CN102289977B

CN102289977B - 管道消毒效果综合检测设备

Info

Publication number: CN102289977B
Application number: CN 201110029598
Authority: CN
Inventors: 吴珊; 左丹; 吕鑑; 杨龙; 胡跃恒
Original assignee: Beijing University of Technology
Current assignee: Beijing University of Technology
Priority date: 2011-01-27
Filing date: 2011-01-27
Publication date: 2013-03-27
Anticipated expiration: 2031-01-27
Also published as: CN102289977A

Abstract

管道消毒效果综合检测设备属于建筑给排水领域，是模拟建筑物内给水管道系统，测试管道消毒效果和管道内壁沉积物状况的实验教学装置。包括消毒设备、供压系统、管网和观测采样系统、数据采集系统。消毒设备系统：二氧化氯发生器1和紫外消毒设备2，可提供化学消毒和/或物理消毒功能；供压系统：低压泵4、高压泵5及操作柜6，提供所需压力；管网及采样观测系统分别由一套镀锌钢管7和一套UPVC管8、取样口13及两个观测窗11组成，两套管路可独立或串联运行，采样口可采集管道中水样，观测窗可观察和提取管道内壁沉积物样本；数据采集系统由无纸记录仪14组成，记录余氯量及流量、压力。本装置有占地小、功能多、无污染、运行稳定、灵活等特点。

Description

管道消毒效果综合检测设备

技术领域

管道消毒效果综合检测设备属于建筑给排水领域，涉及一种利用模拟建筑物内部给水管道来测试消毒效果持久性和消毒剂余量变化规律以及管道内壁沉积物状况分析的实验教学装置。

背景技术

管道消毒效果综合检测设备，是用于测试建筑给水系统中经过消毒的水体中消毒效果随停留时间变化情况以及不同材质供水管道内壁随运行时间无机或有机物沉积情况的一个重要实验教学装置。

随着科学技术和社会经济的迅猛发展，以及人们健康意识的提高，对饮水安全问题越来越重视。2007年开始实施的国家“生活饮用水卫生标准”（GB5749-2006）中不仅增加了“消毒及常规指标”，将饮用水消毒剂指标由1项增至4项，微生物指标也由2项增至6项，而且，原有项目限值也提高了。新标准还专门明确了供水消毒效果必需要保证到用户用水终端（龙头）。而保证饮水安全的最重要和直接有效的处理技术就是消毒工艺。为保证消毒效果，经过城市净水厂处理后的出厂水，其中是含有一定的消毒剂余量（余氯）的，但是，饮用水在经过城市市政管网输送至建筑物内部后，由于供水管道系统本身的结构以及楼内用水特点导致了饮用水会在管道系统中停留长度不等的时间，由于管网的材质及其使用年限，其内壁会滋生或沉积一些无机或有机物（微生物群体），会使得在管道中流动的水体中的消毒剂余量逐渐被消耗同时会滋生不同种类的微生物，包括一些致病菌。对于不同的建筑给水管道系统来说，由于管材、管径、管长，用水规律、消毒工艺等的不同，其有效消毒效果的持续时间、消毒剂余量的消耗速度以及管道水中微生物再繁殖规律等均有所不同。应用本实验装置可以模拟测试不同管材、采用不同消毒工艺的饮用水在建筑给水管道中不同停留时间时消毒效果持久性和消毒剂消耗速度、微生物再繁殖规律，观测和检测管壁微生物繁殖状况。试验数据经处理后可得出消毒剂余量、微生物再繁殖规律随停留时间的变化关系和规律。实验结果既可以使学生对于发生在密闭管道中的水质变化规律产生直接的认识和掌握，也可以为今后城市净水厂消毒工艺的选择和消毒液投加量（余量控制）提供一个准确的实验数据来作为设计依据。在保证消毒效果和饮水安全的情况下节省资源，使饮用水中含有的对人体健康有害的致病物质含量最小化。

目前国内外尚没有用于对建筑给水系统消毒效果持久性和微生物再繁殖情况进行测试的实验教学装置，造成这种现象的原因在于缺少一套可以模拟并连续取样检测实际建筑内给水管道中消毒剂余量变化和微生物再繁殖数量情况，并对实验数据精确采集的实验装置。

发明内容

本发明的目的是提供一套可以模拟并连续取样检测实际建筑内给水管道中消毒剂余量变化和微生物再繁殖数量情况和对实验数据精确采集的实验装置，以弥补建筑给水系统持续消毒效果测试和管道内壁沉积物观测分析的实验教学装置在高等院校实验教学中的空白。

本发明所提供的管道消毒效果综合检测设备，包括消毒设备系统、压力提供系统、供水管网和管路采样观测系统、数据采集系统，其中的压力提供系统由压力泵及操作控制柜6组成；供水管网和管路采样观测系统分别由镀锌钢管7和UPVC管8、多个取样口13及2个采用透明短管的观测窗口11组成，各管路上装有多个手动阀9及电磁流量计、压力变送器、压力表套装设备12；数据采集系统由余氯仪15和无纸记录仪14组成；其中，消毒设备系统与循环水箱3连接，对进水消毒；压力泵与循环水箱3连接，且各泵的出水经止回阀向供水管网和管路采样观测系统供水；供水管网和管路采样观测系统中各流量计及压力变送器分别与数据采集系统连接。

其中的消毒设备系统可以是二氧化氯发生器1、或紫外消毒设备2、或二者的组合。

其中的压力泵可以是低压泵4、或高压泵5、或二者的并联组合。

其中的观测窗口11上的透明短管，可以根据需要取下，对管道内壁的无机沉积物和微生物膜进行观测或者刮取样本进行检测。

本发明具有以下有益效果及优点：

1.消毒系统中的二氧化氯发生器所制制取和投加的化学消毒剂与大多数城市净水厂消毒工艺中使用的消毒液（液氯）的有效消毒成分一致，使得实验数据更接近实际，有利于对用户终端出水余氯量检测分析。而消毒系统中的另一套消毒设备紫外消毒器是目前生产实际中采用的物理消毒法主流设备，既可以单独使用来考查物理消毒工艺的效果，也可以用作与化学法消毒效果的比较消毒，为实际工程设计中消毒工艺的选择提供实验数据参考。

2.压力提供系统中采用一台高压泵和一台低压泵并联运行提供水压，分别可为模拟低层建筑和模拟高层建筑内部给水管网时提供所需水压。

3.供水管网和管路采样观测系统中分别有两套管路，管材分别为UPVC管和镀锌钢管，可以检测不同管材的消毒效果持久性及不同管材内微生物滋生情况和沉积物种类，为以后建筑给水管材选取做参考。而且这两套管路既可以单独循环运行又可以串联循环运行。各种运行方式的选择可以有效地模拟建筑低层和建筑高层中的管网，使得实验数据更可靠、实际效益价值更高。

4.通常作为隐蔽设备的供水管道是无法观察其内部管壁的无机或有机物沉积情况。本设备的两套供水管道内分别装有一段可拆卸的透明管段（观测窗），可以方便观察管内流体流动状态及管道内壁沉积物变化情况。从观测窗处打开管道（拆卸透明管），可以方便的撷取管内壁中的沉积物进行物理化学成分及微生物种类分析。

5.本装置具有占地小，经济实用，环保无污染，安全可靠，运行稳定，可灵活进行不同消毒工艺、不同管材和不同供水方式的组合的特点，具有很强的应用价值，有利于推广使用。

附图说明

图1：优选实施例的整体结构框图；

图2：优选实施例的系统示意图；

图3：调频水泵控制柜示意图；

图中，1-二氧化氯发生器，2-紫外消毒设备，3-循环水箱，4-低压泵，5-高压泵，6-操作柜，7-镀锌钢管，8-UPVC管，9-手动阀门（其中9-1至9-12均为管路调节阀，9-13为放空阀），10-溢流阀，11-观测窗，12-电磁流量计、压力变送器、压力表套装设备，13-取样口，14-无纸记录仪。

具体实施方式

下面结合附图1～附图3对本发明的以优选实施例进行说明。

本实施例分为四部分，一是消毒系统，二是压力提供系统，三是供水管网和管路管路采样观测系统，四是数据采集系统。本实施例整体结构框图见图1。

一、消毒设备系统

消毒设备系统由二氧化氯发生器1和紫外消毒设备2组成，其与水箱3连接，模拟建筑内市政给水水源。打开管路中的阀9-1、9-2、9-3可进行物理消毒，水流先流经紫外消毒设备再进入水箱；打开管路中的阀9-1、9-4、9-5可进行化学消毒，二氧化氯发生器制取出的含氯消毒剂投加到水箱中的水体中。

二、压力提供系统

压力提供系统是由并联运行的低压泵Ⅳ和高压泵Ⅴ与循环水箱Ⅲ相连接构成水源部分，水泵的出水经过止回阀向测试管网供水，管网内的流量和压力可通过管路上的手动阀进行调节。变频泵控制柜示意图见图3，其中1#按钮为整套设备总电源开，2#按钮为整套设备总电源关，3#按钮为高压泵5电源开，4#按钮为高压泵5电源关，5#按钮为低压泵4电源开，6#按钮为低压泵4电源关。

三、供水管网和管路采样观测系统

供水管网和管路采样观测系统所述供水管网和采样系统由一套镀锌钢管7、一套UPVC管8及多个取样口13组成，每套管路十米长，各管路上装有多个手动阀、电磁流量计、压力变送器及压力表。在水体流动过程中，按不同的时间段从取样口取水样进行余氯或者微生物数量的检测。其中，开阀9-6、9-7、9-8，水流经水箱、低压泵4、镀锌钢管7，完成镀锌钢管单独循环使用；开阀9-6、9-9、9-10，水流经水箱、低压泵4、UPVC管8，完成UPVC管单独循环使用；开阀9-11、9-9、9-12、9-8，水流经水箱、高压泵5、UPVC管8、镀锌钢管7，完成UPVC管与镀锌钢管串联循环使用。

四、数据采集系统

数据采集系统由余氯仪15和无纸记录仪14组成，供水管网和取样系统中的电磁流量计、压力变送器分别接至无纸记录仪；无纸记录仪14及余氯仪15记录数据经过USB借口可导入电脑中，进行数据分析。

本着占地小，经济实用且能达到预期目的的要求，本实施例由2台水泵作为管网供水装置，其中高压泵和低压泵各一台，水源采用不锈钢循环水箱。

采用镀锌钢管（DN25mm）和UPVC管（DN25mm）模拟建筑物内给水管网；在水泵出口处及UPVC管和镀锌钢管中均设有电磁流量计、压力传感器、压力表，可测运行时的流量和压力来反应管道运行情况；在水箱顶部设有溢流阀，底部设有放空阀，在试验装置不使用时可以放空管路中的水。

管路当中设置有8个手动阀门，可通过阀门的开启度调节管路中各支路的水量变化，也可通过阀门的开关来调节两套管路的单独运行、串联运行及循环运行。

本实施例设计的装置可以完成以下测试和试验功能：1）模拟高低层建筑内的给水管网；2）消毒剂余量随停留时间的变化规律；3）.管道中水所含微生物数量（可以细菌总数和大肠菌群等指示生物为代表）随停留时间的繁殖情况；4）给水管道内壁沉积物物理化学组分及微生物种类分析。具有测定方法方便快捷，可同时进行多项参数分析；测定结果精确；设备拆装方便，试验范围广等特点。

Claims

1.管道消毒效果综合检测设备，包括消毒设备系统、压力提供系统、供水管网和管路采样观测系统、数据采集系统，其特征在于：所述压力提供系统由压力泵及操作控制柜（6）组成；供水管网和采样观测系统分别由镀锌钢管（7）和UPVC管（8）、多个取样口（13）及2个采用透明短管的观测窗口（11）组成，各管路上装有多个手动阀（9）及电磁流量计、压力变送器、压力表套装设备（12）；数据采集系统由余氯仪（15）和无纸记录仪（14）组成；其中，消毒设备系统与循环水箱（3）连接，对进水消毒；压力泵与循环水箱（3）连接，且各泵的出水经止回阀向供水管网和管路采样观测系统供水；供水管网和管路采样观测系统中各流量计及压力变送器分别与数据采集系统连接。

2.根据权利要求1所述的管道消毒效果综合检测设备，其特征在于，所述的消毒设备系统是二氧化氯发生器（1）、或紫外消毒设备（2）、或二者的组合。

3.根据权利要求1所述的管道消毒效果综合检测设备，其特征在于，所述的压力泵是低压泵（4）、或高压泵（5）、或二者的并联组合。

4.根据权利要求1所述的管道消毒效果综合检测设备，其特征在于，所述的观测窗口（11）上的透明短管，可以根据需要取下，对管道内壁的无机沉积物和微生物膜进行观测或者刮取样本进行检测。