[发明专利]一种给水管网微生物试验小试装置

说明书

技术领域

本发明属于市政给水管网技术领域，涉及一种给水管网微生物试验小试装置。

背景技术

给水管网作为整个供水体系中最为重要的一个环节，对水质安全起着关键作用。自20世纪30年代末，在使用加氯消毒的给水管网中发现细菌生长以来，给水管网中微生物的再生长及其引起的二次污染问题受到越来越多的关注。给水管网中的微生物主要是以附着在管壁上生长形成生物膜的形式而得以繁殖的，水源水中的某些微生物经水处理工艺处理后幸存下来进入管网系统，水中的溶解性微量有机物可使这部分微生物在管网中修复、重新生长，并在管壁形成生物膜。管壁生物膜会对给水管网水质产生不利影响，如色度和浊度升高、致病菌生长、加快管道腐蚀、减小过水断面导致输水能力下降和供水能耗的增加等，管壁腐蚀层和生物膜可为微生物提供有效的保护，使得冲洗、加大消毒剂用量等常规管网水质维护措施只能在短时间内改善水质，不能彻底去除作为污染源的微生物。此外，管网材质与管壁表面特征对生物膜生长也有着重要影响，一方面，金属管材内壁的腐蚀层能为微生物生长繁殖、躲避消毒剂的杀伤提供场所；此外，腐蚀还明显抑制了消毒剂对生物膜的消毒效果。因此，对给水管网生物膜形成机理、群落结构特征以及生长控制、管材选择等方面的研究成为市政供水领域的热点。

在实际给水管网中，由于微生物生长在管道内壁，从而难以取样，对实际给水管网微生物进行检测和研究的难度很大；并且，在实际运行的给水管网中难以实现对生物膜生长过程的全面监控，管网水水质条件不能人为改变。因此，有必要通过实验室中试装置来模拟实际给水管道生物膜的生长。

目前，在国外出现的一种生物膜环状反应器模拟系统，该系统外观是一个反应杯，中央设有一个转轴，转轴在电机驱动下旋转，上面挂有许多载片随转轴一起旋转。载片与水体交界面之间产生了剪切力，模拟了给水管网水力条件；并且，载片为生物膜提供了生长面。通过控制水中的水质参数，如AOC、BDOC、Cl₂等来控制微生物的生长。但是，由于载片随着转轴的旋转，与实际给水管网水力条件不完全相似，必然会影响模拟研究结果。

发明内容

本发明的目的是针对上述现有技术中存在的问题而提供的一种新型给水管网微生物试验小试装置，它可用于研究不同原水、不同管材、不同水力条件、不同水龄等条件下的管壁和管网水中的微生物。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种给水管网微生物试验小试装置，其特征在于，包括

水箱：调节水源和给水管网之间的流量平衡；

干管：包括进水干管和出水干管，其中进水干管连通水箱；

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两端分别并联在进水干管和出水干管上，形成给水管网；且在支管a、支管b、支管c上沿水流方向依次设有生物膜取样器、填料区和取样水嘴，分别用以研究管壁生物膜和管网水中的微生物。

所述的水箱上设有进水管、出水管、泄水管、溢流管、通气管和各管道上设置的若干阀门。

所述的进水管设有闸阀和浮球阀，其中浮球阀设置在进水管的出水口处；所述的进水管、出水管和泄水管的管径相同，所述的溢流管管径比泄水管管径大一级。

所述的进水干管上依次设有闸阀a、水泵、压力表、止回阀、浊度计和颗粒计数器，所述的止回阀和浊度计之间设有旁通管。

所述的出水干管上设有闸阀和余氯仪，其中闸阀与支管a、支管b、支管c的共同出水口相连，余氯仪设置在闸阀之前。

所述的支管a、支管b、支管c采用往复式布置形式，三支支管并列排列，各支管具有相同管径、相同长度且分别对应三种不同管材。

所述的支管a、支管b、支管c中起始端设有闸阀b、流量计前加氯点，中加氯点和后加氯点，各支管中的流量通过调节闸阀开启度进行调节。

所述的进水干管、出水干管和支管a、支管b、支管c的材质均不同，以减小材质对管网微生物的影响。

所述的生物膜取样器的材质、管径和其所在的支管一致，长度小于1倍管径，并且连接方式为卡箍连接。

所述的填料区与给水管之间均设有滤网，以固定填料；所述的取样水嘴设置在支管a、支管b、支管c末端，用以研究管网水中的微生物。

利用上述一种给水管网微生物试验小试装置进行模拟实验，其过程如下：