛水泵12、排污泵19、曝氣裝置20、消毒劑釋放裝置21和回流泵24，分析處理模塊1分別通過若干執(zhí)行電器15對上述電器部件的工作狀態(tài)進行控制，對鹽堿水持續(xù)的進行凈化脫鹽工作，直至水質(zhì)達標。

此外，本發(fā)明中的平板膜元件8對鹽堿水的過濾運行采用間歇過濾方式，因為在鹽堿原水中持續(xù)的抽吸會加快混合污物平板膜元件8表面堆積，形成濾餅層，而采用間歇出水方式將大大改善這種狀況，這是因為當(dāng)停止抽吸時，濾膜18兩側(cè)的壓差減小以致降低為零，堆積在濾膜18表面的污染物會在持續(xù)上升的氣泡和向上涌動的液流擾動下脫落，提高清洗的效果，并與自吸泵11的間歇運行一起，大大延長了化學(xué)清洗周期。

本發(fā)明凈水能力強、脫鹽效果好，設(shè)置田間暗管1將田間的鹽堿水吸收，吸收的鹽堿水經(jīng)過沉淀調(diào)節(jié)池2的初步沉淀處理后經(jīng)過膜生物反應(yīng)池3中的若干膜生物反應(yīng)器6進行脫鹽處理后變?yōu)榈望}度的清水，清水匯流至清水池4中重新回流至田間，在此過程中，沉淀調(diào)節(jié)池2和膜生物反應(yīng)池3頂端設(shè)置消毒劑釋放裝置21添加消毒沉淀劑對鹽堿水體所含的懸浮物進行化學(xué)反應(yīng)生成沉降物，并在膜生物反應(yīng)器6的底端設(shè)置曝氣管回路7導(dǎo)入高壓氣泡，堆積在濾膜18表面的污染物會在持續(xù)上升的氣泡和向上涌動的液流擾動下脫落，提高清洗的效果，此外膜生物反應(yīng)器6采用間歇過濾方式，配合自吸泵11的間歇運行一起，大大延長了化學(xué)清洗周期，對防止次生鹽漬化起到重要作用，因此具有很好的實用價值。

最后應(yīng)說明的是：以上僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，盡管參照前述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進行等同替換。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。