纳米气泡对沼液滴灌系统灌水器的防堵塞效应与机理

摘要：

沼液中含有大量的微生物、盐分离子与固体颗粒物等致垢物质,极易导致沼液滴灌系统灌水器物理-生物-化学复合堵塞,纳米气泡凭借其比表面积大、表面带负电荷、吸附性能高等特点,有望成为一种协同控制沼液灌溉系统复合型污垢的可靠方法.该研究旨在探究纳米气泡(Nanobubbles,NBs)对沼液滴灌系统灌水器复合型堵塞的缓解效应,明确NBs对灌水器附生生物污垢、化学沉淀和颗粒污垢的控制效果.将无NBs水和饱和NBs水进行不同体积配比,配置了3种NBs浓度的灌溉水:对照组(无NBs水)、饱和NBs水(全部为NBs水)、半NBs水(有无NBs的混配液体积相同),分别对3种内镶片式灌水器开展试验.结果表明:与对照组相比,NBs有效地缓解了灌水器堵塞,系统运行末期3种类型灌水器内部堵塞物质的干质量分别降低了22％～49％、18％～41％和25％～47％,而滴灌系统的相对平均流量和克里斯琴森均匀系数整体提高了15％～44％和26％～48％.NBs有效地控制了灌水器附生的生物污垢、化学沉淀和颗粒污垢形成,使得堵塞污垢中胞外聚合物的含量降低了29％～53％,碳酸盐、磷酸盐等化学沉淀的含量降低了52％～75％,而颗粒污垢的总量降低了35％～68％.相比而言,饱和NBs水处理比半NBs水处理下污垢的干质量减少了21％,建议在沼液滴灌工程中采用饱和NBs的方式来缓解灌水器堵塞.该研究证明了NBs是一种有效且生态友好型的防灌水器复合堵塞技术,有助于沼液滴灌技术的进一步推广.

关键词：纳米、气泡、灌溉、沼液、滴灌、复合污垢、灌水器堵塞

所属期刊栏目：38

分类号：S275.6(农田水利)

资助基金：国家自然科学基金;北京农业职业学院科技创新项目

在线出版日期：2022-10-24（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：79-87