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1、农业种植用水增效设备设计方案日照日纳功能材料科技有限公司2011年8 月8 日一、行业现状二、产品简介三、产品特点四、处理后水质特点和功效五、关键技术原理六、灌溉用水处理系统设计方案七、种子用水水处理系统设计方案一、行业现状现代农业是农业发展的最新阶段。其特点是全面实现机械化，生产经营高度社会化，生产结构不断优化，农业生产率大幅提高。目前，以化学肥料、化学农药为代表的化学农业技术带来了农业革命，极大地提高了农作物产量。但是，人类对农作物产量的不断追求导致对化肥和农药的过量依赖，使得全球范围内的土质退化、污染加重、环境恶化和生态破坏问题日趋严重，因而农业的可持续性发展逐渐被提上议程发展生态农业是
2、实现农业可持续发展的重要举措。当今世界农业正处于传统化学农业向生态农业过渡时期，实现这一转型的主要途径是生物工程和物理农业。物理农业作为现代农业科技研究的新领域，是依赖现代物理技术基础而发展的农业实用技术。物理农业主要以声、光、电、磁、热、辐射等物理能量与信息形式直接或间接作用于农业生产过程，能提高光合作用的效率，促进植物生长，从而达到保持作物稳产与增产，减少化肥与农药使用量，阻止环境恶化与生态退化，进而实现农业持续发展的目的。物理农业是一种高效、清洁、 无污染、成本低廉的现代农业模式。对发展我国“ 两高一优” 农业具有不可替代的重要作用。通过特定的物理技术方法处理水，再将水作用于农作物，在减
3、少化肥和农药使用量的同时，达到增产、优质、抗病和高效的目的。与传统化学农业相比，该技术技术也是种易实现效益转化的技术。功能水处理技术应用于农业生产中，可以避免化学农业所造成的地力衰退、环境污染、作物品质下降、危害人体健康等弊端，促进绿色农产品生产，并在提高农产品经济价值的同时保护人体健康。功能水处理技术的基本思路是改“以药治病”为“以水治病”，即把现代水处理工程技术应用于种植业中，以减少化学药物对农产品的污染，促进绿色、环保 、节能型生态农业的发展。二、产品简介磁水农业是继绿色农业、基因农业、物理农业之后提出的现代农业新概念。即用经过电磁场处理的、活化了的水进行农业上的浸种、育苗、灌溉等。实验
4、证明, 用磁化水浸种、育苗、灌溉, 可促进种子发芽、使根系发达,增加农作物对氮、磷、钾肥及水分的吸收能力, 加强光合作用,使农作物产量提高5% 30%,作物品质明显改善。磁化水浇灌的土壤较普通水浇灌的土壤疏松、不板结，对盐碱地也有一定的改良作用。而且，永磁化水浇灌的农作物的根系比普通水浇灌的发达，因而可以提高农作物对水分、矿质元素的吸收速率，影响其生理生化过程的进行，而提高农作物的产量。磁化水浸种提高种子萌发率和发芽势，与种子萌发时参与物质转化的主要酶类淀粉酶的活性提高有关。同时观察到，经磁化水处理的种子呼吸强度明显提高，呼吸强度增高是提高萌发率的生理生化基础，是由于淀粉酶活性提高而导致呼吸基
5、质增多，这些生理生化变化有利于种子萌发时物质转化、运输和能量代谢。本公司研发的“种植用场效应增效水处理系统”采用自主研发的纳米效应玻参管净化技术、磁化床处理技术、变频场效应发生技术以及吸附分离净化技术，充分利用光场、电场、磁场对水体进行非接触性净化、增效，去除水中有害物质，改变水体聚合状态、使水体成为携带能量的磁流体，净化植物周围环境，提高细胞活性，促进植物体生理微循环，能够明显的提高植物的生长能力、抗病能力、耐候能力，减少化学药物用量，节约种植成本。经山东省分析检测中心检测，处理水效果优良，达到设计要求。该产品在山东日照、烟台、青岛等地推广使用。该系统于2011年通过省科技厅组织的成果鉴定，
6、该产品填补了国家空白，处在世界先进水平。三、产品特点根据种植规模、水质的成分进行了特定个体设计，可满足不同种植环境的需求； 采用纳米效应玻参管水体净化技术，对水体中的有机污染物进行催化分解，灭活有害微生物，分解有机污染物； 采用吸附分离床净化技术能有效去除水中胶体、颗粒等杂质。清除异色、异味、余氯、有害化肥、有害农药等污染，同时调节PH值，与生物体内环境适应； 采用变频场效应发生装置，对水体结构进行干扰，增加水的渗透性、溶解性、表面张力、含氧量； 采用高能梯度长程磁化床对水分子进行处理，改变水分子偶极矩，具有磁流效应，使水得到磁化，又增加水的活性； 多元协同效应可去除水体内成垢物质，并减少水体
7、结垢性能，保护供水管路；提高种植植物生长能力、抗病能力以及耐候能力，减少化学药物投放量，间接节约种植成本； 采用自动控制系统，通水即自动开通电路系统，充分保障出水质量。四、处理后水质特点和功效1、稀聚态水分子结构，分子团聚数量少，渗透力强，可以加快营养传递和吸收。 2、处理后的水具有高通透性，可以改善植物体内微环境，促进新陈代谢。 3、处理后的水富含活性氧和负离子，可以活化细胞，调节植物体内电导率，增强抗病能力、耐候能力。 4、处理后的水具有较强的催化性和溶解性：能够与植物的体液结合，加速植物体内的各种有害物质排除，净化体内微环境。 5、处理后的水超强磁化，使水分子微观结构改变，增强了极性并使
8、其获得感应磁矩，从而引起水分子活性增强，进而使植物体内硝酸还原酶、叶绿素含量、脯氨酸、可溶性糖、ATP、核酸等生长有益物质在植物体内含量提高、活性增强，同时降低I AA氧化酶等生长抑制物质的活性，综合提高植物体整体素质。 6、井水和河水净化过程中加速除去水中的有害金属离子杂质、颗粒、细菌及有机污染物。五、关键技术原理（一）、磁化床工艺磁化床骨架上设有磁化桥，磁化桥对称且相对设置，磁元有规律的分布在磁化桥上，每对磁化桥的磁元在管内呈N-S分布，磁化床骨架呈圆管型结构管内为通孔，可使水管或其它吸附、过滤等净化床通过，磁化桥与磁化床骨架固为一体；磁场对水的磁化作用，包括量子态的协同相干作用，是一种感
9、应作用，是水吸收磁能后的一种新的状态，包括水化学、水生物、水物理等，因此磁化水改变了水的某些理化特性，如表面张力、黏度、离子浓度、溶解氧和渗透压，由于水离子与中子复制外加磁场的作用，其偶极矩、电性发生变化，因此对生物整体、生物大分子、细胞组织器官发生影响。如，提高机体组织细胞对血脂的利用和消耗加速脂肪酸氧化。磁化水可以提高机体免疫力，改变生物膜通透性，促进机体新陈代谢，激发或改变体内某些酶活性作用。经磁场处理后的水呈现一定的特异性质，如水在磁化后它的PH值( 酸碱度) 发生上升或下降。用电子显微镜观察磁化水，发现水中杂质的结晶状况较磁化前不同，普通水中杂质的结晶小而分散，磁化水杂质的结晶颗粒大
10、而聚集成堆；普通水杂质结晶颗粒结实，表面较光洁，磁化水结晶表面较粗糙，显得较疏松。（二）、玻参管工艺水质处理系统玻参管设在水管内部、光源设在玻参管的管壁内，玻参管支架将玻参管固定在水管中间，玻参管表面设有纳米催化薄膜；充分利用特定光能激发管壁表面及参茸上的纳米TiO2产生电子空穴对，电子空穴能够同吸附在催化剂粒子表面的OH-或H2O发生作用，生成一种活性更高的氧化物，能够无选择的氧化多种有机物。其灭菌机理在于光激发后的TiO2光生电子空穴直接与细菌细胞壁或细胞成分反应，从而将细菌杀死。由于玻参管表面生长有数百支参茸，当水流过参茸时，改变了流体系统几何尺寸，使流速局部突然增大，这时玻参管内产生巨
11、大的压力降，当压力降低到水流饱和蒸汽压力时，液体就开始汽化而产生大量气泡，破坏了水体的连续性；当压强复原的瞬间，气泡溃灭，同时产生冲击射流巨大能量输入水中，使水产生分裂式链式反应，即：H2O OH +HOH + OH H2O22H H2上述反应使水中有机污染物发生反应或氧化降低，另外强大的剪切力可以使局部分子链断裂达到净化作用。（三）、电场场效应发生装置工艺场效应发生器是由电场发射源与场发生器组合而成，发射源的频率通过发生器作用于水体与水分子及水中的物质产生共振，使水体的物化特性得到改变。场效应发生器的变频电场作用于水体中，水分子的电子处于高能状态，水分子电子电位下降，使水中盐类离子及带电粒子
12、静电引力减弱，水分子与管道壁和设备的电位差减少，各盐类离子趋于分散难以相聚，阻止新垢生成，同时水渗透性和偶极矩增大，可浸润结垢体使之脱落，同时改变水分子的聚合态，使水分子之间形成稀聚型结构形态。六、灌溉用水处理系统设计方案（一）设计基础1、原水水源：河水、大型水库水2、原水水质：无污染水源3、设计要求：出水水质：达到中华人民共和国农业灌溉用水标准4、 设计规模：产水量：1-100m3/h/套 5、公用工程 电力：380V 220V 50HZ 进水量：1m3/h（二）设计原则和标准1、设计原则1.1 根据需方给定的设计基础，寻求最佳方案。1.2 设备必须具有较好防腐能力。1.3 设备技术应该是先
13、进的、可靠的。1.4 系统具备连续运转能力。2、设计标准2.1 国外采购的设备或部件的制造工艺和材料符合美国机械工程协会（ASME）和美国材料试验协会（ATM）所涉及的标准。2.2 国产设备的制造和材料符合以下标准、规范、规定的最新版本要求：水处理设备制造技术条件（JB2932-86）灌溉与排水工程设计规范及条文说明（32 GB50288-99）节水灌溉技术规范（三）性能保证1、性能保证基础山东日纳在完成系统安装调试后，按系统要求的程序进行试运转，由山东日纳的人员进行操作，并进行所有必要的试验来证明设备情况良好，且符合合同中的要求，在试验后，设备即可交付买方作正常运行用。2、性能保证系统出水量
14、 1-100t/h出水水质达到灌溉要求，提高作物产量3、质量保证3.1 系统的质量保证期为验收合格后6个月或货物运抵现场后10个月，二者以先到为准。3.2 在保质期内，若设备在正确操作运行下，我公司负责免费更换与维修损坏件。3.3 在质量保证期后，我公司以优惠价格长期向买方供应备件。（四）农业种植用水设备体系设计根据农业的实际情况设计水处理设备水路系统，共分以下几个系统： 净化水系统：根据农业灌溉需求、各种种子的品质进行净化水质；此系统涉及净化、灭菌等内容；控制系统：初步设计为手动控制循环系统：根据自动控制水循环周期，使功能水的水质量更有保障，更好的防止了水质的二次污染；此系统极即达到了节约用
15、水、省时省电的效果；水路增效系统：由天然水经过预处理后，进入设备的第一道磁化床组进行磁化后，再进入玻参管器件进行灭菌、充能，然后进入电磁设备进行激活，最后进入到储水设备储存；使用时经引水泵直饮灌溉，在不用时由循环系统的循环泵在规定时间内按周期性规律运行如图示：磁场设备阀门进水口 灭菌器电磁设备循环水路储水设备循环泵引水泵出水口（五）处理后农田灌溉用水水质经过本公司研发的纳米效应玻参管净化技术、磁化床处理技术、变频场效应发生技术以及吸附分离净化技术的“种植用场效应增效水处理系统”处理后，灌溉水质得到极大提高,各项指标均能达到农田灌溉用水标准。表1 农田灌溉水质标准序号项目水作旱作蔬菜1生化需氧量BOD580150802化学需氧量COD200300150
