国家自然科学基金(51179190)
- 作品数：2 被引量：31H指数：2
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- 再生水滴灌毛管内颗粒-管壁碰撞特性研究被引量：4
- 2015年
- 利用三维白光干涉形貌仪对滴灌系统中光滑毛管管壁、未使用过的毛管管壁、附生生物膜的毛管管壁3种壁面进行表面形貌测试,在此基础上借助相位多普勒粒子分析仪研究了3种壁面条件下,3种粒径颗粒与壁面碰撞规律。结果表明:生物膜管壁的比表面积(212%)显著高于毛管管壁(4.37%)及光滑管壁(0.196%);细颗粒(粒径为10μm)与光滑管壁碰撞的平均速度低于生物膜管壁,且表现出光滑管壁、毛管管壁、生物膜管壁速度概率分布逐渐变宽的趋势,而中(粒径为50μm)、粗(粒径为100μm)两种颗粒物平均速度接近于零,概率密度分布未出现明显变宽趋势,说明附生生物膜对粒径高于50μm的颗粒物运移影响不显著。
- 李云开王伟楠孙昊苏
- 关键词：再生水滴灌毛管颗粒物生物膜
- 再生水滴灌系统灌水器堵塞的微生物学机理及控制方法研究被引量：27
- 2013年
- 滴灌因其精量、可控而被认为是再生水最安全、可靠的灌溉方式,然而再生水中含有大量的颗粒物、营养盐分、有机物、微生物等物质使得灌水器堵塞机理变得更为复杂,堵塞风险也大幅度增加。该文在对灌水器堵塞物质-生物膜结构、组分变化特征进行分析,基于生物膜组分:干物质量(DW)、磷脂脂肪酸(PLFAs)和胞外聚合物(EPS)含量与灌水器堵塞程度之间显著的"S型曲线"关系明确了生物膜形成是诱发灌水器堵塞的根本原因。灌水器堵塞过程中表现为:再生水中微生物首先在滴灌系统毛管内部固定形成生物膜,并不断摄取、消耗水中的底物和营养物进行新陈代谢,分泌大量的胞外多聚物,并依靠胞外多聚物的黏性不断吸附微生物及固体悬浮颗粒物而引起生物膜不断形成、生长与脱落以及堵塞沉积物的不断聚集,而最终导致灌水器堵塞。从流道结构形式与几何参数、水体颗粒物特性、近壁面流动剪切力、灌溉水质以及灌水频率五个方面阐述生物膜的形成机制及影响因素。并分别从灌水器流道结构优化(增强流道自清洗能力,促进生物膜脱落)、抗菌材料开发(抑制微生物附着)、化学加氯、微生物拮抗与生长群体响应、微纳米气杀菌等多个角度出发提出了以生物膜形成为靶向目标的灌水器堵塞控制技术体系。最后从滴灌灌水器内部附生生物膜的水动力学-微生物学耦合作用机制研究、滴灌灌水器堵塞预报的综合模拟模型构建及灌水器设计参数合理阈值确定、协同考虑灌水器堵塞清除效应与土壤质量健康长期可持续发展的堵塞控制模式建立三个方面出发提出了再生水滴灌系统灌水器堵塞控制领域未来急需解决的问题。
- 李云开宋鹏周博
- 关键词：再生水滴灌灌水器生物膜
