[发明专利]一种研究管网水力特性对生物膜生长影响的实验装置与方法

权利要求书

1.一种研究管网水力特性对生物膜生长影响的实验装置，其特征在于，包括一个固定容器，固定容器上端设置有容器盖，固定容器内部上方位置水平设置有振动格栅，振动格栅通过传动机构和位于固定容器外部的一个振动电机相连并能够靠振动电机带动上下振动；固定容器内部位于振动格栅下方正对格栅水平设置有一个转盘，所述转盘上设置有若干管材割片夹持机构，所述固定容器下端设置有一个调速电机，所述调速电机输出轴竖直向上穿过固定容器连接在转盘轴心处，调速电机输出轴和固定容器之间设置有密封圈形成可转动密封；所述固定容器一侧上部设置有进水口，另一侧下部设置有出水口，所述进水口和出水口之间连接有水管形成水力循环系统，所述水力循环系统内设置有一个水泵以及一个位于固定容器上方的储水容器。

2.如权利要求1所述的研究管网水力特性对生物膜生长影响的实验装置，其特征在于，所述振动格栅为圆盘形且和转盘直径一致，所述管材割片夹持机构沿和转盘同轴的环形均匀分布在转盘上方。

3.如权利要求1或2所述的研究管网水力特性对生物膜生长影响的实验装置，其特征在于，所述管材割片夹持机构包括一个竖直向上的固定栓，固定栓上端具有向上的夹持缺口和横向贯穿夹持缺口连接在固定栓上端的固定螺钉。

4.如权利要求3所述的研究管网水力特性对生物膜生长影响的实验装置，其特征在于，所述储水容器上端设置有进水管，下端设置有带开关的出水管。

5.一种研究管网水力特性对生物膜生长影响的实验，其特征在于，包括以下步骤：

a、获取如权利要求4所述结构的实验装置；再获取需要研究的各种管材的管材割片，在管材割片一端钻出螺孔；

b、打开固定容器的容器盖，将各管材割片各自靠固定螺钉穿过螺孔安装固定到不同的夹持机构上；

c、通过储水容器的进水口接入待研究的管网自来水，并启动水泵形成水力循环使得整个水力循环系统充满自来水；

d、启动调节电机，带动转盘旋转，启动振动电机带动振动格栅上下振动，通过控制调节电机控制转盘转速，引起管材割片和水流剪切力的变化来模拟流速；通过控制振动电机调节振动格栅振动频率来模拟紊流的变化情况，试验结束后取出管材割片，获得管材割片上的微生物挂膜量，得出管网流速以及紊流变化情况对管网内壁生物膜的影响。

6.如权利要求5所述的研究管网水力特性对生物膜生长影响的实验，其特征在于，所述管材割片采用不同材料的管材割片，分别在不同水力条件下，研究不同材质管材割片上的微生物挂膜量，得到材质对于微生物量变化的影响；或者所述管材割片采用不同管龄的管材割片，研究各种管龄的微生物附着量变化。

7.如权利要求5所述的研究管网水力特性对生物膜生长影响的实验，其特征在于，所述管材割片采用带有不同曲面弧度的管材割片，研究各种管路弯度变化下（60°-120°取20°一个区间变化进行试验），由于受力面和受力的变化，对于微生物附着的促进或抑制作用，计算流体力学参数，探讨各个参数与微生物量上的关系。

8.如权利要求5所述的研究管网水力特性对生物膜生长影响的实验，其特征在于，在水力循环系统中加入液氯，探索各因素条件下，余氯衰减与微生物量的时间步长变化关系，为余氯与微生物量提供动态的仿真模拟研究。