[发明专利]一种电吸附结合冷凝法的土壤洗盐水循环利用系统及方法

说明书

本发明公开了一种电吸附结合冷凝法的土壤洗盐水循环利用系统及方法，涉及土壤改良领域，利用电吸附除盐的基本原理是将暗管排出的盐水通过带正负电的空卷电极板之间流动，通电时水中离子分别向带相反电荷的电极板表面迁移并被吸附在电极板表面，随着离子在电极板表面聚集，盐水中的盐浓度大大降低，从而实现了盐水的脱盐。当正负电极板吸附盐离子达到饱和时，电极反接电源，被吸附的盐离子会从电极板表面释放后溶于水中，此时排出的较高浓度的盐水被排入蒸发室内，通过蒸发与冷凝的方法实现土壤洗盐水的循环利用。

技术领域

本发明涉及属于土壤改良领域，涉及一种适用于管道除盐的电极板结构、土壤洗盐的装置、洗盐方法及系统。

背景技术

土地盐碱化是我国常见的土壤退化问题之一，在我国有近1/5的耕地发生盐碱化，造成我国的土地资源严重浪费。目前，“十四五”规划提出以粮食生产功能区和重要农产品生产保护区为重点，2021年新建高标准农田1亿亩。高标准农田，是指土地平整、土壤肥沃、集中连片、设施完善、农电配套、生态良好、抗灾能力强，与现代农业生产和经营方式相适应的旱涝保收、持续高产稳产的农田。这就迫切要求对土地盐碱化进行处理，以满足高标准土地的需求。

目前常用的土壤洗盐大多是通过对耕作层进行淡水灌溉，使得土壤中的盐分溶于水后排出，从而达到降低土壤中盐分的效果。这就需要大量的淡水，极易造成水资源的浪费。本装置采用电吸附法对暗管排出的盐水进行处理，将处理后的水二次利用，节约用水。

发明内容

针对现有技术中存在不足，为了将土壤洗盐后排出的盐水二次利用，本发明首先提供了一种基于电吸附法的土壤洗盐排水结构，随着离子在空卷电极板表面聚集，盐水中的盐浓度大大降低，从而实现了盐水的脱盐。当带正负电的电极板吸附盐离子达到饱和时，空卷电极板反接电源，被吸附的盐离子会从空卷电极板表面释放，空卷电极板得到再生，如此可进行重复洗盐。同时，在设置有空卷电极板的排水暗管进出口处各设置一个盐度传感器，用以检测电吸附后盐水浓度的变化、在暗管支管处设置第三盐度传感器，用以检测洗盐后农田中盐分是否达到预期值，达标后停止洗盐。

本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。

一种适用于管道除盐的电极板结构，包括基板；所述基板为绝缘材料，通过模具做成空卷电极板，之后将其浸入导电胶中，在导电胶充分接触空卷电极板后，取出烘干固化，此时空卷电极板整体导电；切除空卷电极板的头部、尾部及端部的导电胶，露出绝缘材料，保证空卷电极板正负极面之间不导通；所述空卷电极板各层之间有一定的间隙。

上述方案中，所述空卷电极板上侧面和下侧面上分别设置有正极与负极，对空卷电极板施加电压形成静电场；所述空卷电极板最内层填充有绝缘材料防止水流通过。

将适用于管道除盐的空卷电极板结构用于土壤洗盐的装置，所述空卷电极板通过绝缘铆钉安装在排水暗管干管中，在所述空卷电极板所在排水暗管干管的进出口处分别设置第一盐度传感器和第二盐度传感器；所述第一盐度传感器和第二盐度传感器分别用来监测土壤洗盐水流入空卷电极板时和流出空卷电极板时的盐度。

上述方案中，还包括排水暗管支路；所述排水暗管支路上安装有第三盐度传感器。

用于土壤洗盐装置的洗盐方法，包括如下步骤：第三盐度传感器监测排水暗管支路中盐水的盐度三，当盐度三满足作物生长时，不洗盐；

当盐度三不满足作物生长时，空卷电极板工作，第一盐度传感器和第二盐度传感器监测得到盐度一和盐度二，当盐度二小于盐度一时，表明空卷电极板正在吸附水中盐离子，此时排出的洗盐水还田；当盐度二等于盐度一时，表明空卷电极板以达到吸附饱和状态，此时反接瞬时电源脉冲对空卷电极板反向加电，正负极对调，电极板表面去盐离子得到盐度二等于盐度一和盐度二大于盐度一两种情况，其中，当盐度二等于盐度一时，正接电源；盐度二大于盐度一时，接着反接瞬时电源脉冲，再次对空卷电极板表面去盐离子，盐水排入蒸发室。