南疆地區(qū)鹽堿地水處理及肥料應(yīng)用研究

南疆地區(qū)鹽堿地水處理及肥料應(yīng)用研究

新疆新疆南部屬于大陸溫帶屬性，具有干旱氣候的特點。年平均降水量很少。雨水集中在每年中后期和月末，蒸發(fā)量大，光照時間長，能量充足。但是因為降水稀少，導(dǎo)致地區(qū)氣候干燥，造成了長期水資源短缺，同時因種植改良采用的大水洗鹽方式需要大量資源易導(dǎo)致排水量大，故水資源浪費嚴重，進一步導(dǎo)致土壤鹽堿化嚴重。阿拉爾市作為兵團下轄阿拉爾墾區(qū)管理局的辦公地區(qū)，墾區(qū)的可耕地面積較為廣闊，下轄土壤資源豐富，但因為深處內(nèi)陸，距離海洋遙遠，且鄰近沙漠，故晝夜溫差大1項目規(guī)劃和應(yīng)用1.1反滲透膜與納濾膜為進一步對新疆南疆高鹽堿地區(qū)的水鹽進行分離研究，一直以來采用各種分離方式和種植模式，采用膜分離和太陽光熱是比較成熟的一種方案，在實驗前期，通過對現(xiàn)有技術(shù)的整合利用，結(jié)合這個地區(qū)使用各種膜分離技術(shù)，擴展到各種技術(shù)產(chǎn)生的效果研究，隨著各項時間推移及綜合國力的發(fā)展，各種運用技術(shù)也快速發(fā)展，反滲透技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展及廣泛普及就是其中一種。在此同時，對于納濾膜的各種應(yīng)用，是隨著高新技術(shù)的發(fā)展，逐步在國內(nèi)得到普遍認識和應(yīng)用，最主要在于各種環(huán)境下的苦咸水的脫鹽和軟化后的綜合應(yīng)用，還有用于飲用水深度處理、廢水處理、可食用的飲料濃縮等行業(yè)綜合分析，反滲透膜和納濾膜這2項技術(shù)在實際應(yīng)用的過程中都可通過施加外部壓力，對溶液中的鹽離子和大分子的成分進行分離，其主要在透過水分子過程后可以截留溶液納濾膜脫除效果相對較低納濾技術(shù)是近現(xiàn)代逐步發(fā)展并被快速應(yīng)用的具有高新技術(shù)的有分離作用的膜。在此之前，通常認為其是具有松散效果的反滲透膜，具有納米級孔徑，主要是因為在截留的效果上其截留分子的效果介于反滲透效果和超濾效果之間，此項技術(shù)是因為在膜的表面帶有電荷的特性，同時因為不具有相關(guān)的選擇透過性，并能截留約為1nm大小的物質(zhì)而被廣泛采用。同時在納濾膜的實際測試及分析中，此項技術(shù)還可將低價與高價離子進行區(qū)分以及大分子篩選。故此，納濾技術(shù)在鹽堿水淡化以及廢水循環(huán)利用、處理帶有鹽堿性質(zhì)的各種復(fù)雜條件下的關(guān)鍵問題等都有應(yīng)用，且納濾膜還具有操作壓力較低、過程中基本無相變化、可常溫下操作、能耗低、工藝簡便、污染小等優(yōu)點，在鹵水資源開發(fā)等方面都具有很強的應(yīng)用潛力1.2采用循環(huán)方式的太陽光照集熱本次項目中，利用太陽光熱法進行實驗，主要是因為太陽光熱法是采用具有真空石英管結(jié)構(gòu)的循環(huán)集熱曬管，對其外部結(jié)構(gòu)進行分析，認為外管具有較高透光和吸熱特性，同時在其生產(chǎn)時，在其內(nèi)管的外表面鍍有特殊性質(zhì)的藍膜作為高效吸熱涂層，同時管與管采用相互頭尾相連的方式，可增加能量接收區(qū)域，增加獲取熱能的效率，使在內(nèi)管中的鹽堿水液體被充分加熱直至沸騰蒸發(fā)為蒸汽。同時可以利用兩管間抽成真空的要求來減少在氣體與液體在對流和轉(zhuǎn)換傳導(dǎo)時所造成的部分熱量消耗和損失，借助于設(shè)備自身的效能和現(xiàn)有技術(shù)，可以增強在循環(huán)方式太陽光照下的光熱吸收效能和有效保溫的性能。采用循環(huán)方式的太陽光照集熱技術(shù)，在對外部環(huán)境的適應(yīng)性分析時，對項目的設(shè)計進行充分地分析研究，對外部設(shè)施研究考慮需要采用具有耐高溫、耐腐蝕、透光性高、光熱穩(wěn)定的實際需求，故此選擇采用具有成熟技術(shù)的二氧化硅材料制造的設(shè)施，同時，因本項目處于的南疆具有白天溫度普遍較高的特點，采用并排串聯(lián)循環(huán)方式連接的太陽光照集熱在實地實施上連接簡單方便，同時在實地部署后具有大于180°可以吸光的優(yōu)化設(shè)計的特點。在尾端連接處可以通過U型彎管進行并排連接，最后形成具有大面積的并排串聯(lián)循環(huán)集熱系統(tǒng)，圓柱形管同時可以滿足多角度吸熱的需求，有太陽光照輻射便可取得能量。流經(jīng)真空熱管的鹽堿水處于流動過程中時，吸熱涂層所吸收的太陽光熱將由外管導(dǎo)熱傳遞給內(nèi)管再傳遞能量到液體，隨著外部光照溫度逐步升高，會使相對時間內(nèi)流經(jīng)管道相對位置的水體的熱量逐步變化升溫，最后致使部分液體首先發(fā)生汽化。隨著水體在向前緩慢流動的過程中，串聯(lián)循環(huán)集熱系統(tǒng)內(nèi)部液體溫度將超過液體所處的沸點，隨著鹽堿水在向前流動過程中不斷吸熱，逐步達到沸點的水體也越來越多，管內(nèi)氣體所占比例逐漸變大。本次項目的串聯(lián)循環(huán)集熱系統(tǒng)是利用吸熱和蒸發(fā)并行的方式，太陽光熱采集的能量為鹽堿水的蒸發(fā)提供動力來源。主要是鹽堿水沿程在管中不間斷地流動，并依據(jù)太陽光熱獲得熱量使得液體汽化逐步產(chǎn)生水蒸氣，隨后是大量水蒸氣進入冷凝系統(tǒng)，冷凝形成淡水，剩余鹽堿水流出串聯(lián)循環(huán)集熱系統(tǒng)，因水蒸氣多次的分離將使鹽度增大，經(jīng)多次循環(huán)直至溶液濃度變?yōu)楦邇r鹽溶液，導(dǎo)出溶液進行曬鹽分析，分離其中相關(guān)具體的成分。2結(jié)果與分析2.1測試結(jié)果分析本項目綜合所處南疆地區(qū)的室外環(huán)境等各項特殊因素，設(shè)計實施具有經(jīng)濟可行且研究價值較高的并排串聯(lián)方式的循環(huán)集熱系統(tǒng)。該系統(tǒng)在實際部署時操作相對簡單并具有更高的實用價值。實驗對系統(tǒng)的部署和初步測試結(jié)果進行分析研究，得出主要結(jié)論:在循環(huán)過程中液體自身吸收熱量處于一個隨時變化的過程，隨流動距離逐漸增加，并且在溫度凈熱增益值沿流經(jīng)長度逐漸減小，經(jīng)過測試入口流量越小的情況下，凈熱增益存在較為明顯減小。同時，在液體的溫度與入口流速剛好為反比關(guān)系，流速越大的情況下，循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)部的相對溫度越低，溫度變化情況具有不明顯的問題。在循環(huán)集熱過程中熱導(dǎo)效率與水體入口流速呈正比關(guān)系。入口流速減慢，管內(nèi)水體溫度達到沸點，在發(fā)生液化時，產(chǎn)生的水蒸氣雖為高熱量的低效率區(qū)域，但可維持整個的集熱效率處于一個穩(wěn)定變化的狀態(tài)，綜合導(dǎo)熱效率和管內(nèi)水溫的關(guān)系，入口流量約為0.005m3農(nóng)業(yè)水的節(jié)水利用的意義本次實驗的效益主要對于后期正確平衡節(jié)水優(yōu)先與生態(tài)優(yōu)先的關(guān)系