一种嵌入式取样检测给水管道腐蚀状态的系统和方法技术方案

本发明专利技术涉及一种给水管网取样系统，具体涉及一种嵌入式取样检测给水管道腐蚀状态的系统和方法，包括通过水管接入管网的反应管段、螺钉和试剂片；反应管段于侧壁开设有螺孔，螺钉螺接于螺孔内，螺钉的螺杆伸入反应管段侧壁并保持螺杆端部与反应管段内侧壁面齐平；螺杆的端部开设试剂片槽，试剂片嵌于试剂片槽内；螺杆外侧包覆密封薄膜，当螺钉旋入螺孔后，调整试剂片槽朝向，使试剂片槽的开口方向与水流方向相反，利用水流剪切力与槽内侧壁的相互作用力使试剂片稳定。与现有技术相比，本发明专利技术解决现有技术中在对管网取样时会影响生物膜而导致结果不准确的问题，实现了一种能原位安且可拆卸的试剂片，不引入新污染物，不污染微生物膜样品的方式。物膜样品的方式。物膜样品的方式。

【技术实现步骤摘要】
一种嵌入式取样检测给水管道腐蚀状态的系统和方法


[0001]本专利技术涉及一种给水管网取样系统，具体涉及一种嵌入式取样检测给水管道腐蚀状态的系统和方法。

技术介绍

[0002]目前，对于给水管段内腐蚀行为的检测通常采用独立的管段与原管段串联连接，严重影响生物膜取样。探索微生物于管壁生长随时间变化特征时，需要设计较多管段，不利于实际安装和运行。此外，生物环形反应器也经常被用来模拟给水管网输水情况，通过改变转筒转速以模拟管网内给水流动速度，但该方式无法排除水流因转轴而发生自转的影响，并且转筒内水流压强分布也与实际水体大不相同，使得测得的数据和分析结果难以应用于实际管网中的情形。
[0003]当前有少数设计采取原位安装铸铁片的方式，设计了不可拆卸的螺纹试剂片，此方法不仅使得试剂片过大且厚实，不利于后续分析，而且装置不可二次使用，造成经济损失浪费，需要投入大量资金用于实际管网安装检测。此外，通常在取样微生物时，都会先排净管内水流，生物膜与水流之间的作用从有内压变成无内压，影响生物膜内所含微量物质的检测，例如群体感应分子，也会导致检测结果与实际情况不符。
[0004]故而需要设计一类可拆卸且不会引入新污染的试剂片固定方法，并能模拟原位水流状态下，培养管网内微生物膜的方法。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的就是为了解决上述问题至少其一而提供一种嵌入式取样检测给水管道腐蚀状态的系统和方法，以解决现有技术中在对管网取样时会污染生物膜而导致结果不准确的问题，实现了一种能原位安且可拆卸的试剂片，不引入新污染物，不损坏微生物膜样品的方式。
[0006]本专利技术的目的通过以下技术方案实现：
[0007]本专利技术第一方面公开了一种嵌入式取样检测给水管道腐蚀状态的系统，包括通过水管接入管网的反应管段、螺钉和试剂片；
[0008]所述的反应管段于侧壁开设有螺孔，所述的螺钉螺接于螺孔内，螺钉的螺杆伸入反应管段侧壁并保持螺杆端部与反应管段内侧壁面齐平；
[0009]所述的螺杆的端部开设有试剂片槽，所述的试剂片嵌于试剂片槽内；
[0010]所述的螺杆外侧包覆密封薄膜，当螺钉旋入螺孔后，调整试剂片槽朝向，使试剂片槽的开口方向与水流方向相反，利用水流剪切力及试剂片与试剂片槽的槽内侧壁之间的相互作用力使试剂片稳定于试剂片槽内。
[0011]螺杆的长度长于反应管段的壁厚，使装载于螺杆端部的试剂片可与水流充分接触；试剂片可根据实验需要类型进行替换；密封薄膜除起密封效果以外，还提供了一定的余量可供螺钉调整试剂片槽的朝向。
[0012]优选地，所述的反应管段由若干段反应器管串联组成；首段反应器管的首端与末段反应器管的末端在连接减缩管段后分别通过进水管和出水管与管网相连。反应器管可按需增加或拆卸。
[0013]优选地，所述的反应器管设置4
‑
10段。反应器管的管材、管径、管长可根据实验需求进行调节。
[0014]优选地，所述的反应管段于各段反应器管的连接处设置密封垫片，以免漏水影响实验结果。
[0015]优选地，连接反应管段与管网的进水管与出水管为柔性管道，进水管与出水管上分别设置有水阀；在取样时，先关闭出水管的水阀，后关闭进水管的水阀，并抬高进水管与出水管使反应管段内保持有压状态。
[0016]进一步优选地，进水管与出水管选用耐腐蚀软管。
[0017]优选地，所述的反应管段可连接于管网的支管上，减少对主体管段内水流的干扰。
[0018]优选地，所述的槽内侧壁设置为斜面。
[0019]优选地，所述的试剂片呈梯形，所述的试剂片槽的形状和尺寸与试剂片相匹配，试剂片嵌入试剂片槽。试剂片采用内嵌方式，并利用物理学原理进行固定，即水流剪切力方向与试剂片槽的嵌入口方向相反，并设斜向的槽内侧壁提供试剂片相互作用力，形成一种可拆且依靠管道内水流作用不断加固的方式，保证试剂片稳定可靠的装配于螺钉上。
[0020]优选地，所述的反应管段为铸铁管、钢管、不锈钢管或有机玻璃管，所述的螺钉为聚四氟乙烯材质，所述的密封薄膜为聚四氟乙烯薄膜。
[0021]优选地，于反应管段的进水管上可设置流量计，通过调控流量计规整管道内水流速度与实验要求相同。
[0022]本专利技术第二方面公开了一种嵌入式取样检测给水管道腐蚀状态的方法，采用如上任一所述的系统进行取样，具体步骤如下：
[0023]S1：将反应管段接入管网，将试剂片嵌入试剂片槽，在螺钉的螺杆外侧包覆密封薄膜；
[0024]S2：将螺钉旋入反应管段的螺孔内，使螺杆端部伸入反应管段侧壁，调整试剂片槽的朝向使试剂片槽与水流方向相反，同时保持螺杆端部与反应管段的内侧壁面齐平；
[0025]S3：取样时，抬高连接反应管段与管网的水管，使反应管段内保持有压状态；取样后，对试剂片进行测定。
[0026]优选地，通过电化学工作站测定试剂片上的腐蚀垢厚度、成份和电子传递能力；通过荧光技术和组学技术测定试剂片上的微生物膜厚度、微生物群落结构、代谢产物和胞外聚合物。
[0027]通过取用多螺孔样品，对比相同时间段内，试剂片上管垢组分、形态、试剂片重量及分离的微生物样品，得出给水管壁内管垢状态、腐蚀速率和微生物富集特点。该方法在给水管网终端可进行原位检测，有效提高检测结果于实际情况应用的适用程度，为监测管网安全提供可靠技术手段，也为后续维护给水管网供水安全提供参考。
[0028]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0029]本专利技术的试剂片采取嵌入式的方式装配，具有可拆卸功能，可按照取样条件和实验要求更换试剂片，提高系统整体的可操作性；且该装配方式利用了物理学的相互作用的
原理，通过水流实现加固，不会对实验结果造成干扰，提高了实验的科学性，具有极强的应用性及科研价值。此外，由于试剂片是采用物理结构的限制以及通过水流与槽内侧壁作用力而进行限位，不会在水流中引入额外的杂质和化学物质，因而该系统可直接接回管网之中，而不用作为废水排出，避免水资源的大量浪费。
[0030]本专利技术中在螺钉拧入时，于螺杆外侧包覆密封薄膜，特别采用聚四氟乙烯薄膜作为密封薄膜，而且可操控薄膜厚度，可有效保证底部开孔方向与水流方向保持一致，提高了试剂片的可操作性，减少安装时引入的实验干扰。
[0031]本专利技术中反应管段由采用法兰连接的反应器管串联而成，使得整套检测系统的适用性更加灵活，可以根据场地限制、实验要求等条件改变输水管材、管径、管长的需要，满足空间和研究的设定。通过螺钉的方式螺接于反应管段侧壁开孔，使嵌于端部的试剂片可稳定、定量的伸入反应管段内部，使得取样更加便捷，减小对管内其他部位的扰动；由于取样时抬高反应管段两侧水管，整个取样过程可以保证在样品取出瞬间一直处于有压状态，有效减少管壁物质弥散于水体中，提高样品真实性。
[0032]本专利技术的取样方法不仅可以使用于实际工程的管道腐蚀(包括生物腐蚀和化学腐蚀)的监测中，也可以应用于实验室内以辅助探究具体的腐蚀动力学行本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种嵌入式取样检测给水管道腐蚀状态的系统，其特征在于，包括通过水管接入管网的反应管段(1)、螺钉(2)和试剂片(3)；所述的反应管段(1)于侧壁开设有螺孔(11)，所述的螺钉(2)螺接于螺孔(11)内，螺钉(2)的螺杆(21)伸入反应管段(1)侧壁并保持螺杆(21)端部与反应管段(1)内侧壁面齐平；所述的螺杆(21)的端部开设有试剂片槽(22)，所述的试剂片(3)嵌于试剂片槽(22)内；所述的螺杆(21)外侧包覆密封薄膜，当螺钉(2)旋入螺孔(11)后，调整试剂片槽(22)朝向，使试剂片槽(22)的开口方向与水流方向相反，利用水流剪切力及试剂片(3)与试剂片槽(22)的槽内侧壁(23)之间的相互作用力使试剂片(3)稳定于试剂片槽(22)内。2.根据权利要求1所述的一种嵌入式取样检测给水管道腐蚀状态的系统，其特征在于，所述的反应管段(1)由若干段反应器管(12)串联组成；首段反应器管(12)的首端与末段反应器管(12)的末端在连接减缩管段后分别通过进水管和出水管与管网相连。3.根据权利要求2所述的一种嵌入式取样检测给水管道腐蚀状态的系统，其特征在于，所述的反应器管(12)设置4
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10段。4.根据权利要求2所述的一种嵌入式取样检测给水管道腐蚀状态的系统，其特征在于，所述的反应管段(1)于各段反应器管(12)的连接处设置密封垫片。5.根据权利要求1
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4任一所述的一种嵌入式取样检测给水管道腐蚀状态的系统，其特征在于，连接反应管段(1)与管网的进水管与出水管为柔性管道，进水管与出水管上分别设置有水阀；在取样时，先关闭出水管的水阀，后关...

【专利技术属性】
技术研发人员：李伟英，宋欣，周宇，李悦，梁莉，张国晟，
申请(专利权)人：江苏银羊不锈钢管业有限公司，
类型：发明
国别省市：