再生水条件下灌水器内生物膜生长对流量的影响

选用生物泳动床、生物滤池两种污水处理工艺下的再生水进行滴灌试验,研究灌水器内生物膜的生长情况。结果表明:灌水器内的生物膜经历附着期、生长期和成熟期,在成熟期达到动态平衡状态;灌水器进水口处的生物膜附着快、生长速度快,生物膜最厚。脱落的生物膜沉积于流道内或出水口,体现流量的变化。灌水器的平均流量变化落后于生物膜的生长变化;当生物膜到达成熟期时,生物膜反复脱落生长,是灌水器堵塞的高风险期,表现为灌水器的平均流量持续下降。系统运行184 h后,可采用加酸、加氯等措施冲洗滴灌灌水器。     

滴灌系统灌水器堵塞及防堵措施研究进展

滴灌系统灌水器堵塞一直是制约滴灌技术应用推广的关键问题,为探索预防、解决该问题的方法,首先,从灌溉水源、灌水器流道结构、滴灌系统运行方式等方面总结了灌水器堵塞类型,论述了该领域的研究成果;其次,通过控制水源处理、配置合适过滤设备、改进灌水器流道、选用较优系统运行方案等方式提高灌水器抗堵塞性能,提出进一步研究发展灌水器堵...     

再生水滴灌条件下灌水器抗堵塞试验研究

随着新农村的建设,农村污水处理系统建设逐渐完善,同时节水灌溉技术的推广,农村再生水的利用成为农业灌溉节水的一种新方法。本试验针对农村污水处理系统,进行再生水滴灌试验。结果表明:市场常见的灌水器产品对农村的再生水有一定的适用性,具有抗堵塞的功能,可在农村推广再生水滴灌技术。宽齿形灌水器具有自清洗功能,抗堵塞性能优于其他3中灌水器,且大流量的灌水器的抗堵塞性能优于低流量的灌水器。由微生物与固体颗粒团体等组成的生物膜易沉积于灌水器的格栅和出水口缓冲区,引起灌水器堵塞,其是直接诱发灌水器堵塞的原因。灌水器流道内沉积物质的随机生长与脱落,造成灌水器的堵塞是一种随机的过程。滴灌系统运行大概350h,应对其进行清洗,以提高灌水器的抗堵塞性能。     

黄河水滴灌条件下灌水器堵塞试验研究

通过控制不同环境条件,采用不同型号的滴灌带进行灌水器堵塞室内模拟试验,探索了室内引黄滴灌系统灌水器堵塞的过程和堵塞物的微生物组分。结果表明,在试验可控的环境条件变化范围内,浊度越高,温度越高,滴灌带的额定流量越小,则灌水器出流量下降越快,越容易堵塞,而堵塞导致灌水均匀性变差,灌水均匀度变小,灌水质量变差。堵塞物中均含有细菌总数和叶绿素a,随着水体浊度的增加和温度的升高,堵塞物中细菌总数逐渐增多。黄河水泥沙颗粒物和微生物的共同作用是引起灌水器堵塞的主要原因。     

滴灌毛管泥沙分布与灌水器堵塞试验研究

为探明滴灌毛管泥沙分布及灌水器堵塞规律,通过对8种粒径的泥沙进行短周期浑水试验和堵塞试验,研究了泥沙在不同毛管分布和灌水器堵塞规律。结果表明:泥沙在不同毛管中淤积量的不均匀程度可以通过毛管淤积分布系数来衡量;泥沙在支管中的运动状态对进入毛管中的泥沙量影响很大,通过计算支管泥沙悬浮指数,可确定泥沙在不同毛管中的淤积状况,悬浮指数越大,泥沙在各毛管淤积量越不均匀,突变发生在悬浮指数等于0.325处;大颗粒泥沙在毛管底部以推移质形式运动,是造成灌水器突然堵塞的直接原因,且主要出现在第1、2条毛管中,而细小颗粒的絮凝作用是造成灌水器逐渐堵塞的主要原因。     

温室水肥滴灌系统迷宫式灌水器堵塞试验

为探明温室滴灌灌水器堵塞的影响因素及机理,研究了灌水量和施肥量对灌水器堵塞的影响,并利用场发射扫描电镜分析了灌水器内的堵塞物质。结果表明,灌水器平均流量随着灌水量和施肥量的增加呈下降趋势,下降幅度在1.51%~14.16%之间。方差分析表明施肥量对灌水器平均流量的影响达到极显著水平(P0.01)。解剖灌水器后发现堵塞物质多沉积在流道前部。堵塞物质主要由生料带残渣、微小沙粒和白色粉末状化学沉淀物组成,其中白色粉末主要由钙、镁、碳、氧、磷元素等组成。说明本试验中灌水器堵塞主要是由物理堵塞和化学堵塞共同作用引起的。     

流速对再生水滴灌系统毛管内生物膜表面特征的影响

采用三维白光干涉形貌仪观测不同流速下附着于PE管内的生物膜表面形貌,分析再生水滴灌条件下不同流速对滴灌系统内生物膜表面形貌的影响.结果表明:中流速区,生物膜表面固体颗粒物质多,表面粗糙,生物膜较厚;高流速区,生物膜表面光滑,生物膜较薄;生物膜平均厚度与流速的关系符合指数规律,流速为0.22 m/s,生物膜平均厚度达到最大值.流速大于0.90 m/s的生物膜生长速率随着流速增加而下降快,生物膜易脱落,且水力剪切力力也急增,清洗滴灌系统的流速应大于0.90 m/s.     

滴灌用灌水器的发展及研究

本文对滴灌技术的发展历史进行了回顾,对灌水器的发展历史以分类和工作原理进行了总结,对新型的重力滴灌做了介绍,对滴灌系统的堵塞原因及防治措施进行分析,还对灌水器的水力特性分析研究现状作了简单介绍,对今后的研究方向提出了建议,这些对于子解滴灌的历史以及研究现状都有一定意义。     

滴灌灌水器及其设计要点

介绍了灌水器的水力学及其类型，分析了影响滴头选择的多种因素，土壤条件,作物需水量,灌溉水质以及管理限制均能影响滴头的选择,正确评估这些因素可为滴灌设计中滴头的选择提供可靠的依据。     

高含沙水滴灌灌水器堵塞机制及防堵技术研究进展

为解决黄河水中粒径小于0.10 mm细小泥沙颗粒引发的滴灌灌水器堵塞问题。通过文献调研,回顾了高含沙水滴灌条件下灌水器物理堵塞机制相关研究进展,并提出了进一步研究方向。细小泥沙颗粒含量较高的浑水滴灌时,滴头堵塞主要是含沙量、泥沙粒径与颗粒级配耦合作用的结果。滴灌系统工作条件如工作压力的动态变化有助于移除流道内黏、粉等细颗粒堵塞物质,促进较大泥沙颗粒排出流道;灌溉水温越高,滴头抗物理堵塞性能越强;对浑水加气和磁化处理可改变毛管内水流水力特性及悬浮泥沙运动规律,增强水流拖拽力,减小管道内泥沙淤积量。此外,施肥增强了水体中泥沙颗粒间的絮凝作用,对浑水水肥一体化滴灌滴头堵塞具有明显加速作用。浑水含沙量、粒径和颗粒级配是引发滴头物理堵塞的重要因素,确定易引发滴头堵塞的敏感含沙量、颗粒粒径段,选用适宜肥料种类和施肥浓度阈值,优化滴灌系统工作条件参数是改变毛管内泥沙颗粒运移和沉积规律、延缓滴头堵塞进程、提高水肥一体化滴灌水肥利用效率的有力措施;采用统一的灌水试验方法,充分利用现代测试手段,结合生产实际有针对性地改进工程技术处理措施是解决滴头堵塞问题的必要途径。     

中水微灌系统生物堵塞特性探讨

使用中水微灌作为缓解农业水资源危机的一种灌溉方式，可以将污水灌溉对环境和农作物造成的污染减轻到最小，但中水微灌溉将会加大灌溉系统堵塞的可能性。通过对造成中水微灌系统生物堵塞的水质、堵塞原因及堵塞的严重程度的分析认为，中水中的有机污染物和微生物会造成微灌系统的堵塞，但中水中的无机颗粒是造成灌水器堵塞的首要原因。微灌系统的堵塞取决于污水的处理工艺及中水水质标准，其中主要与灌溉水的pH值，TSS和BOD5等参数有关，这3个水质参数可以用来对微灌系统的堵塞的危险性进行评估。对于微灌系统堵塞问题，可以通过改善水质，合理配置过滤设备及使用大流量灌水器和具有自冲洗功能的灌水器等方法来解决。     

低压滴灌施肥条件下温度对滴头堵塞的影响

【目的】探究低压滴灌施肥条件下温度对滴头堵塞的影响。【方法】采用短周期间歇灌水试验方法,考虑温度、运行压力、肥料质量浓度等因素,展开完全随机试验,研究滴头堵塞过程,寻求适宜的加肥质量浓度阈值。【结果】温度越高、运行压力越大、加肥质量浓度越低滴头堵塞风险越小;温度40℃时,运行压力50kPa、加肥质量浓度3g/L的处理具有最高的平均相对流量、均匀度系数以及最低的堵塞率;不同温度下加肥质量浓度阈值不同,温度10、20、30、40℃时加肥质量浓度阈值分别为4、5、7和8g/L。【结论】升高温度、提高运行压力、降低加肥质量浓度能有效降低滴头堵塞风险;升高温度还能提高加肥质量浓度阈值及水流携带固体颗粒的能力,但升高温度对滴头堵塞风险的降低程度随着压力的升高而减弱。     

温度对施肥滴灌系统滴头堵塞的影响

为探究不同灌水温度下水肥一体化滴灌滴头堵塞成因与过程,采用固定周期间歇滴灌的多因素完全随机试验设计方法,分别在冬、夏两个季节研究了3种不同泥沙级配浑水与3个不同施肥质量浓度组合对滴头堵塞的影响和堵塞变化过程。结果表明,灌水温度是影响滴头堵塞的重要因素,与水质交互耦合效应显著,夏季施肥和未施肥2种情况下灌溉滴头的抗堵塞性能均高于冬季,夏季有效灌水次数是冬季的1.26~1.43倍;施肥加速滴头堵塞的作用受泥沙级配和灌水温度的影响,冬季灌溉水中0.034~0.1 mm粒径粗颗粒含量越多,施肥质量浓度对堵塞的影响越敏感,夏季灌溉水中0~0.034 mm细颗粒越多,施肥质量浓度对堵塞的影响越敏感。建议灌水温度较低时,水肥一体化滴灌应控制在较低的施肥质量浓度下灌溉,适当增大次灌水时间,减少灌溉次数。     

施肥滴灌加速滴头堵塞风险与诱发机制研究

以2种内镶片式迷宫流道滴头为研究对象,采用数学分析方法、扫描电镜/能谱分析技术(SEM-EDS)和X射线衍射技术(XRD)对不同水溶性肥料滴灌后滴头流量、堵塞物表面微形貌及其化学组分进行多角度分析,研究肥料特性和流道结构对滴头堵塞过程的影响效应。结果表明:肥料特性是决定堵塞类型和诱发风险的重要因素(P0.01),流道结构对堵塞的影响需双重考虑结构尺寸及结构类型;当施肥质量分数小于等于0.5%时,施肥加速滴头堵塞的效果较小且与肥料类型关系不大,当施肥质量分数在0.5%~2.0%之间时,各肥料滴灌适用性由大到小依次为:磷肥、尿素、钾肥、复合肥,当施肥质量分数在2.0%~3.0%之间时,尿素滴灌滴头流量降幅为10.26%,显著高于施加磷肥(7.85%)、钾肥(4.07%)和复合肥(2.74%);施加尿素滴灌诱发滴头堵塞主要物质的形成机理为分子态尿素析出物与水中悬浮颗粒物形成团聚体在较差流体的运动粘度下造成的物理堵塞,磷肥主要为吸附作用加速肥料杂质团聚沉淀的物理、化学堵塞,硫酸钾施肥滴灌主要为离子交换形成的钙、镁沉淀导致流道壁面糙度升高、过水断面减小的化学堵塞过程,复合肥诱发滴头堵塞风险最低。施肥滴灌存在诱发或者加速滴头堵塞的风险,但不同肥料诱发滴头堵塞主要物质的形成机理不同,加速堵塞的风险也不同,故对于不同的肥料类型宜采用不同的抗堵塞管理策略。     

地下滴灌抗根系入侵堵塞的研究进展

作物根系入侵滴头造成堵塞是影响地下滴灌系统运行的一个重要原因,目前国内外解决根系入侵堵塞的主要方法有：生产专用滴头和过滤器,滴头包括从结构上改进以防止根系入侵以及从滴头材料中添加缓释的除草荆氟乐灵来避免根系向滴头附近生长两种方式;专用过滤器是在过滤器内部安装放置除草剂氟乐灵的密封装置,过滤时氟乐灵随水进入滴头,起到防止根系入侵滴头的作用;向地下滴灌系统注入化学物质来杀死滴灌周围的根系;合理控制系统运行状况,避免出现水分胁迫等。     

滴头流量和灌水量对滴灌土壤水分运动的影响

滴头流量和灌水量对于滴灌系统的设计具有非常重要的实际价值。通过室内试验,对不同土质、不同滴头流量情况下滴灌土壤水分运动进行了室内试验研究。结果表明,砂土条件下,滴灌湿润体呈现越来越"尖"的直立半椭球体,滴头流量的增大会使垂直湿润锋的运移更加显著。轻壤土条件下,滴灌湿润体基本上一直呈现为平卧的半椭球体,逐渐变成半球体。滴头流量的增大会使水平湿润锋的运移更加显著。在灌水量一定的情况下,滴头流量的增加在砂土条件下会加快水分在垂直方向的运移,在轻壤土条件下则会加快水分在水平方向的运移。     

浑水滴灌过程中不同类型滴头堵塞的动态变化特征

为了研究滴头类型对浑水滴灌滴头堵塞的影响过程,选取7种滴头、配置2种浑水进行周期性间歇灌水试验,提出了滴头结构系数指标,对比分析了不同类型滴头的堵塞状况。结果表明:滴头类型是影响滴头堵塞的重要因素,滴头结构系数可作为衡量不同类型滴头抗堵塞性能的重要指标,滴头抗堵塞性能随着结构系数增大而提高。结构系数相同的2种不同浑水试验后,圆柱滴头的平均相对流量均大于片式滴头,当结构系数为2%时,2种浑水试验后,圆柱滴头的平均相对流量分别为91. 66%和79. 63%,而片式滴头的平均相对流量仅为75. 84%和65. 08%;随着灌水次数的增加,片式滴头比圆柱滴头更容易发生大部分滴头整体堵塞现象;不同类型滴头堵塞物质量随着结构系数增大而减小,圆柱滴头和片式滴头结构系数由大到小依次为E1、E2、E3和E4、E5、E7、E6,2种浑水试验后,滴头堵塞物质量由大到小依次为E3、E2、E1和E6、E7、E5、E4。     

自适应地下滴灌灌水器的设计开发

针对最为节水、高效用水的地下滴灌技术,主要分析了目前地下灌水器产品的结构、使用特点和功能,并运用土一水系统中土壤水分理论知识,提出并设计了一种非电子控制的地下滴灌灌水器产品.该产品以土壤负压为控制动力,以土壤水分为控制条件,当灌水器附近土壤发生干湿变化时,土壤表现出不同大小的负压,并作用于灌水器内部的弹性膜囊,使之发生变形,从而改变灌水器内部流道的通断,使灌水器的出流状况始终与土壤含水量自动相适应,具有出流量自调节的功能.