一種給水管網(wǎng)微生物試驗小試裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種給水管網(wǎng)微生物試驗小試裝置，裝置主要包括水箱(28)、進(jìn)水干管(30)、出水干管(29)和支管a(25)、支管b(26)、支管c(27)。水箱(28)與進(jìn)水干管(30)相串聯(lián)，支管a(25)、支管b(26)、支管c(27)兩端分別并聯(lián)在進(jìn)水干管(30)和出水干管(29)上。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明可實現(xiàn)對不同原水、不同管材、不同水力條件、不同水齡、不同消毒劑等條件下的管壁和管網(wǎng)水中微生物的全面研究。
【專利說明】一種給水管網(wǎng)微生物試驗小試裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于市政給水管網(wǎng)【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種給水管網(wǎng)微生物試驗小試裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]給水管網(wǎng)作為整個供水體系中最為重要的一個環(huán)節(jié)，對水質(zhì)安全起著關(guān)鍵作用。自20世紀(jì)30年代末，在使用加氯消毒的給水管網(wǎng)中發(fā)現(xiàn)細(xì)菌生長以來，給水管網(wǎng)中微生物的再生長及其引起的二次污染問題受到越來越多的關(guān)注。給水管網(wǎng)中的微生物主要是以附著在管壁上生長形成生物膜的形式而得以繁殖的，水源水中的某些微生物經(jīng)水處理工藝處理后幸存下來進(jìn)入管網(wǎng)系統(tǒng)，水中的溶解性微量有機(jī)物可使這部分微生物在管網(wǎng)中修復(fù)、重新生長，并在管壁形成生物膜。管壁生物膜會對給水管網(wǎng)水質(zhì)產(chǎn)生不利影響，如色度和濁度升高、致病菌生長、加快管道腐蝕、減小過水?dāng)嗝鎸?dǎo)致輸水能力下降和供水能耗的增加等，管壁腐蝕層和生物膜可為微生物提供有效的保護(hù)，使得沖洗、加大消毒劑用量等常規(guī)管網(wǎng)水質(zhì)維護(hù)措施只能在短時間內(nèi)改善水質(zhì)，不能徹底去除作為污染源的微生物。此外，管網(wǎng)材質(zhì)與管壁表面特征對生物膜生長也有著重要影響，一方面，金屬管材內(nèi)壁的腐蝕層能為微生物生長繁殖、躲避消毒劑的殺傷提供場所；此外，腐蝕還明顯抑制了消毒劑對生物膜的消毒效果。因此，對給水管網(wǎng)生物膜形成機(jī)理、群落結(jié)構(gòu)特征以及生長控制、管材選擇等方面的研究成為市政供水領(lǐng)域的熱點。
[0003]在實際給水 管網(wǎng)中，由于微生物生長在管道內(nèi)壁，從而難以取樣，對實際給水管網(wǎng)微生物進(jìn)行檢測和研究的難度很大；并且，在實際運行的給水管網(wǎng)中難以實現(xiàn)對生物膜生長過程的全面監(jiān)控，管網(wǎng)水水質(zhì)條件不能人為改變。因此，有必要通過實驗室中試裝置來模擬實際給水管道生物膜的生長。
[0004]目前，在國外出現(xiàn)的一種生物膜環(huán)狀反應(yīng)器模擬系統(tǒng)，該系統(tǒng)外觀是一個反應(yīng)杯，中央設(shè)有一個轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)軸在電機(jī)驅(qū)動下旋轉(zhuǎn)，上面掛有許多載片隨轉(zhuǎn)軸一起旋轉(zhuǎn)。載片與水體交界面之間產(chǎn)生了剪切力，模擬了給水管網(wǎng)水力條件；并且，載片為生物膜提供了生長面。通過控制水中的水質(zhì)參數(shù)，如A0C、BD0C、Cl2等來控制微生物的生長。但是，由于載片隨著轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)，與實際給水管網(wǎng)水力條件不完全相似，必然會影響模擬研究結(jié)果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是針對上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題而提供的一種新型給水管網(wǎng)微生物試驗小試裝置，它可用于研究不同原水、不同管材、不同水力條件、不同水齡等條件下的管壁和管網(wǎng)水中的微生物。
[0006]本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn):
[0007]一種給水管網(wǎng)微生物試驗小試裝置，其特征在于，包括
[0008]水箱:調(diào)節(jié)水源和給水管網(wǎng)之間的流量平衡；
[0009]干管:包括進(jìn)水干管和出水干管，其中進(jìn)水干管連通水箱；
[0010]支管:包括支管a、支管b、支管c ;所述的支管a、支管b、支管c兩端分別并聯(lián)在進(jìn)水干管和出水干管上，形成給水管網(wǎng)；且在支管a、支管b、支管c上沿水流方向依次設(shè)有生物膜取樣器、填料區(qū)和取樣水嘴，分別用以研究管壁生物膜和管網(wǎng)水中的微生物。
[0011]所述的水箱上設(shè)有進(jìn)水管、出水管、泄水管、溢流管、通氣管和各管道上設(shè)置的若干閥門。
[0012]所述的進(jìn)水管設(shè)有閘閥和浮球閥，其中浮球閥設(shè)置在進(jìn)水管的出水口處；所述的進(jìn)水管、出水管和泄水管的管徑相同，所述的溢流管管徑比泄水管管徑大一級。
[0013]所述的進(jìn)水干管上依次設(shè)有閘閥a、水泵、壓力表、止回閥、濁度計和顆粒計數(shù)器，所述的止回閥和濁度計之間設(shè)有旁通管。
[0014]所述的出水干管上設(shè)有閘閥和余氯儀，其中閘閥與支管a、支管b、支管c的共同出水口相連，余氯儀設(shè)置在閘閥之前。 [0015]所述的支管a、支管b、支管c采用往復(fù)式布置形式，三支支管并列排列，各支管具有相同管徑、相同長度且分別對應(yīng)三種不同管材。
[0016]所述的支管a、支管b、支管c中起始端設(shè)有閘閥b、流量計前加氯點，中加氯點和后加氯點，各支管中的流量通過調(diào)節(jié)閘閥開啟度進(jìn)行調(diào)節(jié)。
[0017]所述的進(jìn)水干管、出水干管和支管a、支管b、支管c的材質(zhì)均不同，以減小材質(zhì)對管網(wǎng)微生物的影響。
[0018]所述的生物膜取樣器的材質(zhì)、管徑和其所在的支管一致，長度小于I倍管徑，并且連接方式為卡箍連接。
[0019]所述的填料區(qū)與給水管之間均設(shè)有濾網(wǎng)，以固定填料；所述的取樣水嘴設(shè)置在支管a、支管b、支管c末端,用以研究管網(wǎng)水中的微生物。
[0020]利用上述一種給水管網(wǎng)微生物試驗小試裝置進(jìn)行模擬實驗，其過程如下:
[0021]原水經(jīng)進(jìn)水管進(jìn)入水箱，達(dá)到設(shè)計液位后，支管進(jìn)水干管上的水泵開始運行，將原水輸送到管網(wǎng)支管之中，通過調(diào)節(jié)支管上閥門開啟度，保證三支平行支管中流量大小一致，支管水流連續(xù)流經(jīng)生物膜取樣器和填料之匯集到出水干管，水流排入下水道。經(jīng)過一定時間的運行，即可對管壁微生物和管網(wǎng)水進(jìn)行取樣，按照試驗計劃，首先關(guān)閉生物膜取樣器前后兩端的閘閥，然后打開要取的管壁生物膜取樣器兩側(cè)的卡箍，取下已長生物膜的生物膜取樣器，換上新的生物膜取樣器，取填料時，同樣關(guān)閉填料區(qū)兩側(cè)的閥門，打開填料區(qū)兩側(cè)的卡箍，取走填料樣品，重新組裝各部件，取樣完成。
[0022]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的特點及有益效果:
[0023]1.本發(fā)明所述的一種給水管網(wǎng)微生物試驗小試裝置支管部分采用往復(fù)式布置形式，可減少裝置占地面積。
[0024]2.本發(fā)明所述的一種給水管網(wǎng)微生物試驗小試裝置可用于研究對不同原水對管網(wǎng)微生物的影響。
[0025]3.本發(fā)明所述的一種給水管網(wǎng)微生物試驗小試裝置可同時研究不同管材、不同水力條件、不同水齡等條件下的管網(wǎng)微生物。
[0026]4.本發(fā)明所述的一種給水管網(wǎng)微生物試驗小試裝置可用于研究不同消毒劑對管網(wǎng)中微生物的影響。
[0027]5.本發(fā)明所述的一種給水管網(wǎng)微生物試驗小試裝置可連續(xù)不循環(huán)運行?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0028]圖1是本發(fā)明的平面示意圖；
[°°29] 圖2是本發(fā)明平面不意圖中a_a首I]面圖；
[0030]圖3是本發(fā)明平面示意圖中b_b剖面圖；
[0031]圖4是本發(fā)明平面示意圖中c-c剖面圖；
[0032]圖中標(biāo)識:進(jìn)水管1、泄水管2、溢流管3、通氣管4、人孔5、浮球閥6、閘閥7、水泵
8、壓力表9、止回閥10、余氯儀11、池度計12、顆粒計數(shù)器13、閘閥14,流量計15、填料區(qū)16、旁通管17、生物膜取樣器18、卡箍19、取樣水嘴20、鋼架21、前加氯點22，中加氯點23、后加氯點24、支管25、支管26、支管27、水箱28，出水干管29、進(jìn)水干管30。
【具體實施方式】
[0033]下面通過實施例并結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步闡述，但并不限制本發(fā)明。
[0034]實施例1
[0035]如圖1所示，一種給水管網(wǎng)微生物試驗小試裝置，包括
[0036]水箱28:調(diào)節(jié)水源和給水管網(wǎng)之間的流量平衡；
[0037]干管:包括進(jìn)水干管30和出水干管29，其中進(jìn)水干管30連通水箱28 ；
[0038]支管:包括支管a25、支管b26、支管c27 ;所述的支管a25、支管b26、支管c27兩端分別并聯(lián)在進(jìn)水干管30和出水干管29上，形成給水管網(wǎng)；且在支管a25、支管b26、支管c27上沿水流方向依次設(shè)有生物膜取樣器18、填料區(qū)16和取樣水嘴20，分別用以研究管壁生物膜和管網(wǎng)水中的微生物。
[0039]所述的水箱28上設(shè)有進(jìn)水管1、出水管、泄水管2、溢流管3、通氣管4，人孔5，各管道上設(shè)置的若干閥門。
[0040]所述的進(jìn)水管I設(shè)有閘閥和浮球閥6，其中浮球閥6設(shè)置在進(jìn)水管I的出水口處。所述的進(jìn)水管1、出水管和泄水管2的管徑相同，所述的溢流管3管徑比泄水管2管徑大一級。
[0041]所述的進(jìn)水干管上依次設(shè)有閘閥a7、水泵8、壓力表9、止回閥10、濁度計12和顆粒計數(shù)器13，所述的止回閥10和濁度計12之間設(shè)有旁通管17。
[0042]所述的出水干管上設(shè)有閘閥和余氯儀11，其中閘閥與支管a25、支管b26、支管c27的共同出水口相連，余氯儀11設(shè)置在閘閥之前。
[0043]所述的支管a25、支管b26、支管c27采用往復(fù)式布置形式，各支管具有相同管徑、相同長度且分別對應(yīng)三種不同管材。
[0044]所述的支管a25、支管b26、支管c27中起始端設(shè)有閘閥bl4和流量計15，各支管中的流量通過調(diào)節(jié)閘閥14開啟度進(jìn)行調(diào)節(jié)。
[0045]所述的進(jìn)水干管30、出水干管29和支管a25、支管b26、支管c27的材質(zhì)均不同，以減小材質(zhì)對管網(wǎng)微生物的影響。
[0046]所述的生物膜取樣器18的材質(zhì)、管徑和其所在的支管一致，長度小于I倍管徑，并且連接方式為卡箍19連接。
[0047] 所述的填料區(qū)16與給水管之間均設(shè)有濾網(wǎng)，以固定填料；所述的取樣水嘴20設(shè)置在支管a25、支管b26、支管c27末端,用以研究管網(wǎng)水中的微生物。[0048]原水經(jīng)過進(jìn)水管I進(jìn)入水箱28，水面上升到一定液位，浮球閥6關(guān)閉，此時啟動給水管網(wǎng)進(jìn)水干管26上的水泵8，水箱28中的水先后經(jīng)過閘閥7，水泵8，壓力表9，止回閥10，濁度計12和顆粒計數(shù)器13被輸送到支管25、支管26、支管27，最后匯入出水干管29，排入下水道。隨著水箱28中的水被不斷輸送到給水管網(wǎng)中，其液面逐漸下降，浮球閥6打開，原水不斷進(jìn)入水箱28中，整個裝置連續(xù)運行。如果水箱28中的水位過高，水可通過溢流管3流出，當(dāng)需要放空水箱28中的水時，可通過泄水管2排空。支管a25、支管b26、支管c27是三支支管，其長度、管徑均相同，但管材材質(zhì)不同，每支支管中的水流先后經(jīng)過閘閥14，流量計15，前加氯點22，生物膜取樣器18，中加氯點23，后加氯點24，生物膜取樣器18，填料區(qū)16和取樣水嘴20。
[0049]經(jīng)過一段時間的運行，管網(wǎng)中形成了生物膜，即可進(jìn)行取樣。
[0050]當(dāng)取水樣時，先對取樣水嘴20消毒，然后打開取樣水嘴20，放水一段時間，即可取一定體積的水樣。
[0051]當(dāng)取管壁生物膜時，首先關(guān)閉管壁生物膜取樣器18兩側(cè)的閘閥，然后打開要取的管壁生物膜取樣器18兩側(cè) 的卡箍19，取下已長生物的管壁生物膜取樣器18，換上新的管壁生物膜取樣器18，打開管段兩側(cè)的閘閥，完成管壁生物膜取樣。
[0052]當(dāng)取填料生物膜時，首先關(guān)閉填料區(qū)兩側(cè)的閘閥，然后打開卡箍19，取出填料區(qū)16內(nèi)的填料，之后重新組裝好填料區(qū)管段，完成填料區(qū)生物膜取樣。
[0053]本裝置可研究不同消毒工藝對給水管網(wǎng)中微生物的影響，旁通管17中安裝紫外消毒設(shè)備，可研究紫外消毒對給水管網(wǎng)中微生物的影響；向前加氯點22、中加氯點23和后加氯點24投加氯消毒劑，可以模擬實際給水管網(wǎng)中加氯消毒對管網(wǎng)中微生物的影響。
[0054]將上述所述的一種給水管網(wǎng)微生物試驗小試裝置應(yīng)用到實際試驗中，管網(wǎng)中通入不同原水，分別運行一段時間之后，通過檢測管網(wǎng)中的微生物含量發(fā)現(xiàn)，管壁生物膜載體和填料上的微生物總細(xì)胞數(shù)達(dá)到106cells/cm2左右，管網(wǎng)水中的微生物細(xì)胞總數(shù)達(dá)到105cells/ml左右，和實際給水管網(wǎng)中的研究結(jié)果相近。所述的實驗室給水管網(wǎng)模擬小試裝置模擬結(jié)果良好。
【權(quán)利要求】
1.一種給水管網(wǎng)微生物試驗小試裝置，其特征在于，包括 水箱(28):調(diào)節(jié)水源和給水管網(wǎng)之間的流量平衡； 干管:包括進(jìn)水干管(30)和出水干管(29)，其中進(jìn)水干管(30)連通水箱(28)； 支管:包括支管a(25)、支管b (26)、支管c (27);所述的支管a(25)、支管b (26)、支管c (27)兩端分別并聯(lián)在進(jìn)水干管(30)和出水干管(29)上，形成給水管網(wǎng)；且在支管a(25)、支管b (26)、支管c (27)上沿水流方向依次設(shè)有生物膜取樣器(18)、填料區(qū)(16)和取樣水嘴(20)，分別用以研究管壁生物膜和管網(wǎng)水中的微生物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種給水管網(wǎng)微生物試驗小試裝置，其特征在于，所述的水箱(28)上設(shè)有進(jìn)水管(1)、出水管、泄水管(2)、溢流管(3)、通氣管(4)和各管道上設(shè)置的若干閥門。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種給水管網(wǎng)微生物試驗小試裝置，其特征在于，所述的進(jìn)水管⑴設(shè)有閘閥和浮球閥(6)，其中浮球閥(6)設(shè)置在進(jìn)水管⑴的出水口處；所述的進(jìn)水管(I)、出水管和泄水管(2)的管徑相同，所述的溢流管(3)管徑比泄水管(2)管徑大一級。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種給水管網(wǎng)微生物試驗小試裝置，其特征在于，所述的進(jìn)水干管上依次設(shè)有閘閥a(7)、水泵(8)、壓力表(9)、止回閥(10)、濁度計(12)和顆粒計數(shù)器(13)，所述的止回閥(10)和濁度計(12)之間設(shè)有旁通管(17)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種給水管網(wǎng)微生物試驗小試裝置，其特征在于，所述的出水干管上設(shè)有閘閥和余氯儀(11)，其中閘閥與支管a(25)、支管b(26)、支管c(27)的共同出水口相連，余氯儀(11)設(shè)置在閘閥之前。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種給水管網(wǎng)微生物試驗小試裝置，其特征在于，所述的支管a (25)、支管b(26)、支管c (27)采用往復(fù)式布置形式，三支支管并列排列，各支管具有相同管徑、相同長度且分別對應(yīng)三種不同管材。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種給水管網(wǎng)微生物試驗小試裝置，其特征在于，所述的支管a (25)、支管b (26)、支管c (27)中起始端設(shè)有閘閥b (14)、流量計(15)前加氯點(22)，中加氯點(23)和后加氯點(24)，各支管中的流量通過調(diào)節(jié)閘閥(14)開啟度進(jìn)行調(diào)節(jié)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種給水管網(wǎng)微生物試驗小試裝置，其特征在于，所述的進(jìn)水干管(30)、出水干管(29)和支管a (25)、支管b (26)、支管c (27)的材質(zhì)均不同，以減小材質(zhì)對管網(wǎng)微生物的影響。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種給水管網(wǎng)微生物試驗小試裝置，其特征在于，所述的生物膜取樣器(18)的材質(zhì)、管徑和其所在的支管一致，長度小于I倍管徑，并且連接方式為卡箍(19)連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種給水管網(wǎng)微生物試驗小試裝置，其特征在于，所述的填料區(qū)(16)與給水管之間均設(shè)有濾網(wǎng)，以固定填料；所述的取樣水嘴(20)設(shè)置在支管a (25)、支管b (26)、支管c (27)末端，用以研究管網(wǎng)水中的微生物。
【文檔編號】C12M1/00GK103937660SQ201410172935
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年4月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月28日
【發(fā)明者】李偉英, 王峰, 許晨, 劉瑤, 錢林, 李文明, 喬羽, 石恬恬, 張駿鵬 申請人:同濟(jì)大學(xué)