再生水滴灌条件下滴头堵塞特性评估.pdf

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1、第27卷2011住第5期5月农业工程学报TransactionsoftheCSAEV01．27No．5May．201119再生水滴灌条件下滴头堵塞特性评估闫大壮，杨培岭※，李云开，任树梅(中国农业大学水利与土木I程学院，北京100083)摘要：针对再生水水质复杂，污染物众多，其在农业滴灌上的应用对滴灌系统的抗堵塞能力要求更高的特点，采用6种滴头进行约360h的再生水滴灌试验，测定了再生水滴灌条件下滴头堵塞规律，探讨了滴头流道尺寸参数对于堵塞规律的影响，并采用环境扫描电子显微镜技术分析了滴头堵塞物质的组成结构。试验结果表明：不同流道结构的滴头抗堵塞能力明显不同，

2、各类滴头流量F降的幅度范围为14．4％～72．2％；流道水力直径、流道长度、锯齿高度和锯齿间距等参数都影响着堵塞的发生，其中以水力直径代表性最好，分区域地呈负相关关系；微生物、胞外多聚物以及颗粒物质混合形成的絮状结构，构成了滴头流道内的主要沉积物；堵塞过程的发生往往是以微生物富集开始的。试验结果有助于进一步提高再生水滴灌的应用水平。关键词：滴灌，扫描电子显微镜，废水，灌水器，堵塞，水力直径doi：10．3969／j．issn．1002—6819．2011．05．004中图分类号：$275．6．文献标志码：A文章编号：1002—6819(2011)一05—001

3、9—06闰大壮，杨培岭，李云开，等．再生水滴灌条件下滴头堵塞特性评估[J]．农业工程学报，2011，27(5)：19—24．YahDazhuang，YangPeiling，LiYunkai，eta1．Evaluationofdripemittercloggingwithreclaimedwastewaterirrigation忉．TransactionsoftheCSAE，2011，27(5)：19—24．(inChinesewinlEnglishabstract)O引言随着中国现代化工业的迅猛发展、城市规模的不断扩大，城市的需水量和污水量不断增加，水资源短缺

4、，水资源污染的状况日益严峻，农业与工业及城市生活用水矛盾愈加突出。高品质的水将优先保证工业、生活用水，而对水质要求相对比较低的灌溉用水需求的增长可以逐渐采用再生水来解决【l】。滴灌作为较为适宜于再生水灌溉的方式，也逐渐成为了重要的应用手段。滴头的堵塞问题一直是影响滴灌技术发展的瓶颈，造成堵塞的水质的分析【2。3】、滴头堵塞规律【铀】、抗堵塞措施[7{1等问题的研究逐渐成为国内外研究热点。吴显斌【4】、Liu【71、Lit8】等人分别采用了不同的分析方法讨论了北京地区再生水滴灌条件下滴头的堵塞规律和堵塞原因，并提出了针对北京市再生水滴灌的系统抗堵塞建议。事实上，

5、彻底解决堵塞问题是十分困难的。滴头流道微小、边界复杂，流道结构参数对于整个堵塞过程影响很大，再生水的应用也使得堵塞过程更加难以预测、堵塞沉积物的组成和结构更加复杂。本试验在总结先前研究方法的基础上，测定了北京市再生水滴灌下几种迷宫式滴头的流量随灌水时间的变化情况；讨论了流道几何结构对于堵塞的影响；首次测收稿日期：2010-03—20修订日期：2011-05．12基金项目：国家自然科学基金(50379053，50609029t50779068)作者简介：闫大壮，男，山东莱阳人，博士研究生，研究方向：灌溉排水理论与新技术。北京中国农业大学水利与土木工程学院，100

6、083。Email：yandazhuangi@126．oom※通信作者：杨培岭，博士，教授．博导，研究方向：灌溉捧水理论与新技术。北京市海淀区清华东路17号中国农业大学东区57信箱。北京中国农业大学水利与土木工程学院，100083。F．nail：yafqg-pZ@163．tom定了北京市再生水滴灌条件下滴头堵塞物质的组成及其影像，并以此为依据预测了堵塞发生过程；为控制再生水滴灌条件下滴头堵塞发生提供了试验基础。1材料与方法1．1流道几何参数测定本次试验采用的国内应用的典型的迷宫滴头流道，流道结构形式如图1，结构尺寸采用上海光学仪器厂生产的JC．10读数显微镜(

7、测量精度士o．01mm，量程4mm)测量，随机挑选3个滴头测量流道的几何参数，取最小值，如表l。注：图中字母为流道编号，与表1中流道结构列相对应图l滴头流道结构Fig．1Flowpathstructuresofemitters、／／r农业工程学报2011年表1滴头流道结构参数Table1Characteristicsofthedripemitter霉耋鬻鼗裟嚣篙鲞誓窿黧戮零霉篇W宽／n度unD深／m度mL长／m度ma间距／mm腮d直径／mm蒹⋯∥mm^／姗⋯。B161．13O．80320C161．13O．89360D161．460．95300E160．900．

8、91102F161．101．03350