2017-微納米氣泡技術及其在增氧灌溉方面的應用_北京中農天陸微納米氣泡水科技有限公司研發(fā)中心.pdf

微納米氣泡技術 及其在增氧灌溉方面的應用 2017 04 22 北京中農天陸微納米氣泡水科技有限公司 研發(fā)中心 主要內容 微納米氣泡技術及應用領域1 增氧灌溉2 技術及產品研發(fā)3 推廣應用4 微納米氣泡技術及應用領域 微納米氣泡 指在發(fā)生時 直徑在 1 50微 米的氣泡為微米氣泡 直徑 1微米以下的氣 泡為納米級氣泡 兩者統(tǒng)稱為微納米氣泡 通常外觀表現為乳白色 1mm 毫米氣泡 微米氣泡 微納米氣泡 納米氣泡 微納米氣泡技術 微納米氣泡技術及應用領域 微納米氣泡的物理化學特性 上升速度慢 自身增壓溶解 比表面積大 表面帶電 微納米氣泡內部的壓力遠遠大于 外界液體的壓力 可以將更多的 氣泡內的氣體溶解到水中 并伴 隨有 自身溶解消失 的現象 相對于微納米氣泡的體積 其 比表面積非常大 具有超常的 氣體溶解能力 極大促進氣液 之間的反應速度 表面帶有負電荷 對水中微小粒子具 有增強吸附的作用 并隨微納米氣泡 收縮 溶解的過程在產生表面電荷濃 縮 電離 產生氫氧自由基等現象 直徑 1mm的氣泡在水中上升的速 度為 6m min 而直徑 10 m 的氣 泡在水中的上升速度為 3mm min 后者是前者的 1 2000 微納米氣泡技術及應用領域 農業(yè) 灌溉 在設施園藝和旱地滴灌中 利用微納米氣泡快速發(fā)生裝置對灌溉水進行曝 氣處理 形成微納米氣泡水 可以 提高作物根際氧含量 促進根系生長 進而增加產 量 并提高水分和肥料利用效率 微納米氣泡水不僅能夠提供充足的氧氣 并且其特 有的帶電性 氧化性 殺菌性等使其具有特殊的生物生理活性 促進植物的生長發(fā) 育 使糧食 蔬菜 水果大幅度增產 增產率可達 15 30 微納米氣泡技術及應用領域 設施園藝 目前 無土栽培 存在 兩個難 題 一是營養(yǎng)液容易缺氧 導致作物爛根死亡 產量下降 二是營養(yǎng)液的 循環(huán)利用容易滋生病原微生物 容易導致 整個栽培系統(tǒng)全部 染病 造成重大的經濟損失 而 微納米氣泡技術將空氣或者氧氣溶入營養(yǎng)液中形成微 納米氣泡富氧水對營養(yǎng)液進行增氧 將臭氧溶入營養(yǎng)液中形成微納米氣泡臭氧水 濃 度高且殺菌更徹底 微納米氣泡技術及應用領域 土壤 基質消毒 土壤及重復利用的基質 連作 時 易帶病菌 傳病 病害發(fā)生難以控制 利用微納米氣泡快速發(fā)生裝置將臭氧高效溶解在水中 便可制取較高濃度的微納米氣 泡臭氧水 利用 臭氧極強的氧化性 對土壤 基質進行消毒 該消毒 方法殺菌徹底 廣 譜 無殘留 綠色環(huán)保 微納米氣泡技術及應用領域 水產養(yǎng)殖 采用微納米氣泡快速發(fā)生裝置溶氧 可以 提高增氧穩(wěn)定性 而且溶氧值可 達 超飽和 不但能解決池塘養(yǎng)殖中因為缺氧而產生的魚浮頭的問題 而且可以消除有 害氣體 促進水體對流交換 改善水質條件 降低飼料 的沉淀 系數 提高魚 池 活性和 初級生產率 從而可提高放養(yǎng)密度 增加養(yǎng)殖對象的攝食強度 促進生長 使畝產大 幅度提高 充分達到養(yǎng)殖增收的目的 這種增氧法在未來的工廠化養(yǎng)殖中會 起到決定 性的增產作用 左 普通水 2年生長 右 微納米氣泡水 5個月生長 水產養(yǎng)殖 貝類 魚類的生長速度提高 保鮮度提高 微納米氣泡技術及應用領域 農副產品加工 機能性的微納米臭氧氣泡水可以實現無害化的 物理 殺菌 既能保持其 株型與原質 又可以達到無菌化的目的 去除鮮果 蔬菜上附著的殘留農藥有更顯著 的效果 從源頭解決糧食蔬菜水果的污染問題 微納米臭氧氣泡水浸泡肉雞 生肉 凍魚 凍蝦 可殺滅屠宰 運輸過程中攜帶 的有害病菌 降解飼養(yǎng)過程中吸收的生物激素 抗生素 荷爾蒙等對人體有害的物 質 還可去除腥味 微納米氣泡水清洗消毒 微納米氣泡技術及應用領域 污水處理 微納米臭氧氣泡機能水同時具有臭氧的強氧化性和微納米氣泡的持久性及 高溶解性 在工業(yè)廢水處理的氧化 殺菌 脫色 脫臭 透明度改善上有非常顯著的 效果 并且由于臭氧本身的分解產物為氧氣 進行上述處理后其殘余部分對環(huán)境無污 染等諸多符合現代環(huán)保技術要求的特性 使臭氧機能水在國內外的工業(yè)廢水處理行業(yè) 中日益受到重視和更廣泛的應用 污水處理 微納米氣泡技術及應用領域 湖泊水體的富營養(yǎng)化治理 微納米氣泡 技術 是集水環(huán)境治理氣浮 過濾 消毒 溶氧 為一體的高 端 水環(huán)境治理技術 可以讓水體有機污染的氧化分解速度加快 尤其是配 合適當的水平方向的水體攪拌裝置 可將微納米氣泡在水平方向上擴大分布范圍 最 大可能的與周圍水體充分混合 進行氧化反應 對水質凈化的效果可以起到 重要 的效 果 這是其它凈化技術所不能比的 它在根本上改變了水體環(huán)境 可讓微生物的好氧 生化效率發(fā)揮到最佳狀態(tài) 微納米氣泡技術及應用領域 流速測定 隨著經濟的發(fā)展 社會各個領域對水文測驗工作提出了更多方面的要求 以多普勒便攜式 在線式 流速 流量測定儀 借助水體中運動的微型顆粒間接測定水 流流速 考慮到不影響水質的條件且獲得較好的跟隨性 微納米氣泡是一種理想的介 質 因為微納米氣泡可以均勻分散到水體 作為反射介質效果理想 微納米氣泡技術及應用領域 洗浴保健 微納米氣泡浴 水中如果含有大量的微納米氣泡 就會降低水的透明度 顏色像牛奶一樣發(fā)白 故微納米氣泡浴又稱牛奶浴 水中的 微納米 氣泡 加壓溶解 產生 的低音頻率具有去除污垢的效果 同時低音頻率更具有刺激腦內啡的產生 令人有鎮(zhèn) 靜與愉悅的感覺 此外 如果水中含有以氧氣產生的超微氧氣泡 當身體浸泡在這種 含高氧量的水中 可以滋養(yǎng)皮膚 延緩老化 達到高氧療法之功效 并且沒有任何添 加劑 符合現代人對環(huán)保及健康生活的要求 增氧灌溉 增氧灌溉 Aeration irrigation 是通過在灌溉水中加氣 直接向作物根系輸氧來實現根域氣體環(huán)境的優(yōu) 化 促進作物生長 從而獲取農作物增產增收的極為節(jié)水 節(jié)能與利于環(huán)境的新型高效節(jié)水灌溉 技 術 有利于 緩解當前農業(yè)用水緊缺 將成為未來節(jié)水灌溉的發(fā)展方向之一 增氧灌溉的優(yōu)勢 改善根系分布 擴大根系體積 增強根系活力 提高水分利用 效率 促進肥料吸收 有機質的分解機養(yǎng)分利用 提高水肥利用效率 促進 作物生長 提高產量和 品質 改良 土壤 提高 土地生產力 減少灌水量 排水量和耗水量 提高降雨利用率和灌溉水利用率 從而有效減少氮磷地表徑流 排放 量 增氧灌溉 張雁南 孫志龍 劉毓璟 曹兵 增氧滴灌對 靈武長棗 棗吊生長與果實品質的影響 J 北方園藝 2016 18 14 18 以 靈武長棗 為試材 采用完全隨機區(qū)組設計 設置增氧濃度 CK TR1 TR2 TR3等 4個處理 分析了不同增氧灌溉 處理對 靈武長棗 生長與果實品質的影響 以確定適宜的增氧濃度 結果表明 TR2理下 棗吊長增長量較大 葉綠 素含量較高 TR3處理下 對棗吊增粗作用效果最顯著 TR1 TR2處理對 提高單果質量 維生素 可溶性總糖等指 標方面作用顯著 綜上所述 增氧濃度為 7 0 5 mg L 1的處理能促進 靈武長棗 生長 提高果實品質 可在生產 中推廣使用 CK 3 0 5 mg L 1 TR1 5 0 5 mg L 1 TR2 7 0 5 mg L 1 TR3 9 0 5 mg L 1 增氧灌溉 張文萍 姚幫松 肖衛(wèi)華 鄒運梅 增氧滴灌對煙草根系發(fā)育狀況的影響研究 J 現代農業(yè)科技 2013 23 9 11 采用機械加氣 常規(guī)滴灌和化學溶氧滴灌 3 種方式進行灌溉 研究表明 機械加氣滴灌和化學溶氧滴灌可在旺長期 和現蕾期提高煙草根干重 總根數 主根數 機械加氣滴灌根冠比隨著煙草的生長呈現接近并遞增的趨勢 機械加 氣滴灌方式可使煙草根系活力達到最優(yōu) 根系體積擴大 不定根及細根量增多 根系活力增強 劉杰 根區(qū)加氣對溫室小型西瓜形態(tài)指標和產量及品質的影響 J 節(jié)水灌溉 2010 11 24 27 在日光溫室地下滴灌條件下 向溫室小型西瓜根區(qū)加氣 1次 d 1次 2 d 1次 4 d 并以不加氣的處理為對照 研究 結果表明 根區(qū)加氣處理對地下滴灌條件下日光溫室 小型西瓜形態(tài)指標和產量及品質產生了明顯影響 3種加氣頻率 在產量上與對照組相比分別提高了 7 3 18 6 4 5 可溶性總糖和可溶性固形物含量提高顯著 盧澤華 蔡煥杰 王健 加氣灌溉對溫室番茄生長及產量的影響 J 節(jié)水灌溉 2011 11 67 70 研究了加氣灌溉對番茄生長發(fā)育及產量等方面的影響 結果表明 加氣處理均可促進番茄生長提高產量 但優(yōu)果率不 高 其中 相較于對照 相同灌水量加氣灌溉對開花時間影響不大 但增高 13 90 增粗 4 13 增產 28 52 加氣灌溉 條件下 kcp 0 8 更利于促進溫室番茄生長 提高產量 增氧灌溉 胡德勇 增氧灌溉改善秋黃瓜生長及土壤環(huán)境的機理研究 D 湖南 湖南農業(yè)大學 2014 1 114 試驗 以 秋黃瓜為研究對象 設 3個處理 處理 1 T1 為早中晚三次增氧灌概 處理 2 T2 早上一次增氧灌概 處理 3 CK 增氧灌概有利于改善耕作層 土 壤的根際氧環(huán)境 有利于秋黃瓜種子萌發(fā) 出苗整齊 在促進秋黃瓜根系生長的同時也 沒有出現幼苗陡長的現象 從初花期到結瓜期 加大對秋黃瓜耕作層土壤氧氣補給力度 有利于秋黃瓜 結實率 單株 瓜重及生物產量的提高 根 莖 葉 果實的干物質積累量的増加 最終實現產量顯著増加 且對比結果多次增氧效 果較好 從幼苗期后加大對秋黃瓜耕作層 土 壤氧氣補給力度 有利于増強秋黃瓜根系活力 增加秋黃瓜可溶性蛋白質和可溶性 糖含量 提高秋黃瓜葉片葉綠素含量 增強植株清除體內超氧自由基的能力 代謝活力和光合作用 從而改善秋黃瓜 品質 同時 對維持結瓜末期秋黃瓜的根系活力 延緩衰老也有雖著效果 且這些效果以多次增氧更為明顯 增氧灌概對増加秋黃瓜盆栽 土 壤中微生物數量 微生物生物量碳和氮的積累及增強 土 壌酶活性均有促進作用 而且多 次增氧效果更好 增氧灌概夠 促進秋黃瓜對 土 壤中堿解氮 速效憐 速效鐘的吸收和 土 壌中有機質的分解及養(yǎng)分利 用 增氧灌溉 才碩 時紅 潘曉華 劉方平 謝亨旺 許亞群 徐濤 微納米氣泡增氧灌溉對雙季稻需水特性及產量的影響 J 節(jié)水灌溉 2017 2 12 15 微納米氣泡增氧灌溉處理的灌水量 排水量和耗水量均低于常規(guī)水灌溉處理 早 晚稻水分利用效率 耗水量 分別提高 7 78 和 8 37 降雨利用效率分別提高 6 03 和 24 58 產量分別提高 4 05 和 3 35 同時 微納米氣泡增氧灌溉具 有良好的節(jié)肥效果 2 種灌溉 W 方式和 3 種氮肥 N 用量組合試驗 常規(guī)水灌溉 氮肥空白 W0N0 常規(guī)水灌溉 氮肥減量 W0N1 常規(guī)水灌溉 氮肥常規(guī)用量 W0N2 微納米氣泡水灌溉 氮肥空白 W1N0 微納米氣泡水灌溉 氮肥減量 W1N1 微納米氣泡水灌溉 氮肥常規(guī)用量 W1N2 增氧灌溉 以常規(guī)粳稻秀水 09 雜交秈稻國稻 6號和兩優(yōu)培九為試材 于 2007 2008年采用大田試驗 研究了增氧灌溉對水稻生理特 性和后期衰老的影響 結果表明 與常規(guī)灌溉水相比 超微氣泡水的溶氧量明顯提高而且下降速率慢 增氧灌溉處 理 土壤氧化還原電位顯著或極顯著提高 有效穗數 結實率和產量顯著提高 增氧灌溉處理下秀水 09和兩優(yōu)培九 葉 片光合速率分別較對照提高了 4 13 和 3 78 而且增氧灌溉 顯著提高葉片葉綠素和可溶性蛋白質含量 氣孔導度也 有較大的增加 此外 增氧灌溉處理還 增強了水稻生育后期的根系功能 提高了葉片超氧化物歧化酶活性 降低了 葉片丙二醛含量 延緩葉片衰老 延長了葉片功能期從而促進籽粒灌漿結實 朱練峰 劉 學 禹盛苗 等 增氧灌溉對水稻生理特性和后期衰老的影響 J 中國水稻科學 2010 24 3 257 263 增氧灌溉 才 碩 微納米氣泡增氧灌溉技術在水稻灌區(qū) 節(jié)水減排 中的應用研究 J 節(jié)水灌溉 2016 9 117 120 128 研究 結果表明 微納米氣泡增氧灌溉技術可以減少灌水量 排水量和耗水量 提高降 雨利用率和灌溉水利用率 從而有效減少氮磷地表徑流排放量 與常規(guī)水灌溉處理相 比 早 晚稻采用微納米氣泡增氧灌溉技術分別節(jié)水 灌 水 量 7 44 和 4 46 降 雨 利 用 率 分 別 提 高 5 92 和 4 28 灌 溉 水 利 用 效 率 分 別 提 高 13 36 和 10 54 總氮排放量分別減少 8 36 和 8 12 總磷減少 27 5 和 27 27 增氧灌溉 微 納米氣泡增氧灌溉是利用微納米 氣泡快速發(fā)生 裝置對灌溉水體進行曝氣增氧 采用迅速提高灌溉水 體的溶解氧含量的措施來優(yōu)化作物根域水氣狀況 從而促進作物生 長發(fā) 實現增產增收的一種新型灌 溉 技術 與傳統(tǒng)增氧方式相比 微納米氣泡曝氣技術可迅速提高灌溉水體的溶氧值 且溶氧值下降速率緩慢 對于灌溉增氧效果明顯 微納米氣泡水不僅能夠提供充足的氧氣 并且其特有的帶電性 氧化性 殺 菌性等使其具有特殊的生物生理活性 促進植物的生長發(fā)育 這都是傳統(tǒng)的增氧方式無可比擬的 對 于微納米氣泡曝氣技術增氧灌溉更為深入的研究 對于實際生產具有重要意義 張?zhí)熘?薛曉莉 楊文華 等 節(jié)水增氧灌溉 J 農家書屋 2015 10 60 61 技術及產品研發(fā) 微納米氣泡快速發(fā)生裝置 微納米氣泡快速發(fā)生裝置 把氣體 如 空氣 氧氣 臭氧等 用高速旋回切割方式溶入 水中 快速 高效地制取微納米氣泡水 提高氣體的溶解效率 滿足對水體進行處理的要求 因此可以廣泛應用于工業(yè) 農業(yè)以及生活用水的處理中 本裝置成功解決了現有其他微納米氣 泡發(fā)生裝置在制取微納米氣泡水過程中的速度慢 效率低等問題 是目前一種先進的微納米氣 泡水發(fā)生裝置 技術及產品研發(fā) 微納米氣泡快速發(fā)生裝置 增氧曲線 0 10 20 30 40 50 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90100110120 OD 值 mg L 曝氣時間 min 微納米氣泡發(fā)生裝置增氧曲線 空氣源 氧氣源 空氣源曝氣 從低氧狀態(tài) 1 8mg L 達到 飽和狀態(tài) 8 2mg L 需要 90 分鐘 之后溶氧緩慢 120分 鐘溶氧值達 8 9mg L 氧氣 源曝氣 從低氧狀態(tài) 1 8mg L 達到 飽和狀態(tài) 8 2mg L 僅僅需 要不到 20分鐘 120分鐘時溶 氧值可高達 42 2mg L 水溫 24 水量 5m3 水源 地下井水 空氣源曝氣后衰減 微納米氣泡水衰減非常緩慢 72小時后溶氧值仍有 8 3mg l 僅下降 0 5mg l 基本維持在飽 和溶氧值 8 2mg l 附近 氧氣源曝氣后衰減 微納米氣泡水由于溶氧值較 高 衰減幅度較大 但 72小時 后溶氧值仍然高達 26mg l 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 0 8 16 24 32 40 48 56 64 72 OD 值 mg L 時間 h 微納米氣泡水衰減曲線 空氣源 氧氣源 水溫 24 水量 5m3 水源 曝氣的地下井水 微納米氣泡快速發(fā)生裝置 增溶氧值衰減曲線 技術及產品研發(fā) 技術及產品研發(fā) 研發(fā)成果 以微納米氣泡技術為核心技術 自主研發(fā)設備 10余款 根據市場應 用進行實時技術更新升級 目前共申請獲得 18項專利 其中發(fā)明專利 5項 實用 新型專利 10項 外觀設計 1項 軟件著作權 2項 2013年被授予專利試點單位 技術及產品研發(fā) 研發(fā)成果 2015年我公司發(fā)布了微納米氣泡 TL X快速發(fā)生裝置企業(yè)標準 并通 過了國家級科技成果鑒定 我公司研發(fā)的微納米氣泡 TL X快速發(fā)生裝置可產生 100納米到 10微米的氣泡 專家一致認為該技術達到了國際領先水平 推廣應用 廣西 玉林興業(yè)縣 高效節(jié)水灌溉工程 項目地主要一黃金橘種植為主 其中 4 灌溉系統(tǒng)高位 蓄水池水量容積為 80m 灌水系統(tǒng)控制面積約為 250 畝 加強灌溉用水的管理 實行用水許可 總量控 制 定額管理 推行節(jié)水的灌溉制度 精細化管理作 物生長 建立合理的投入機制和運行管理機制 清華大學 水利信息自動化 在研究河流水動力學實驗時 使用聲學多普勒流 速測量儀 ADV 測定水流流速 該儀器借助 水體中運動的微型顆粒間接測定水流流速 由于 試驗水體清澈 水中懸浮微粒較少 測得結果不 太理想 考慮到不影響水質的條件且獲得較好的 跟隨性 微氣泡是一種理想的介質 推廣應用 南京水利水電自動化研究所 水利信息自動化 山東海洋水文裝備試驗場水池高 7 5米 寬 8米 水池總長 195米 總蓄水量在 12000噸左右 項 目配置 2套 5噸 小時的微納米氣泡快速發(fā)生裝置 廣西玉林農業(yè)嘉年華 魚菜共生系統(tǒng) 廣西玉林農業(yè)嘉年華的魚菜共生系統(tǒng) 應用微納米氣泡發(fā)生裝置后 快速高效地提高了水體的溶解氧 完全避免了魚菜共生系統(tǒng)由于高密 度魚群以及菜類根系呼吸消耗過快 水體溶氧很快消耗殆盡 魚類出 現缺氧死亡和菜類根系出現爛跟等問題的發(fā)生 北京農業(yè)嘉年華 營養(yǎng)液增氧與消毒 北京農業(yè)嘉年華的無土栽培設施 引進了我公司的微納米氣泡營養(yǎng)液 增氧消毒裝置為營養(yǎng)液進行增氧消毒 用于增氧時接入氧氣產生微納 米級的高濃度氧 為植物根系提供充足氧氣 用于消毒時接入臭氧產 生高濃度的微納米臭氧氣泡 能快速殺滅營養(yǎng)液中的病原微生物 該 裝置是我公司自主知識產權產品 推廣應用 北京國際都市農業(yè)科技園 土壤與基質消毒 土壤及重復利用的基質連作時易帶病菌 傳病 病害發(fā)生難以 控制 利用微納米氣泡土壤消毒機將臭氧高效溶解在水中 制 取較高濃度的微納米氣泡臭氧水 利用臭氧極強的氧化性 對 土壤 基質進行消毒 該裝置是我公司自主知識產權產品 中國農業(yè)大學 蔬菜清洗消毒 農副產品加工方面 利用微納米氣泡的氣浮效果 清洗的穢物 上浮分離而漂走 是一種節(jié)省水又環(huán)保的清洗方法 利用超細 微氣泡的電性吸引污穢物而清除 一些有機系的農藥殘留物也 會因氣泡的自我加壓破裂而分解 同時利用臭氧的強氧化性可 以強力分解農藥殘留 我公司擁有該發(fā)明自主知識產權 推廣應用 推廣應用 天津湖水凈化項目 合作客戶 清華大學 北京大學 中國農業(yè)大學 北京工業(yè)大學 甘肅自然能源研究所 中國科學院生態(tài)環(huán)境研究中心 水利部南京水利水文自動化研究所 北京農業(yè)嘉年華 廣西玉林農業(yè)嘉年華 山東惠民縣鑫誠農業(yè)科技示范園 山東博興縣國豐高效生態(tài)循環(huán)農業(yè)園 北京國際都市農業(yè)科技園 無錫德萊電子科技有限公司 北京世能華奇科技發(fā)展有限公司 寧波史瑞迪科技有限公司水處理項目 新疆惠利灌溉公司增氧灌溉項目 天津市北辰區(qū)池塘治理項目 匈牙利布達佩斯大學微納米項目 謝謝 北京中農天陸微納米氣泡水科技有限公司 地址 北京市海淀區(qū) 清華東路 17號中國農業(yè)大學東區(qū) 郵編 100083 電話 010 62310289 8006 傳真 010 62312878 8007 網址 郵箱 sales