[发明专利]反渗透灌溉法

说明书

技术领域

本发明整体涉及植物灌溉法，尤其但不排他地涉及利用经过反渗透处理的水灌溉植物的方法。

背景技术

在许多农业区中，大量现有地下水钻井接至含有微咸水的含水层。微咸水是指溶解盐的浓度通常超过2000mg/L的水的术语。盐浓度可以用电导率(EC)来表示。EC是在灌溉操作中测量的用来确定向植物和土壤施用水是否安全的参数。通常，EC超过3000微西门子每厘米的地下水钻井用于持续灌溉是不安全的。

使用微咸水进行灌溉存在三种常规方法。首先，可以直接使用微咸水。这显然会存在植物对盐的敏感度的问题，从而导致产率降低并需要过滤土壤剖面以控制盐聚积，这种盐聚积会造成排水问题。最终，由于对土壤的破坏、产率降低和排水差而使得这种解决方案不具有吸引力。

其次，已经尝试用淡水灌溉结合或代替微咸水灌溉。这要求精确控制水混合形态，不能消除产率降低的所有问题并且还需要进行过滤以从根区除盐。

第三，已经提出通过对半透膜后方的微咸水施压而迫使水通过半透膜来进行脱盐，作为准备适量水进行持续灌溉的方法。将脱盐水存储在储水罐中然后再利用标准灌溉设施进行输送。通常，这会由于如下多个工程学原因导致水价格高昂：

·反渗透系统需要包括专用供给泵、清洁系统和电能源在内的附加设施，电能源或者来自发电机或者连接至分布式电源。

·反渗透供给泵在高压下操作。

·膜组件中的操作条件使系统易于发生盐沉淀从而导致积垢和堵塞。

·资金成本和运行成本高。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供一种植物浇灌装置，包括：

优先透水膜，其布置成使供给水与植物的根系分开，所述膜布置成允许水透过以浇灌植物的根部。

在一些实施例中，所述膜布置成响应土壤和/根部水势而允许水通过。

在一些实施例中，所述供给水含有溶解的盐。所述供给水可以是微咸水。

在一些实施例中，所述膜对水和盐具有选择性输送特性。所述膜可以是反渗透膜。所述膜可以是纤维素基膜。所述膜可以是醋酸纤维素膜。可选地，所述膜可以由合成单体和聚合物来制备。所述膜可以是致密聚合物膜。所述膜可以是聚酰胺膜。所述膜可以被化学改性以获得最佳的水和盐输送特性。可选地，所述膜可以是超滤和/或纳滤膜。

在一些实施例中，所述膜设置成是可降解的和/或可溶解的。所述膜可以设置成在一次种植周期之后被降解。可以通过在种植周期结束时添加化学品而在原位完成降解过程。可选地，可以通过在灌溉周期结束时添加化学品而在原位完成降解过程。

在一些实施例中，所述膜构造为导管。所述导管可以布置成沿着导管输送水。所述膜可以包括结合在一起从而形成导管的相对边缘。所述边缘可以借助于热退火处理来熔融。可以利用粘接剂将相对边缘结合在一起。

在一些实施例中，所述装置包括透水导管，并且所述膜与所述导管相关联。所述膜可以衬在所述导管中。所述导管可以构造成促进膜附近的水中产生湍流。所述导管可以包括一个或多个特征，所述特征将所述膜成形为用于促进湍流产生。所述特征可以包括褶皱。所述特征可以包括隆起部。所述特征可以包括凹陷部。所述特征可以位于所述膜附近。

在一些实施例中，所述导管可以被掩埋地设置以向一年生作物提供灌溉水。可选地，所述导管可以设置为用于持久种植应用。

在一些实施例中，所述装置可以包括滴灌管道。所述滴灌管道可以构造为滴灌带子或多孔聚合物管线。

在一些实施例中，所述装置构造成促进膜附近的水中产生湍流。所述膜可以构造成促进湍流产生。所述膜可以包括构造成促进湍流产生的表面。所述表面可以包括用于促进湍流产生的特征。所述表面可以包括一个或多个褶皱。可选地，所述膜设置在如下结构周围，所述结构构造成促进膜附近的水中产生湍流。所述结构可以包括框架。所述框架可以包括除了构成所述膜的材料之外的材料。所述材料可以包括聚合物或任意其它合适材料。

应该理解到褶皱可以以许多不同的方式构成。所述褶皱可以是平行的。所述褶皱可以布置成螺旋图案。所述褶皱可以是彼此交叉的。所述褶皱可以布置成交叉影线图案。所述褶皱可以是彼此垂直地交叉的。所述褶皱可以与导管的标称中心轴线平行地延伸。可选地，所述褶皱可以与所述轴线垂直地延伸。可选地，所述表面包括隆起部和/或凹陷部。

在一些实施例中，在所述膜与所述导管之间存在一个或多个中间层。

在一些实施例中，所述膜具有两个相对的表面并且一个表面布置成可与供给水接触。另一表面可以布置成与水毛细介质或水势低的介质接触。所述毛细介质可以包括导管。