一种再生水输配管网模拟装置、系统及再生水稳定性评价方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种再生水输配管网模拟装置，所述再生水输配管网模拟装置包括管体、磁力搅拌器和液位计；所述管体为上下两端封闭的圆直管，管体下部设有进水口，顶部设有出水口，中部设有带有阀门的取样口；管体内壁沿垂直方向圆周均布的构造有若干插槽，插槽内插接有管网载片；所述液位计设于管体外侧；所述管体的底座放置于磁力搅拌器的托盘上方，转子置于管体内。本发明专利技术还提供了一种包括上述再生水输配管网模拟装置的再生水输配管网模拟系统。本发明专利技术提供的再生水输配管网模拟装置及系统，通过控制再生水输配管网模拟装置内转子的旋转速率和内壁的管网载片材质以模拟不同规格的管网，并可用于评价再生水水质的稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种再生水输配管网模拟装置、系统及再生水稳定性评价方法
本专利技术污水处理领域，特别是一种再生水输配管网模拟装置及系统。
技术介绍
污水再生利用是解决我国水资源严重短缺、促进水资源利用的有效途径。全面开展再生水的利用，对缓解我国水资源短缺现状具有十分重要的意义。与饮用水相比，再生水中含有大量的有机物、营养盐和微生物等。再生水在管网输配过程中会发生一系列的物理、化学和生物反应。其中，再生水输配管网中消毒剂衰减以及微生物的复活与生长会导致再生水的水质恶化。管壁生物膜中的微生物通过生物腐蚀作用侵害输配管道，导致水中色度增加与管材腐蚀，严重影响了出水水质，减少了输配管网的使用寿命。此外，管壁生物膜为大量的病原微生物和机会致病菌等提供了生长场所，这些微生物通过管网输配到达用户端，增加了用户被微生物感染的风险。因此，掌握再生水管网消毒剂和生物可同化有机碳浓度的变化规律，维持消毒剂的浓度和控制微生物的复活与再生长，对于保证再生水的水质稳定性和满足使用要求具有重要意义。然而，目前尚缺乏能够同时模拟再生水输配管网中消毒剂衰减以及微生物的复活的装置，难以识别并控制再生水在管网输配过程中导致水质恶化的主因。因鉴于此，特提出此专利技术。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种用于评价管网中再生水水质稳定性的装置和系统。本专利技术提供了一种再生水输配管网模拟装置，所述再生水输配管网模拟装置包括管体(11)、第一磁力搅拌器(18)和液位计(13)；所述管体为上下两端封闭的圆直管，管体下部设有进水口(14)，顶部设有出水口(16)，中部设有带有阀门的取样口(15)；管体内壁沿垂直方向圆周均布的构造有若干插槽，插槽内插接有管网载片(12)；所述液位计设于管体外侧；所述第一磁力搅拌器的底座固定于管体的下端，第一转子(17)置于管体内。本专利技术还提供了一种再生水输配管网模拟系统，所述再生水输配管网模拟系统包括上述的再生水输配管网模拟装置(1)、集水罐(3)和再生水集水瓶(2)；所述集水罐通过管路连接于再生水输配管网模拟装置的出水口；所述再生水集水瓶通过带有蠕动泵(5)的管路连接于再生水输配管网模拟装置的进水口。优选的，所述再生水输配管网模拟系统还包括一消毒剂加药箱(4)，所述消毒剂加药箱用于向再生水集水瓶中添加消毒剂。优选的，所述再生水集水瓶内还设有搅拌装置。所述搅拌装置用于将添加的消毒剂搅拌均匀。优选的，所述搅拌装置为第二磁力搅拌器(22)，再生水集水瓶放置于第二磁力搅拌器的托盘上方，第二转子(21)设于再生水集水瓶内。本专利技术还提供了一种再生水稳定性评价方法，所述方法采用上述的再生水输配管网模拟系统实施，并按以下步骤进行：(1)向再生水集水瓶中添加再生水，并添加消毒剂；(2)开启蠕动泵向再生水输配管网模拟装置的管体内通入再生水至再生水从出水口流出；(3)开启第一磁力搅拌器，并调节第一转子转速，使管体中水流向内壁的剪切力与模拟输配管网管壁处的剪切力一致；(4)周期性的从取样口取样，并根据样品中的剩余消毒剂浓度及可生物同化有机碳(A0C)的浓度的变化评价再生水水质的稳定性。优选的，步骤(3)中内壁剪切力按照下述公式计算得出：τ＝1/4·fa·ρ·(2πγω)2·γ·(1/60)2其中τ指剪切力，N/m2；ρ为液体的密度，103kg/m3；γ为转子的半径，cm；ω为转子的转速，rpm；fa为摩擦系数，fa＝0.01(Lf≤0.003cm)fa＝0.01+4.33×(Lf-0.003)(Lf≤0.003cm)其中，Lf表示生物膜的平均厚度。本专利技术提供的再生水输配管网模拟装置及系统，通过控制再生水输配管网模拟装置内转子的旋转速率和内壁的管网载片材质以模拟不同规格的管网，并可用于评价再生水水质的稳定性。本专利技术还提供了一种采用该系统评价再生水水质的方法。附图说明图1为本专利技术提供的再生水输配管网模拟装置结构示意图。图2为本专利技术提供的再生水输配管网模拟系统结构示意图。图3为本专利技术应用例一中总氯浓度变化图。图4为本专利技术应用例二中总AOC浓度变化图。其中：1、再生水输配管网模拟装置；11、管体；12、管网载片；13、液位计；14、进水口；15、取样口；16、出水口；17、第一转子；18、第一磁力搅拌器；2、再生水集水瓶；21、第二转子；22、第二磁力搅拌器；3、集水罐；4、消毒剂加药箱；5、蠕动泵。具体实施方式下面结合具体的实施例对本专利技术做进一步说明。实施例一本专利技术实施例提供了一种再生水输配管网模拟系统。所述再生水输配管网模拟系统包括再生水输配管网模拟装置1、集水罐3和再生水集水瓶2。所述再生水输配管网模拟装置包括管体11、第一磁力搅拌器18和液位计13。所述管体11为上下两端封闭的圆直管，且顶端的端盖可打开。管体11的底座放置于第一磁力搅拌器18的托盘上方，第一转子17放置于管体11内，使第一磁力搅拌器18的托盘驱动第一转子17在管体内旋转。所述液位计13设于管体外侧，用于观察管体内的液位。管体11下部设有进水口14，顶部设有出水口16，中部设有带有阀门的取样口15。管体11内壁沿垂直方向圆周均布的构造有若干插槽，插槽内插接有管网载片12，所述管网载片12的规格和材料可以根据实际需求进行选择和替换，以模拟不同的管网规格。作为一种优选的方案，所述管体11管壁采用透明材料制成，以便于观察内部情况，在运行时则采用锡箔纸将管体包裹避光。所述集水罐3用于收集再生水输配管网模拟装置1的出水，因此，通过管路与再生水输配管网模拟装置1的出水口16相连。所述再生水集水瓶2用于向再生水输配管网模拟装置1提供再生水，因此，通过一带有蠕动泵5的管路与再生水输配管网模拟装置1的进水口14相连。进一步的，为了向再生水集水瓶添加消毒剂，所述再生水输配管网模拟系统还包括一消毒剂加药箱4。所述消毒剂加药箱4为本领域常规使用的消毒剂加药箱，用于可控的向再生水集水瓶2添加消毒剂。更进一步的，再生水集水瓶2内还设有用于搅匀消毒剂的搅拌装置，出于易用性的考虑，本实施例中的搅拌装置同样的为磁力搅拌器，即第二磁力搅拌器22，该再生水集水瓶2放置于第二磁力搅拌器22的托盘上方，第二转子21置于再生水集水瓶内，使第二磁力搅拌器22的托盘可以驱动设于再生水集水瓶内的第二转子21旋转。本系统在使用时，在再生水集水瓶中添加充足的再生水水样，在消毒剂加药箱中添加预先配置好的氯消毒剂，并通过消毒剂加药箱将消毒剂投入再生水集水瓶内，开启磁力搅拌器将氯消毒剂和再生水混合均匀。开启蠕动泵将再生水集水瓶内混有氯消毒剂的再生水向再生水输配管网模拟装置内进水，再生水输配管网模拟装置内充满后，出水从出水口流出至集水罐内被收集。再生水输配管网模拟装置内充满水后，通过蠕动泵控制进水流速，保证再生水本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种再生水输配管网模拟装置，其特征在于，所述再生水输配管网模拟装置包括管体(11)、第一磁力搅拌器(18)和液位计(13)；所述管体为上下两端封闭的圆直管，管体下部设有进水口(14)，顶部设有出水口(16)，中部设有带有阀门的取样口(15)；管体内壁沿垂直方向圆周均布的构造有若干插槽，插槽内插接有管网载片(12)；/n所述液位计设于管体外侧；/n所述第一磁力搅拌器的底座固定于管体的下端，第一转子(17)置于管体内。/n

【技术特征摘要】
1.一种再生水输配管网模拟装置，其特征在于，所述再生水输配管网模拟装置包括管体(11)、第一磁力搅拌器(18)和液位计(13)；所述管体为上下两端封闭的圆直管，管体下部设有进水口(14)，顶部设有出水口(16)，中部设有带有阀门的取样口(15)；管体内壁沿垂直方向圆周均布的构造有若干插槽，插槽内插接有管网载片(12)；
所述液位计设于管体外侧；
所述第一磁力搅拌器的底座固定于管体的下端，第一转子(17)置于管体内。


2.一种再生水输配管网模拟系统，其特征在于，所述再生水输配管网模拟系统包括上述的再生水输配管网模拟装置(1)、集水罐(3)和再生水集水瓶(2)；所述集水罐通过管路连接于再生水输配管网模拟装置的出水口；所述再生水集水瓶通过带有蠕动泵(5)的管路连接于再生水输配管网模拟装置的进水口。


3.根据权利要求2所述的再生水输配管网模拟系统，其特征在于，所述再生水输配管网模拟系统还包括一消毒剂加药箱(4)，所述消毒剂加药箱用于向再生水集水瓶中添加消毒剂。


4.根据权利要求3所述的再生水输配管网模拟系统，其特征在于，所述再生水集水瓶内还设有搅拌装置。


5.根据权利要求4所述的再生水输配管网模拟系统，其特征在于，所述搅...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛松，巫寅虎，胡洪营，王琦，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京;11