Краткий ответ
Выбирайте фильтр для орошения прежде всего по источнику воды. Для чистой скважинной и водопроводной воды обычно достаточно сетчатого или дискового фильтра; при наличии песка в скважине перед ним нужен пескоотделитель; для прудов, озёр и каналов нужны песчаные фильтры с последующим защитным фильтром. Подбирайте производительность по пиковому расходу с запасом на загрязнённую воду, а растворённое железо удаляйте с предварительным окислением перед фильтрацией.
Что такое фильтр для орошения?
Фильтр для орошения удаляет из поливной воды песок, ил, водоросли, органический мусор и другие частицы до того, как вода попадёт в трубы, клапаны и капельницы. В капельном и микроорошении правильно подобранный фильтр — главное средство защиты от засорения капельниц, которое снижает равномерность полива задолго до полного перекрытия капельницы.
Это руководство посвящено подбору полной системы фильтрации для хозяйства или теплицы: какие фильтры для поливной воды подходят каждому источнику, как устроена фильтровальная станция, как подобрать её по расходу и диаметру труб и как её обслуживать. Подробное сопоставление трёх основных технологий фильтрации приведено в нашей отдельной статье «Дисковые, песчаные и сетчатые фильтры: сравнение».
Какие бывают фильтры для орошения?
Сельскохозяйственные фильтры для орошения делятся на пять групп. Большинство хозяйств объединяют в фильтровальной станции два или более типа.
- Гидроциклон (пескоотделитель): закручивает поток воды, благодаря чему тяжёлые частицы, например песок, оседают в сборной камере. Он удаляет абразивные минеральные частицы, но не органические вещества или мелкий ил, и устанавливается перед основным фильтром при заборе воды из скважин и рек с высоким содержанием песка.
- Песчаный фильтр: напорная ёмкость с фракционированным кварцевым песком, задерживающим загрязнения по всей глубине слоя. В водоподготовке применяются многослойные песчаные фильтры с послойной загрузкой разных материалов. Песчаные фильтры — стандартное решение для прудов, озёр, каналов и других источников воды с водорослями и органическими загрязнениями.
- Дисковый фильтр: пакеты пластиковых дисков с канавками обеспечивают компактную фильтрацию с определённым эффектом глубинного задержания частиц, а автоматические дисковые системы выполняют обратную промывку за секунды. Дисковые фильтры для орошения — наиболее распространённый тип основного фильтра в современных хозяйствах.
- Сетчатый фильтр: сетка из нержавеющей стали, другого металла или пластика задерживает частицы на поверхности с точно заданной тонкостью фильтрации. Сетчатые фильтры недороги и просты, а самоочищающиеся модели с всасывающими сканерами или щётками подходят для больших расходов относительно чистой воды.
- Водозаборные и всасывающие фильтры: сетки грубой очистки на всасывающих линиях насосов и плавучих водозаборах. При поливе из озёр и прудов они защищают насос от попадания мусора, рыбы и водной растительности.
Какой фильтр для орошения выбрать для каждого источника воды?
Источник воды важнее размера хозяйства. Начните с анализа воды на взвешенные вещества, органические загрязнения, железо, марганец и жёсткость, затем используйте эту таблицу для предварительного выбора.
| Источник воды | Типичные загрязнения | Рекомендуемая фильтровальная станция | Примечания |
|---|---|---|---|
| Водопроводная или очищенная вода | Отложения из труб, эпизодическое появление осадка | Сетчатый или дисковый фильтр | Водоснабжающая организация обычно требует защиту от обратного тока воды |
| Скважина с чистой водой | Мелкий песок, минеральные частицы | Дисковый или сетчатый фильтр | Если присутствуют только минеральные частицы, часто достаточно сетчатого фильтра |
| Скважина с песком в воде | Песок и абразивные минеральные частицы | Гидроциклон, затем дисковый или сетчатый фильтр | Если предварительно не удалить абразивные частицы, они изнашивают диски, уплотнения и детали насоса |
| Скважина с железом или марганцем в воде | Растворённое железо, окисляющееся в капельных трубках | Окисление (аэрацией или химическое), отстаивание, затем фильтр с зернистой загрузкой или дисковый фильтр | Одна лишь фильтрация не удаляет растворённое железо |
| Пруд, озеро, водохранилище или канал | Водоросли, органические вещества, ил, мусор | Водозаборная сетка, батарея песчаных фильтров, затем дисковый или сетчатый защитный фильтр | Нагрузка меняется по сезонам; подбирайте производительность с учётом летних пиков развития водорослей |
| Река | Ил, песок, переменное содержание органических веществ | Отстаивание или гидроциклон, затем фильтр с зернистой загрузкой или дисковый фильтр | После дождя мутность может резко возрасти |
| Очищенные сточные воды или повторно используемая дренажная вода | Мелкие твёрдые частицы, органические вещества, биоплёнка | Фильтр с зернистой загрузкой или дисковый фильтр с высокой тонкостью фильтрации, плюс обеззараживание | Дисковые фильтры широко применяются для фильтрации сточных вод; соблюдайте местные правила повторного использования воды |
При орошении из озера плавучий водозабор с сетчатым фильтром грубой очистки позволяет забирать воду вдали от донного осадка и поверхностных скоплений загрязнений, снижая нагрузку на основной фильтр.
Как устроена фильтровальная станция для орошения?
Система фильтрации поливной воды для хозяйства — это не один фильтр. Типичная схема по ходу потока выглядит так:
- Водозаборная сетка или всасывающий сетчатый фильтр для защиты насоса.
- Насос с обратным клапаном и клапаном выпуска воздуха на напорной линии.
- Гидроциклон при наличии песка.
- Батарея основных фильтров: параллельно подключённые песчаные или дисковые фильтры с автоматическими клапанами обратной промывки и контроллером, запускающим промывку по перепаду давления и времени.
- Манометры или датчики давления до и после батареи, чтобы перепад давления всегда можно было контролировать.
- Точка ввода удобрений после основного фильтра. См. статью «Фертигация и инжекторы удобрений».
- Вторичный защитный фильтр, обычно сетчатый или дисковый, для задержания остатков удобрений, выносимой фильтрующей загрузки или любых частиц, высвобождающихся при обратной промывке.
- Главный клапан, расходомер и регулирование давления перед подачей воды в зоны. В руководстве по клапанам для орошения рассмотрены управляющие, редукционные и предохранительные клапаны.
В небольших системах та же схема сводится к сочетанию фильтра капельного полива и регулятора давления: устройство защиты от обратного тока, проточный фильтр для орошения с тонкостью фильтрации около 120–150 mesh и регулятор давления в начале капельной трубки.
Какая тонкость фильтрации нужна капельным системам?
Рекомендация производителя капельниц всегда имеет приоритет. Если её нет, для фильтров капельного полива обычно задают тонкость фильтрации в диапазоне примерно от 120 mesh (около 130 µm) до 200 mesh (около 75 µm); для капельниц с низким расходом и туманообразующих форсунок требуется более тонкая фильтрация. Распространённое правило — удалять частицы крупнее примерно одной седьмой — одной десятой минимального проходного сечения капельницы. В статье со сравнением фильтров приведена таблица соответствия mesh и микрон, а наше руководство по капельницам и фитингам объясняет, как размеры проходов различаются у разных типов капельниц.
Как подобрать производительность фильтра для орошения?
Фильтры подбирают по расходу, а не по диаметру трубы. Диаметр трубы служит лишь для быстрой проверки.
- Определите пиковый расход системы в m³/h для самой большой зоны или сочетания зон, работающих одновременно. Методика приведена в статье «Как рассчитать параметры системы фертигации».
- Учтите поправку на качество воды. Указанные производителем значения расхода обычно рассчитаны на чистую воду. Для загрязнённой воды из поверхностных источников выбирайте фильтр большей производительности или увеличивайте число фильтров; при этом расчётную производительность часто снижают на величину от четверти до половины.
- Проверьте потери давления на чистом фильтре. При расчётном расходе потери давления на чистом фильтре обычно должны составлять лишь небольшую долю bar, оставляя запас для их роста до обратной промывки.
- Проверьте условия обратной промывки. Автоматическим дисковым и сетчатым фильтрам необходимо минимальное входное давление во время промывки, а фильтрам с загрузкой — достаточный расход обратной промывки на каждый резервуар. Подбирайте фильтровальную батарею так, чтобы остальные фильтры могли обеспечить расход для обратной промывки.
- Предусмотрите запас производительности для расширения с помощью модульного коллектора.
Размер присоединения служит лишь приблизительным ориентиром. Фильтр 2 дюйма для капельного орошения часто рассчитан на расход в диапазоне 10–25 m³/h в зависимости от типа, тонкости фильтрации и качества воды, а в крупных хозяйствах используют батареи фильтров размером 3 или 4 дюйма. Всегда проверяйте параметры по графикам расхода и потерь давления поставщика.
Когда хозяйству нужна водоподготовка помимо фильтрации?
Фильтры удаляют частицы, но не растворённые вещества. Системы водоподготовки для сельского хозяйства необходимы, если анализ воды выявляет:
- Растворённое железо или марганец: оптимальное решение для удаления железа из воды для орошения — это фактически технологическая цепочка, включающая аэрацию или химическое окисление, отстаивание, а затем фильтрацию через загрузку или диски.
- Высокую минерализацию, повышенное содержание натрия, хлоридов или бора: применяют обратный осмос, часто со смешиванием очищенной и исходной воды, например установку обратного осмоса RO с управлением PLC для опреснения подземной воды для теплиц и гидропоники.
- Жёсткую воду и карбонатные отложения: требуется дозирование кислоты для снижения pH, а не фильтрация.
- Бактериальную слизь и водоросли в трубопроводах: требуется периодическая обработка трубопроводов, например хлорирование там, где оно разрешено, в сочетании с качественной фильтрацией.
Какое фильтровальное оборудование подходит разным хозяйствам?
- Поверхностная вода с водорослями: система песчаной фильтрации с обратной промывкой в качестве основной ступени, затем дисковый или сетчатый страховочный фильтр.
- Скважинная вода и смешанные источники в теплицах: система дисковой фильтрации воды с автоматической обратной промывкой, запускаемой по перепаду давления.
- Полевые системы с песком и илом в воде: центробежный дисковый фильтр, сочетающий отделение песка с дисковой фильтрацией.
Какой фильтр для орошения лучше: автоматический или ручной?
Фильтры с ручной очисткой стоят дешевле и не имеют контроллера или промывочных клапанов, требующих обслуживания. Поэтому они подходят для небольших систем капельного орошения с чистой водой, если при каждом поливе кто-то проверяет манометры. Их слабое место — человеческий фактор: если в загруженную неделю фильтр не очистить, он засоряется, давление у капельниц падает, а равномерность полива ухудшается.
Автоматические фильтры запускают обратную промывку при достижении заданного перепада давления, а таймер служит резервным механизмом. Поэтому они продолжают работать при цветении воды и ночных поливах без присмотра. Дополнительные затраты на них обычно оправданы, если расход превышает несколько m³/h, источником воды служит пруд или река либо полив выполняется автоматически по командам контроллера. Им необходимо стабильно обеспечиваемое минимальное входное давление, а большинству моделей — также маломощный источник питания для контроллера.
Как обслуживать фильтры для орошения?
- При каждом поливе: проверяйте показания манометров до и после фильтра. Рост перепада давления означает, что фильтр засоряется.
- Фильтры с ручной очисткой: очищайте сетки и диски, когда перепад давления увеличивается примерно на 0.3–0.5 bar относительно показания на чистом фильтре, либо согласно указаниям поставщика.
- Автоматические фильтры: проверяйте, действительно ли выполняются циклы обратной промывки, герметично ли закрываются промывочные клапаны и остаётся ли входное давление достаточно высоким во время промывки.
- Ежемесячно: проверяйте сетки на разрывы, диски — на минеральные отложения и биоплёнку, уплотнения — на износ. Если это рекомендовано, замачивайте диски с минеральными отложениями в подходящем растворе кислоты.
- Ежегодно или по состоянию: проверяйте высоту слоя и состояние песчаной загрузки, при необходимости досыпайте или заменяйте её.
- Всегда: регулярно промывайте концы капельных линий, поскольку там оседают мелкие частицы, проходящие через любой фильтр.
Какая информация нужна для покупки фильтров для орошения?
- Источник воды и свежий анализ воды
- Пиковый расход и рабочее давление
- Тип капельниц и требуемая производителем тонкость фильтрации
- Ручная или автоматическая очистка и доступное электропитание для контроллеров
- Доступное пространство, размеры трубных присоединений и планы расширения
Mars Vertical Farm производит дисковые и песчаные фильтры, а также оборудование для водоподготовки методом обратного осмоса RO на своём заводе в Шанхае в соответствии с ISO 9001. Ознакомьтесь с ассортиментом оборудования для орошения, фертигации и водоподготовки или отправьте нам анализ воды и данные о пиковом расходе, чтобы получить рекомендацию по подбору фильтровальной станции.
