Titanfilter i modernt jordbruk

Vatten slingrar sig genom odlingssystem och plockar upp grus, organiska ämnen, fjäll och alger längs vägen. Det där hamnar fast i rör, ventiler, pumpar, sändare och munstycken. Standardbehandling räcker inte. Det är där titanfiltret kommer in.

Sintrad titan skiljer sig från nätskärmar eller lindade patroner. Det är ett massivt block av porös metall med sammankopplade hålrum-som en svamp gjord av titan. Du trycker vatten genom den; partiklar fastnar inuti dessa porer. Metallen rostar inte, inte ens när du kör saltvatten, flytande gödningsmedel eller sura rengöringslösningar genom den. Och när porerna täpps till slänger du inte filtret. Spola tillbaka den, eller blöt den i ett rengöringsbad, så går den direkt i drift igen. Vissa operationer får år av ett enda element.

Ta bevattningsvatten. Det ser rent ut men är det sällan. Grundvatten ger fin silt. Ytvatten bär alger, döda växtämnen och löst järn som fälls ut senare. Inget av det stoppar systemet omedelbart. Vad den gör är att fylla upp de små passagerna i droppavsändare och sprutmunstycken med tiden, lite i taget, tills sprutmönstret faller isär och delar av fältet blir torrt.

Titanfiltret går precis före huvudbevattningsledningen. Vatten passerar genom den porösa väggen; suspenderade fasta ämnen stannar kvar. Du väljer porstorlek efter vad som finns i vattnet och hur fina nedströmsgångarna är. För grovt och du släpper igenom partiklar som kommer att täppa till sändare. För fint och du rengör filtret varje timme.

Att rengöra ett titanfilter är inte komplicerat. Du vänder flödesriktningen och det mesta av de fasta partiklarna tvättas direkt ut. För tuffare grejer-biofilm som klänger eller mineralbeläggning som byggs upp med tiden-bryter en mild syra eller kaustik lös den. Den stora fördelen med sintrad titan är att du kan göra detta om och om igen. Porstrukturen kollapsar inte eller förvrängs, och själva metallen släpper inte ut korrosionspartiklar i vattnet. Det spelar roll när du kör bevattning säsong efter säsong och du inte vill budgetera för ersättningselement varje år.

Vilket för oss till vad titanelementet verkligen erbjuder: det stannar kvar, förblir återanvändbart och förblir förutsägbart från en rengöringscykel till nästa.
 

Ta ut flytande organiska gödselmedel-rötgas från biogasrötare, gödselslam från boskapsladugårdar, sånt. De har fortfarande kväve, fosfor, kalium och organiska rester värda att lägga tillbaka på marken. Men de bär också saker du inte vill ha i dropplinjer: osmälta växtfibrer, delvis ruttnade fasta ämnen och biologiska flockar som helt enkelt inte löser sig av sig själva.

 

Dessa fasta ämnen är inte ett större problem när materialet hanteras i bulk. De blir svårare att hantera när vätskan matas in i droppbevattningsutrustning. En liten mängd fiber eller sediment kan samlas inuti ett rör eller runt en sändare och gradvis begränsa flödet.

 

Filtrering före distributionsledningen tar bort en del av detta suspenderade material medan de lösta näringsämnena stannar i gödsellösningen. Ett titanfilter kan användas vid denna tidpunkt för att minska mängden fast material som kommer in i bevattningssystemet.

 

Gödselmedlets sammansättning påverkar också valet av filtermaterial. Organiska syror och andra föreningar som lämnas från jäsning eller rötning kan skapa en mer aggressiv vätska än vanligt bevattningsvatten. Titan har god korrosionsbeständighet i många sådana miljöer, vilket är användbart när filtret utsätts för vätskan upprepade gånger och rengörs för vidare användning.

I ett recirkulerande vattenbrukssystem stannar vattnet kvar i systemet istället för att släppas ut efter en passage. Fiskfoder, fekalt material och biologiskt skräp tillsätts vattnet under normal drift. Dessa fasta ämnen måste avlägsnas någonstans i behandlingsslingan. Annars fortsätter de att röra sig genom systemet och belastar pumpar, rör och annan utrustning mer.

Sintrade titanfilter kan användas för mekaniskt avlägsnande av suspenderade partiklar. Vattnet passerar genom det porösa elementet och det fasta materialet hålls tillbaka. Att ta ut en del av det fasta ämnet före nästa behandlingssteg minskar mängden material som transporteras vidare genom systemet.

Den porösa ytan kan också tillhandahålla platser för mikroorganismer att fästa. Detta kan vara användbart i system där mekanisk och biologisk behandling används tillsammans. Det är dock inte samma sak som att ha ett dedikerat biofilter. Biologisk behandling beror på förhållandena i hela systemet, inklusive syre, temperatur, vattenrörelser och de mikroorganismer som finns.

Filtermaterialet behöver också klara de förhållanden som finns i vattenbruket. Saltvatten, rengöringskemikalier och upprepad rengöring kan påverka mindre resistenta metaller. Titan klarar många av dessa förhållanden utan de korrosionsproblem som normalt förknippas med vanligt stål.

Vatten pumpas runt i hydroponiska system, växthuskylslingor, jordfria odlingsbänkar och anläggningar för återvinning av avloppsvatten från gården-de återcirkulerar alla. Kör vattnet tillräckligt länge och de fina suspenderade partiklarna börjar komma ut ur suspensionen varhelst flödet saktar ner eller ändrar riktning. Armbågar, T-stycken, ventilportar eller någon sektion där röret smalnar av-det är ställena där saker lägger sig.

Näringslösningar inom hydrokultur och jordfri odling är inte alltid stabila. Fällningar bildas när pH skiftar eller koncentrationer ändras. Rotavfall bryter av i bäcken, tillsammans med andra små fragment. Dessa material förblir inte suspenderade för alltid. De färdas med flödet tills de träffar en plats där vattnet saktar ner-runt ett ventilsäte, inuti en sändarkropp-och där ackumuleras de, vilket gradvis begränsar passagen tills flödesmönstret äventyras. Att ta bort dem tidigare minskar mängden material som når dessa smala passager.

Avloppsvatten från jordbruket går normalt igenom flera reningssteg. Ett titanfilter kan installeras före finare filtrering eller membranutrustning för att först ta bort större suspenderade partiklar. Detta tar bort en del av den fasta belastningen innan vattnet når de senare stadierna av behandlingen.

Dimsystem i växthus har ett liknande problem. Öppningarna inuti dimmunstyckena är mycket små och vattnet behöver inte se smutsigt ut för att partiklar ska orsaka problem. Fint material kan långsamt påverka sprutmönstret eller begränsa munstycket. Att filtrera vattnet före munstycksledningen hjälper till att förhindra denna ansamling.
 

Korrosionsbeständighet

Gödningssalter, organiska syror, lösta mineraler, saltvatten och rengöringskemikalier dyker upp i jordbruksvätskor. Titan hanterar korrosion i många av dessa vätskor och rostar inte som stål gör. Vilken kvalitet som ska användas beror på den specifika vätskan, dess koncentration, temperatur och driftsförhållandena.

Återanvändbar porös struktur

Ett sintrat titanfilter är en solid metallbit med anslutna porer som löper genom den. Partiklar fastnar i dessa porer under drift. När filtret fylls kan det rengöras och sättas igång igen. Backwashing tar hand om de flesta avlagringar. För tuffare uppbyggnad kan andra rengöringsmetoder behövas. Detta har betydelse i system där byte av filter ofta inte är ett alternativ.

Kontrollerad filtreringsprestanda

Porstrukturen ställs in under sintringsprocessen, så filter kan tillverkas med olika specifikationer. Bevattningsvatten, organiskt gödningsmedel, näringslösning och vattenbruksvatten bär alla olika typer och storlekar av partiklar. Filtreringskraven ändras i enlighet med detta. Porstorlek måste väljas baserat på vätskan som filtreras och utrustningen nedströms.

Materialstabilitet

Titan korroderar inte som stål. När det lämnas i kontakt med vatten eller processvätskor under långa perioder håller materialet sig bra och släpper sällan ut korrosionsbiprodukter i strömmen. Det blir viktigt när filtret förväntas sitta kvar i systemet under en lång livslängd.

Fler gårdar vänder sig till vattenåtervinning och gödning. Hydroponiska verksamheter och jordfria system är också beroende av recirkulation. Renat avloppsvatten återanvänds på gårdar istället för att skickas ut. Men ju mer det cirkulerar, desto mer suspenderat material plockar det upp, och dessa fasta ämnen tenderar att lägga sig i rören och blockera dem.

Titanfiltret hanterar frätande vätskor bra. Den förblir stadig vid normal användning och du kan rengöra den flera gånger utan att bryta ner den.

Vilket filter som fungerar bäst beror på vad systemet kräver. Vattenkvalitet, partikelstorlek, laddning av fasta ämnen, flödeshastighet, systemtryck, porstorlek och rengöringsmetod spelar alla in. Med rätt storlek och specifikationer gör titanfilterelement jobbet i bevattningsförbehandling, gödningsledningar, hydrokultur, vattenåteranvändning och vattenbrukssystem.