專利名稱：管道消毒效果綜合檢測設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
管道消毒效果綜合檢測設(shè)備屬于建筑給排水領(lǐng)域，涉及一種利用模擬建筑物內(nèi)部給水管道來測試消毒效果持久性和消毒劑余量變化規(guī)律以及管道內(nèi)壁沉積物狀況分析的實(shí)驗(yàn)教學(xué)裝置。
背景技術(shù)：
管道消毒效果綜合檢測設(shè)備，是用于測試建筑給水系統(tǒng)中經(jīng)過消毒的水體中消毒效果隨停留時間變化情況以及不同材質(zhì)供水管道內(nèi)壁隨運(yùn)行時間無機(jī)或有機(jī)物沉積情況的一個重要實(shí)驗(yàn)教學(xué)裝置。隨著科學(xué)技術(shù)和社會經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，以及人們健康意識的提高，對飲水安全問題越來越重視。2007年開始實(shí)施的國家“生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)”(GB5749-2006)中不僅增加了“消毒及常規(guī)指標(biāo)”，將飲用水消毒劑指標(biāo)由1項(xiàng)增至4項(xiàng)，微生物指標(biāo)也由2項(xiàng)增至6 項(xiàng)，而且，原有項(xiàng)目限值也提高了。新標(biāo)準(zhǔn)還專門明確了供水消毒效果必需要保證到用戶用水終端(龍頭)。而保證飲水安全的最重要和直接有效的處理技術(shù)就是消毒工藝。為保證消毒效果，經(jīng)過城市凈水廠處理后的出廠水，其中是含有一定的消毒劑余量(余氯)的，但是， 飲用水在經(jīng)過城市市政管網(wǎng)輸送至建筑物內(nèi)部后，由于供水管道系統(tǒng)本身的結(jié)構(gòu)以及樓內(nèi)用水特點(diǎn)導(dǎo)致了飲用水會在管道系統(tǒng)中停留長度不等的時間，由于管網(wǎng)的材質(zhì)及其使用年限，其內(nèi)壁會滋生或沉積一些無機(jī)或有機(jī)物(微生物群體)，會使得在管道中流動的水體中的消毒劑余量逐漸被消耗同時會滋生不同種類的微生物，包括一些致病菌。對于不同的建筑給水管道系統(tǒng)來說，由于管材、管徑、管長，用水規(guī)律、消毒工藝等的不同，其有效消毒效果的持續(xù)時間、消毒劑余量的消耗速度以及管道水中微生物再繁殖規(guī)律等均有所不同。應(yīng)用本實(shí)驗(yàn)裝置可以模擬測試不同管材、采用不同消毒工藝的飲用水在建筑給水管道中不同停留時間時消毒效果持久性和消毒劑消耗速度、微生物再繁殖規(guī)律，觀測和檢測管壁微生物繁殖狀況。試驗(yàn)數(shù)據(jù)經(jīng)處理后可得出消毒劑余量、微生物再繁殖規(guī)律隨停留時間的變化關(guān)系和規(guī)律。實(shí)驗(yàn)結(jié)果既可以使學(xué)生對于發(fā)生在密閉管道中的水質(zhì)變化規(guī)律產(chǎn)生直接的認(rèn)識和掌握，也可以為今后城市凈水廠消毒工藝的選擇和消毒液投加量(余量控制)提供一個準(zhǔn)確的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來作為設(shè)計(jì)依據(jù)。在保證消毒效果和飲水安全的情況下節(jié)省資源，使飲用水中含有的對人體健康有害的致病物質(zhì)含量最小化。目前國內(nèi)外尚沒有用于對建筑給水系統(tǒng)消毒效果持久性和微生物再繁殖情況進(jìn)行測試的實(shí)驗(yàn)教學(xué)裝置，造成這種現(xiàn)象的原因在于缺少一套可以模擬并連續(xù)取樣檢測實(shí)際建筑內(nèi)給水管道中消毒劑余量變化和微生物再繁殖數(shù)量情況，并對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)精確采集的實(shí)驗(yàn)裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一套可以模擬并連續(xù)取樣檢測實(shí)際建筑內(nèi)給水管道中消毒劑余量變化和微生物再繁殖數(shù)量情況和對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)精確采集的實(shí)驗(yàn)裝置，以彌補(bǔ)建筑給水系統(tǒng)持續(xù)消毒效果測試和管道內(nèi)壁沉積物觀測分析的實(shí)驗(yàn)教學(xué)裝置在高等院校實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的空白。本發(fā)明所提供的管道消毒效果綜合檢測設(shè)備，包括消毒設(shè)備系統(tǒng)、壓力提供系統(tǒng)、 供水管網(wǎng)和采樣觀測系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其中的壓力提供系統(tǒng)由壓力泵及操作控制柜6 組成；供水管網(wǎng)和采樣觀測系統(tǒng)分別由鍍鋅鋼管7和UPVC管8、多個取樣口 13及2個采用透明短管的觀測窗口 11組成，各管路上裝有多個手動閥9及電磁流量計(jì)、壓力變送器、壓力表套裝設(shè)備12 ；數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)由余氯儀15和無紙記錄儀14組成；其中，消毒設(shè)備系統(tǒng)與循環(huán)水箱3連接，對進(jìn)水消毒；壓力泵與循環(huán)水箱3連接，且各泵的出水經(jīng)止回閥向供水管網(wǎng)和管路觀測系統(tǒng)供水；供水管網(wǎng)和管路觀測系統(tǒng)中各流量計(jì)及壓力變送器分別與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)連接。其中的消毒設(shè)備系統(tǒng)可以是二氧化氯發(fā)生器1、或紫外消毒設(shè)備2、或二者的組
I=I O其中的壓力泵可以是低壓泵4、或高壓泵5、或二者的并聯(lián)組合。其中的觀測窗口 11上的透明短管，可以根據(jù)需要取下，對管道內(nèi)壁的無機(jī)沉積物和微生物膜進(jìn)行觀測或者刮取樣本進(jìn)行檢測。本發(fā)明具有以下有益效果及優(yōu)點(diǎn)1.消毒系統(tǒng)中的二氧化氯發(fā)生器所制制取和投加的化學(xué)消毒劑與大多數(shù)城市凈水廠消毒工藝中使用的消毒液(液氯)的有效消毒成分一致，使得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)更接近實(shí)際，有利于對用戶終端出水余氯量檢測分析。而消毒系統(tǒng)中的另一套消毒設(shè)備紫外消毒器是目前生產(chǎn)實(shí)際中采用的物理消毒法主流設(shè)備，既可以單獨(dú)使用來考查物理消毒工藝的效果，也可以用作與化學(xué)法消毒效果的比較消毒，為實(shí)際工程設(shè)計(jì)中消毒工藝的選擇提供實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)參考。2.壓力提供系統(tǒng)中采用一臺高壓泵和一臺低壓泵并聯(lián)運(yùn)行提供水壓，分別可為模擬低層建筑和模擬高層建筑內(nèi)部給水管網(wǎng)時提供所需水壓。3.供水管網(wǎng)和管路采樣觀測系統(tǒng)中分別有兩套管路，管材分別為UPVC管和鍍鋅鋼管，可以檢測不同管材的消毒效果持久性及不同管材內(nèi)微生物滋生情況和沉積物種類， 為以后建筑給水管材選取做參考。而且這兩套管路既可以單獨(dú)循環(huán)運(yùn)行又可以串聯(lián)循環(huán)運(yùn)行。各種運(yùn)行方式的選擇可以有效地模擬建筑低層和建筑高層中的管網(wǎng)，使得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)更可靠、實(shí)際效益價值更高。4.通常作為隱蔽設(shè)備的供水管道是無法觀察其內(nèi)部管壁的無機(jī)或有機(jī)物沉積情況。本設(shè)備的兩套供水管道內(nèi)分別裝有一段可拆卸的透明管段(觀測窗)，可以方便觀察管內(nèi)流體流動狀態(tài)及管道內(nèi)壁沉積物變化情況。從觀測窗處打開管道(拆卸透明管)，可以方便的擷取管內(nèi)壁中的沉積物進(jìn)行物理化學(xué)成分及微生物種類分析。5.本裝置具有占地小，經(jīng)濟(jì)實(shí)用，環(huán)保無污染，安全可靠，運(yùn)行穩(wěn)定，可靈活進(jìn)行不同消毒工藝、不同管材和不同供水方式的組合的特點(diǎn)，具有很強(qiáng)的應(yīng)用價值，有利于推廣使用。


圖1 優(yōu)選實(shí)施例的整體結(jié)構(gòu)框圖2 優(yōu)選實(shí)施例的系統(tǒng)示意圖；圖3 調(diào)頻水泵控制柜示意圖；圖中，1- 二氧化氯發(fā)生器，2-紫外消毒設(shè)備，3-循環(huán)水箱，4-低壓泵，5-高壓泵， 6-操作柜，7-鍍鋅鋼管，8-UPVC管，9-手動閥門(其中9-1至9_12均為管路調(diào)節(jié)閥，9_13 為放空閥)，10-溢流閥，11-觀測窗，12-電磁流量計(jì)、壓力變送器、壓力表套裝設(shè)備，13-取樣口，14-無紙記錄儀。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖1 附圖3對本發(fā)明的以優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行說明。本實(shí)施例分為四部分，一是消毒系統(tǒng)，二是壓力提供系統(tǒng)，三是供水管網(wǎng)和管路采樣觀測系統(tǒng)，四是數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。本實(shí)施例整體結(jié)構(gòu)框圖見圖1。一、消毒設(shè)備系統(tǒng)消毒設(shè)備系統(tǒng)由二氧化氯發(fā)生器1和紫外消毒設(shè)備2組成，其與水箱3連接，模擬建筑內(nèi)市政給水水源。打開管路中的閥9-1、9-2、9-3可進(jìn)行物理消毒，水流先流經(jīng)紫外消毒設(shè)備再進(jìn)入水箱；打開管路中的閥9-1、9-4、9-5可進(jìn)行化學(xué)消毒，二氧化氯發(fā)生器制取出的含氯消毒劑投加到水箱中的水體中。二、壓力提供系統(tǒng)壓力提供系統(tǒng)是由并聯(lián)運(yùn)行的低壓泵IV和高壓泵V與循環(huán)水箱III相連接構(gòu)成水源部分，水泵的出水經(jīng)過止回閥向測試管網(wǎng)供水，管網(wǎng)內(nèi)的流量和壓力可通過管路上的手動閥進(jìn)行調(diào)節(jié)。變頻泵控制柜示意圖見圖3，其中1#按鈕為整套設(shè)備總電源開，姊按鈕為整套設(shè)備總電源關(guān)，3#按鈕為高壓泵5電源開，4#按鈕為高壓泵5電源關(guān)，5#按鈕為低壓泵4電源開，6#按鈕為低壓泵4電源關(guān)。三、供水管網(wǎng)和管路采樣觀測系統(tǒng)供水管網(wǎng)和管路采樣觀測系統(tǒng)所述供水管網(wǎng)和采樣系統(tǒng)由一套鍍鋅鋼管7、一套 UPVC管8及多個取樣口 13組成，每套管路十米長，各管路上裝有多個手動閥、電磁流量計(jì)、 壓力變送器及壓力表。在水體流動過程中，按不同的時間段從取樣口取水樣進(jìn)行余氯或者微生物數(shù)量的檢測。其中，開閥9-6、9-7、9-8，水流經(jīng)水箱、低壓泵4、鍍鋅鋼管7，完成鍍鋅鋼管單獨(dú)循環(huán)使用；開閥9-6、9-9、9-10，水流經(jīng)水箱、低壓泵4、UPVC管8，完成UPVC管單獨(dú)循環(huán)使用；開閥9-11、9-9、9-12、9-8，水流經(jīng)水箱、高壓泵5、UPVC管8、鍍鋅鋼管7，完成 UPVC管與鍍鋅鋼管串聯(lián)循環(huán)使用。四、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)由余氯儀15和無紙記錄儀14組成，供水管網(wǎng)和取樣系統(tǒng)中的電磁流量計(jì)、壓力變送器分別接至無紙記錄儀；無紙記錄儀14及余氯儀15記錄數(shù)據(jù)經(jīng)過USB借口可導(dǎo)入電腦中，進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。本著占地小，經(jīng)濟(jì)實(shí)用且能達(dá)到預(yù)期目的的要求，本實(shí)施例由2臺水泵作為管網(wǎng)供水裝置，其中高壓泵和低壓泵各一臺，水源采用不銹鋼循環(huán)水箱。采用鍍鋅鋼管(DN25mm)和UPVC管(DN25mm)模擬建筑物內(nèi)給水管網(wǎng)；在水泵出口處及UPVC管和鍍鋅鋼管中均設(shè)有電磁流量計(jì)、壓力傳感器、壓力表，可測運(yùn)行時的流量和壓力來反應(yīng)管道運(yùn)行情況；在水箱頂部設(shè)有溢流閥，底部設(shè)有放空閥，在試驗(yàn)裝置不使用時可以放空管路中的水。管路當(dāng)中設(shè)置有8個手動閥門，可通過閥門的開啟度調(diào)節(jié)管路中各支路的水量變化，也可通過閥門的開關(guān)來調(diào)節(jié)兩套管路的單獨(dú)運(yùn)行、串聯(lián)運(yùn)行及循環(huán)運(yùn)行。本實(shí)施例設(shè)計(jì)的裝置可以完成以下測試和試驗(yàn)功能1)模擬高低層建筑內(nèi)的給水管網(wǎng)；幻消毒劑余量隨停留時間的變化規(guī)律；3).管道中水所含微生物數(shù)量(可以細(xì)菌總數(shù)和大腸菌群等指示生物為代表)隨停留時間的繁殖情況；4)給水管道內(nèi)壁沉積物物理化學(xué)組分及微生物種類分析。具有測定方法方便快捷，可同時進(jìn)行多項(xiàng)參數(shù)分析；測定結(jié)果精確；設(shè)備拆裝方便，試驗(yàn)范圍廣等特點(diǎn)。
權(quán)利要求
1.管道消毒效果綜合檢測設(shè)備，包括消毒設(shè)備系統(tǒng)、壓力提供系統(tǒng)、供水管網(wǎng)和采樣觀測系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其特征在于所述壓力提供系統(tǒng)由壓力泵及操作控制柜(6)組成； 供水管網(wǎng)和采樣觀測系統(tǒng)分別由鍍鋅鋼管(7)和UPVC管(8)、多個取樣口(13)及2個采用透明短管的觀測窗口(11)組成，各管路上裝有多個手動閥(9)及電磁流量計(jì)、壓力變送器、 壓力表套裝設(shè)備(1 ；數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)由余氯儀(1 和無紙記錄儀(14)組成；其中，消毒設(shè)備系統(tǒng)與循環(huán)水箱C3)連接，對進(jìn)水消毒；壓力泵與循環(huán)水箱C3)連接，且各泵的出水經(jīng)止回閥向供水管網(wǎng)和管路觀測系統(tǒng)供水；供水管網(wǎng)和管路觀測系統(tǒng)中各流量計(jì)及壓力變送器分別與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管道消毒效果綜合檢測設(shè)備，其特征在于，所述的消毒設(shè)備系統(tǒng)是二氧化氯發(fā)生器(1)、或紫外消毒設(shè)備O)、或二者的組合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管道消毒效果綜合檢測設(shè)備，其特征在于，所述的壓力泵是低壓泵G)、或高壓泵(5)、或二者的并聯(lián)組合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管道消毒效果綜合檢測設(shè)備，其特征在于，所述的觀測窗口 (11)上的透明短管，可以根據(jù)需要取下，對管道內(nèi)壁的無機(jī)沉積物和微生物膜進(jìn)行觀測或者刮取樣本進(jìn)行檢測。
全文摘要
管道消毒效果綜合檢測設(shè)備屬于建筑給排水領(lǐng)域，是模擬建筑物內(nèi)給水管道系統(tǒng)，測試管道消毒效果和管道內(nèi)壁沉積物狀況的實(shí)驗(yàn)教學(xué)裝置。包括消毒設(shè)備、供壓系統(tǒng)、管網(wǎng)和觀測采樣系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。消毒設(shè)備系統(tǒng)二氧化氯發(fā)生器1和紫外消毒設(shè)備2，可提供化學(xué)消毒和/或物理消毒功能；供壓系統(tǒng)低壓泵4、高壓泵5及操作柜6，提供所需壓力；管網(wǎng)及采樣觀測系統(tǒng)分別由一套鍍鋅鋼管7和一套UPVC管8、取樣口13及兩個觀測窗11組成，兩套管路可獨(dú)立或串聯(lián)運(yùn)行，采樣口可采集管道中水樣，觀測窗可觀察和提取管道內(nèi)壁沉積物樣本；數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)由無紙記錄儀14組成，記錄余氯量及流量、壓力。本裝置有占地小、功能多、無污染、運(yùn)行穩(wěn)定、靈活等特點(diǎn)。
文檔編號G09B25/02GK102289977SQ201110029598
公開日2011年12月21日 申請日期2011年1月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月27日
發(fā)明者呂鑑, 吳珊, 左丹, 楊龍, 胡躍恒 申請人:北京工業(yè)大學(xué)