王亞軒 郭巍 趙慧

黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)工程學(xué)院，黑龍江省 大慶 163319

引言

我國農(nóng)業(yè)用水重復(fù)利用率低，單位耗水量大，是我國農(nóng)業(yè)用水的關(guān)鍵瓶頸。目前，國外先進(jìn)農(nóng)業(yè)用水的重復(fù)利用率為70%～80%，而我國僅為20%，節(jié)水潛力巨大。因此，農(nóng)業(yè)用水節(jié)約與廢水量最小化研究具有重要的現(xiàn)實意義。

傳統(tǒng)的水稻生產(chǎn)一般通過手工方式來進(jìn)行浸種催芽作業(yè)，隨著黑龍江墾區(qū)節(jié)水工作的逐步深入發(fā)展，人們開始意識到集中式浸種催芽的優(yōu)點，陸續(xù)使用小型的浸種催芽機(jī)進(jìn)行水稻芽種生產(chǎn)，近兩年來在黑龍江農(nóng)墾總局的帶動下，我省水稻生產(chǎn)逐步拉開了標(biāo)準(zhǔn)化浸種催芽的序幕[1-4]。本文根據(jù)水稻浸種催芽過程中的用水要求，設(shè)計一套浸種催芽100噸種子的水循環(huán)生產(chǎn)線，從系統(tǒng)的角度對浸種催芽系統(tǒng)用水進(jìn)行設(shè)計優(yōu)化，以期達(dá)到新鮮水的最大重復(fù)利用率，從而達(dá)到節(jié)約農(nóng)業(yè)用水和減少污水排放的目的。

該項目為100噸水稻浸種催芽溫室水循環(huán)系統(tǒng)的設(shè)計與應(yīng)用，設(shè)計一套處理能力為100t水稻的浸種催芽一體化設(shè)備，主要包括以下設(shè)計：供水水箱、浸種催芽箱、鍋爐及水泵系統(tǒng)、加熱裝置、噴灑裝置。

1 系統(tǒng)設(shè)計方案

1.1 加熱系統(tǒng)

1.1.1 熱水鍋爐

集中催芽生產(chǎn)線加熱系統(tǒng)主要由水加熱器(鍋爐)、水溫表、壓力控制閥、排氣閥、鼓風(fēng)機(jī)等組成，通過智能溫控裝置，根據(jù)浸種催芽所需要的溫度，可以實時調(diào)節(jié)溫度以滿足調(diào)節(jié)水溫的功能。

本設(shè)計中根據(jù)熱水的負(fù)荷選擇W型常壓熱水鍋爐，型號為CWNS0.58-95/70-YQ。

性能參數(shù)：額定功率 50MW

熱水循環(huán)量 20t/h

設(shè)計熱效率 90～93%

工作壓力 常壓

1.1.2 鼓風(fēng)機(jī)

本項目中選用與鍋爐配套的三葉羅茨風(fēng)機(jī)WHR型，羅茨風(fēng)機(jī)為容積式風(fēng)機(jī)，輸送的風(fēng)量與轉(zhuǎn)數(shù)成比例，三葉型葉輪每轉(zhuǎn)動一次由2個葉輪進(jìn)行3次吸、排氣，與二葉型相比，氣體脈動變少，負(fù)荷變化小，機(jī)械強(qiáng)度高，噪聲低，振動也小。

性能參數(shù)：

風(fēng)機(jī)口徑 50～300A

風(fēng)量 0.5～180m3/min

壓力 0.1～0.8kgf/cm2

電機(jī)功率 0.75～300kw

1.2 噴灑系統(tǒng)

浸種催芽噴灑系統(tǒng)由進(jìn)水管、配水干管及支管、噴灑噴頭、水位儀及流量計組成。噴灑系統(tǒng)的樣圖如圖所示。

圖1 噴灑裝置大樣圖

1.3 給回水系統(tǒng)

主要由進(jìn)出水管路、調(diào)溫進(jìn)出水管路、供回水泵、調(diào)溫水泵、進(jìn)出水閥等組成。共設(shè)置水泵16臺，其中自循環(huán)水泵12臺，鍋爐循環(huán)水泵2臺，注水水泵2臺，回水水泵2臺，型號統(tǒng)一設(shè)計為立式單級單吸離心清水泵SLS50-100(I)A。

性能參數(shù)： 流量Q 22.3m3/h

揚(yáng)程H 10m

功率N 1.1kw

2 系統(tǒng)的功能與優(yōu)勢

2.1 標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)

創(chuàng)新的將工業(yè)生產(chǎn)水夾點技術(shù)應(yīng)用到水稻種子的升溫、降溫、控溫、保溫等過程，實現(xiàn)種子在設(shè)備浸種催芽箱內(nèi)一次性完成標(biāo)準(zhǔn)化、機(jī)械化的浸種、破胸、催芽等生產(chǎn)過程，是整個系統(tǒng)的用水量合理分配，并使廢水量最小化。

2.2 批處理能力大

單元批處理稻種 10～20t，可根據(jù)水稻育苗工廠和其他集中育苗小區(qū)的規(guī)模進(jìn)行放大，批處理能力可達(dá)到數(shù)十噸到數(shù)百噸。

2.3 芽種質(zhì)量高

應(yīng)用噴灑系統(tǒng)給種子萌發(fā)創(chuàng)造增氧動態(tài)浸種催芽的條件，有效解決傳統(tǒng)人工選種和袋裝稻種浸種催芽的弊端，使稻種發(fā)芽達(dá)到“快、齊、勻、壯”的標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)，從而提高了水稻芽種的質(zhì)量。

3 結(jié)束語

水稻是我國的主要糧食作物之一，黑龍江省的水稻種植已經(jīng)成為穩(wěn)定和提高我省糧食作物的關(guān)鍵品種。污水排放量占農(nóng)業(yè)廢水排放量的首位。用集中式的水稻浸種催芽溫室水循環(huán)系統(tǒng)育秧，節(jié)水潛力巨大。因此，本文所設(shè)計的水稻浸種催芽生產(chǎn)線水循環(huán)系統(tǒng)在水稻芽種生產(chǎn)中具有重要意義。

[1]毛欣，衣淑娟等.大型智能溫控水稻集中浸種催芽設(shè)備的研制[J].黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)學(xué)報，2011，23(1)：28～30.

[2]呂強(qiáng).關(guān)于水稻智能化浸種催芽技術(shù)的探討[J].北方水稻，2012，42(1):62～63.

[3]呂強(qiáng).關(guān)于水稻智能化浸種催芽技術(shù)的探討[J].北方水稻，2012，42(1):62～63.)

[4]李曉兵，鄒德春. 集中控溫浸種催芽一體化日光溫室[J]. 現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)，2010，366（3）：39～40