專利名稱：：微灌灌水器的制作方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及農業(yè)灌溉
技術領域：
，特別是涉及一種微灌灌水器。
背景技術：
：微灌(microirrigation)，是按照作物需求，通過管道系統(tǒng)與安裝在末級管道上的灌水器，將水和作物生長所需的養(yǎng)分以較小的流量，均勻、準確地直接輸送到作物根部附近土壤的一種灌水方法。與傳統(tǒng)的地面灌溉相比，微灌只以較小的流量濕潤作物根區(qū)附近的部分土壤，屬于局部灌溉技術。微灌系統(tǒng)堵塞是微灌系統(tǒng)運行中常常出現(xiàn)的現(xiàn)象，也是影響微灌技術推廣應用的主要障礙。造成微灌灌水器堵塞的原因主要包括物理、化學和生物三大因素。物理因素是指灌溉水中所含的有機或無機懸浮物。有機懸浮物主要指生物殘體，包括藻類、浮游植物和浮游動物的殘體、塑料碎末及細菌等；無機物主要指砂、淤泥和粘粒?；瘜W因素主要是指溶解在水中的化學物質，在一定條件下，會變成不溶性物質，沉淀在管道內部或灌水器內部造成微灌系統(tǒng)的堵塞。生物因素是指灌溉水中的生物，包括藻類、浮游動物、細菌粘質等，這些生物進入微灌系統(tǒng)后可能生長繁殖造成管道斷面減小或灌水器堵塞。表1為微灌灌水器不同堵塞形式、發(fā)生概率及常用處理措施。對于物理堵塞，修建沉淀池和安裝過濾設備可以有效減少灌溉水中存在的固體物質，隨著過濾級數(shù)的增加，過濾效果愈好，但工程投資與使用成本迅速增加，降低了節(jié)水灌溉的經濟效益。另一方面物理沉淀過濾設備不能清除水中溶解的化學物質，對于化學沉淀造成的物理堵塞沒有任何效果。雖然使用硫酸及鹽酸能夠清除微灌管道及灌水器中的化學沉淀物質，但清除效果有限且需要定期反復清洗，費工費時。另外，由于鹽酸與硫酸具有強腐蝕性，酸液對土壤有破壞作用，影響作物正常生長，嚴重污染土壤、水源，不符合綠色農業(yè)的主題與環(huán)境保護的要求。防止生物堵塞采用加氯處理同樣存在著破壞土壤和環(huán)境污染的問題。由于微灌灌水器堵塞形式的多樣性，決定了處理堵塞的復雜性，并且各種堵塞形式通常并存，嚴重影響了微灌的灌水效率與質量，限制了微灌技術的推廣應用，阻礙了農業(yè)節(jié)水灌溉的發(fā)展。表1微灌灌水器堵塞發(fā)生概率及處理措施<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table>光觸媒[Photocatalyst]是光[Photo=Light]+觸媒(催化劑)[catalyst]的合成詞，是一種以納米級二氧化鈦(Ti02)為代表的具有催化功能的光半導體材料的總稱。簡而言之，光觸媒即是光催化劑。所謂催化劑就是用于降低化學反應所需的能量，促使化學反應加快速度，但其本身卻不因化學反應而產生變化的物質。光觸媒在光的照射下，會產生類似光合作用的光催化反應，產生出氧化能力極強的自由氫氧基(.OH)和活性氧(02—)，具有很強的光氧化還原功能，可氧化分解各種有機化合物和部分無機物，能破壞細菌的細胞膜和固化病毒的蛋白質，可殺滅細菌和分解有機污染物，把有機污染物分解成無污染的水(H20)和二氧化碳(CO》，因而具有極強的殺菌、防霉、防污和自潔功能。光觸媒在微弱的光線下也能發(fā)生反應，若在紫外線的照射下，光觸媒的活性愈強。
發(fā)明內容本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術中微灌灌水器堵塞的問題，提供一種具有殺菌、凈水、自潔、抗老化及抗堵塞性能的微灌灌水器及其生產方法。為達到上述目的，提供一種依照本發(fā)明實施方式的微灌灌水器，其包括滴頭、噴頭與滴灌帶，所述微灌灌水器的內壁和/或外表面和/或出水口部位覆蓋有光觸媒覆膜層。優(yōu)選地，所述光觸媒覆膜層采用納米二氧化鈦光觸媒材料制成。本發(fā)明還提供了一種生產上述微灌灌水器的方法，該方法在微灌灌水器的內壁和/或外表面和/或出水口部位噴涂光觸媒覆膜層。優(yōu)選地，所述光觸媒覆膜層采用納米二氧化鈦光觸媒材料制成。本發(fā)明還提供了一種微灌灌水器，所述微灌灌水器由含有光觸媒材料的材料制成。優(yōu)選地，所述光觸媒材料為納米二氧化鈦。本發(fā)明還提供了一種生產上述微灌灌水器的方法，在生產微灌灌水器的聚乙烯原料中加入一定比例的光觸媒材料，所述光觸媒材料與聚乙烯原料質量混合比例介于2%8%。優(yōu)選地，所述光觸媒材料為納米二氧化鈦。上述技術方案具有如下優(yōu)點典型的光觸媒納米二氧化鈦在光線的作用下，產生強烈催化降解功能。本發(fā)明的二氧化鈦光觸媒微灌灌水器的有益效果具體為1)殺菌功能納米二氧化鈦的超氧化分解能力可以破壞細胞的細胞膜使細胞質流失導致細菌死亡，能殺死大腸桿菌、黃色葡萄球菌等多種細菌，并能將細菌死體或真菌釋放出的霉素分解及無害化處理，能夠防止微灌灌水器發(fā)生生物堵塞。2)凈水功能具有水污染凈化及水中有機有害物質凈化功能，防止發(fā)霉及藻類的生成，防止水垢的產生及附著，同時還能分解已吸附的有機污染物，可以消除微灌灌水器化學堵塞，且適用于再生水灌溉。3)自潔功能當二氧化鈦受到紫外線照射后，表面具有極強的親水性，水的接觸角可以降低到O度，有效防止灰塵、水中細小的泥沙及生物藻類等吸附停留，從而達到自潔功能，能夠緩解微灌灌水器發(fā)生物理堵塞。4)抗老化性能發(fā)生光催化反應需要大量吸收紫外線，同時納米二氧化鈦對紫外線具有較強的反射、散射等作用，提高產品抗紫外線輻射的能力，具有很強的耐候性與抗老化性，可以完全替代生產微灌灌水器中炭黑的作用，降低微灌灌水器的生產成本。具體實施例方式下面結合實施例，對本發(fā)明的具體實施方式作進一步詳細描述。以下實施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。本發(fā)明實施例提供的微灌灌水器及其生產方法，將納米二氧化鈦噴涂于噴灌灌水器成品表面或將納米二氧化鈦和生產原料按一定比例混和，直接制成微灌灌水器產品。由于光觸媒只是作為催化劑促進氧化還原反應，它本身并不參與化學反應，催化過程中物質自身不損失。理論上只要納米二氧化鈦涂層或材料不被破壞，則可持久發(fā)揮氧化還原活性，利用自然界存在的光能轉換成為化學反應所需的能量發(fā)生催化作用。微灌灌水器的作用是把末級管道(毛管)的壓力水流均勻而又穩(wěn)定地灌到作物根區(qū)附近的土壤中，受水頭變化的影響較小，具有出水量小而穩(wěn)定的特點。灌水器中細小的水流通道易發(fā)生堵塞，使毛管管路出水不均，嚴重時會使整個系統(tǒng)無法正常工作，甚至報廢。因此，微灌灌水器抗堵塞性能的好壞直接影響到微灌系統(tǒng)的壽命及灌水質量的高低。本發(fā)明的二氧化鈦光觸媒微灌灌水器生產方法如下方法一微灌灌水器主要以聚乙烯為原料生產，將納米二氧化鈦(Ti02)與聚乙烯(PE)在高速混合機中混勻后，送入擠出機熔融共混造粒，將粒料干燥后，采用塑料成型機制成各種微灌灌水器。二氧化鈦與聚乙烯原料質量混合比例介于2%8%，以達到最高光催化氧化效率為準。方法二直接將納米二氧化鈦(Ti02)噴涂于微灌灌水器基材內壁和/或外表面和/或出水口，形成光觸媒覆膜層發(fā)揮功效。納米二氧化鈦光觸媒微灌灌水器在太陽光紫外線照射下，發(fā)生光催化反應，發(fā)揮自潔、氧化和殺菌功效，有效減少堵塞發(fā)生，增強灌水器的抗老化性能。在光照下納米二氧化鈦的表面發(fā)揮超親水性能，具有防污自潔功效。同時表面形成電穴和游離電子，結合空氣中的氧氣和水，發(fā)生氧化還原反應，表面形成強氧化性的氫氧自由基及超氧陰離子自由基，可分解水中有機污染物并且殺滅細菌病毒，將有機物分解成C02和H20，并抑制細菌生長和病毒的活性，達到殺菌、凈化、防霉，去污等功效。減少微灌灌水器發(fā)生物理、化學和生物堵塞，增強抗堵塞性能。對于中水微灌具有顯著的效果。納米二氧化鈦光觸媒材料發(fā)生光催化反應，需要大量吸收紫外線，大大降低了紫外線輻射對灌水器材的損害。所以納米二氧化鈦光觸媒微灌灌水器具有很強的抗老化性5能，具有紫外線屏蔽優(yōu)異性和高耐候性。因此，可以去除傳統(tǒng)微灌灌水器生產過程中摻入炭黑色母，增強產品抗老化性能的生產過程。一方面降低微灌灌水器生產成本；另一方面透明的灌水器材增加了紫外線照射穿透強度，促進納米二氧化鈦光催化反應，能夠更好的發(fā)揮光觸媒功效。由以上實施例可以看出，本發(fā)明實施例通過將典型的光觸媒納米二氧化鈦涂覆于微灌灌水器的表面或者摻混在生產微灌灌水器的生產原料中，使得該方案的微灌灌水器具有如下有益效果1)殺菌功能納米二氧化鈦的超氧化分解能力可以破壞細胞的細胞膜使細胞質流失導致細菌死亡，能殺死大腸桿菌、黃色葡萄球菌等多種細菌，并能將細菌死體或真菌釋放出的霉素分解及無害化處理，能夠防止微灌灌水器發(fā)生生物堵塞。2)凈水功能具有水污染凈化及水中有機有害物質凈化功能，防止發(fā)霉及藻類的生成，防止水垢的產生及附著，同時還能分解已吸附的有機污染物，可以消除微灌灌水器化學堵塞，且適用于再生水灌溉。3)自潔功能當二氧化鈦受到紫外線照射后，表面具有極強的親水性，水的接觸角可以降低到o度，有效防止灰塵、水中細小的泥沙及生物藻類等吸附停留，從而達到自潔功能，能夠緩解微灌灌水器發(fā)生物理堵塞。4)抗老化性能發(fā)生光催化反應需要大量吸收紫外線，同時納米二氧化鈦對紫外線具有較強的反射、散射等作用，提高產品抗紫外線輻射的能力，具有很強的耐候性與抗老化性，可以完全替代生產微灌灌水器中炭黑的作用，降低微灌灌水器的生產成本。光觸媒是一種納米級的金屬氧化物材料，能作為光觸媒的材料眾多，包括二氧化鈦(TiO》、氧化鋅(ZnO)、氧化錫(SnO》、二氧化鋯(Zr02)、硫化鎘(CdS)等多種氧化物硫化物半導體。其中二氧化鈦(Ti02)因其氧化能力強，化學性質穩(wěn)定無毒，成為目前最常用的納米光觸媒材料。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本
技術領域：
的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明技術原理的前提下，還可以做出若干改進和變型，這些改進和變型也應視為本發(fā)明的保護范圍。權利要求一種微灌灌水器，其特征在于，所述微灌灌水器包括滴頭、噴頭與滴灌管或滴灌帶，所述微灌灌水器的內壁和/或外表面和/或出水口部位覆蓋有光觸媒覆膜層。2.如權利要求1所述的微灌灌水器，其特征在于，所述光觸媒覆膜層采用納米二氧化鈦光觸媒材料制成。3.—種生產如權利要求1或2所述的微灌灌水器的方法，其特征在于，在微灌灌水器的內壁和/或外表面和/或出水口部位噴涂光觸媒覆膜層。4.如權利要求3所述的微灌灌水器的生產方法，其特征在于，所述光觸媒覆膜層采用納米二氧化鈦光觸媒材料制成。5.—種微灌灌水器，其特征在于，所述微灌灌水器由含有光觸媒材料的材料制成。6.如權利要求5所述的微灌灌水器，其特征在于，所述光觸媒材料為納米二氧化鈦。7.—種生產如權利要求5或6所述的微灌灌水器的方法，其特征在于，在生產微灌灌水器的聚乙烯原料中加入一定比例的光觸媒材料，所述光觸媒材料與聚乙烯原料質量混合比例介于2%8%。8.如權利要求7所述的微灌灌水器的生產方法，其特征在于，所述光觸媒材料為納米二氧化鈦。全文摘要本發(fā)明公開了一種微灌灌水器，其包括滴頭、噴頭與滴灌管(帶)，所述微灌灌水器的內壁和/或外表面和/或出水口部位覆蓋有光觸媒覆膜層。本發(fā)明的微灌灌水器的有益效果具體為1)殺菌功能納米二氧化鈦的超氧化分解能力可以破壞細胞的細胞膜使細胞質流失導致細菌死亡，能夠防止發(fā)生生物堵塞。2)凈水功能具有水污染凈化及水中有機有害物質凈化功能，可以消除化學堵塞。3)自潔功能納米二氧化鈦具有極強的親水性，能有效防止灰塵等吸附停留，達到自潔功能，緩解物理堵塞。4)抗老化功能納米二氧化鈦需要吸收大量紫外線光發(fā)生光催化反應，對紫外線具有較強的吸收、反射、散射等作用，具有耐候性和抗老化性。文檔編號B05B1/00GK101791596SQ200910244089公開日2010年8月4日申請日期2009年12月28日優(yōu)先權日2009年12月28日發(fā)明者于穎多,劉汗,許迪,龔時宏申請人:中國水利水電科學研究院