專(zhuān)利名稱(chēng)：一種準(zhǔn)封閉循環(huán)管網(wǎng)水質(zhì)綜合模擬試驗(yàn)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及飲用水給水管網(wǎng)的試驗(yàn)?zāi)M系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種準(zhǔn)封閉循環(huán)管網(wǎng)水質(zhì)綜合模擬試驗(yàn)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
給水管網(wǎng)是城市給水系統(tǒng)中的重要組成部分，其作用是把經(jīng)水廠凈化后的符合國(guó)家生活飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的水輸送至用戶(hù)終端。我國(guó)多數(shù)自來(lái)水廠出水水質(zhì)的各項(xiàng)指標(biāo)都能達(dá)到或優(yōu)于國(guó)家飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，但通過(guò)管網(wǎng)輸送至用戶(hù)時(shí)，往往達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)甚至危及用戶(hù)身體健康。資料表明，自來(lái)水廠的水從出廠到用戶(hù)，水質(zhì)呈現(xiàn)明顯降低的趨勢(shì)，主要表現(xiàn)在鐵、錳、色度、濁度、細(xì)菌總數(shù)等在水中的含量增加，甚至超過(guò)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，這在國(guó)內(nèi)很多水廠的實(shí)際運(yùn)行中都有所發(fā)現(xiàn)。此外，盡管水處理技術(shù)的飛速發(fā)展充分保證了處理后水質(zhì)的安全、衛(wèi)生，但是，管網(wǎng)中的二次污染問(wèn)題已成為影響出水水質(zhì)無(wú)法達(dá)標(biāo)的主要因素，是水質(zhì)研究工作和水質(zhì)處理研究工作的重點(diǎn)。給水管網(wǎng)就像一個(gè)敏感的、動(dòng)態(tài)的和具有自身特性的巨大反應(yīng)器，水由于在管道內(nèi)滯留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，本身不斷受到再次污染，在管道內(nèi)發(fā)生著復(fù)雜的物理、化學(xué)及生物學(xué)變化，導(dǎo)致管道內(nèi)衛(wèi)生狀況的下降。根據(jù)《城市供水行業(yè)2000年技術(shù)進(jìn)步發(fā)展規(guī)劃》中對(duì)國(guó)內(nèi)34個(gè)主要城市管網(wǎng)水質(zhì)資料進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，地表水水廠出廠水基本穩(wěn)定的占21%，腐蝕性的占50 %，輕微結(jié)垢的占四％。地下水水廠出廠水基本穩(wěn)定的占50 %，有腐蝕性的占30 %，輕微腐蝕性的占20%。對(duì)占全國(guó)總供水量42. 44%的36個(gè)城市調(diào)查，出廠水平均濁度為1. 3 度，而管網(wǎng)水增加到1. 6度；色度由5. 2度增加到6. 7度；鐵由0. 09mg/l增加到0. llmg/1 ； 細(xì)菌總數(shù)由6. 6cfu/ml增加到29. 2cfu/mL·某城市發(fā)現(xiàn)供水管中管垢的厚度達(dá)16 20mm， 赤色，有腥味，含16種金屬元素，檢出鐵細(xì)菌、埃希氏大腸桿菌等6種微生物(詳見(jiàn)秦秋莉、 陳景艷，我國(guó)城市供水安全狀況分析及保障對(duì)策研究，水利經(jīng)濟(jì)，2001. 5)。根據(jù)上海、天津等市定期測(cè)定管網(wǎng)粗糙系數(shù)統(tǒng)計(jì)，發(fā)現(xiàn)無(wú)防腐措施的管道輸水能力已降低了 1/3以上。管道結(jié)垢、輸水水質(zhì)惡化，管道輸水能力下降已成為城市供水管網(wǎng)普遍存在的現(xiàn)象。隨著我國(guó)城市建成區(qū)的擴(kuò)大和城鄉(xiāng)一體供水方式快速推進(jìn)及社會(huì)的進(jìn)步和人民生活水平的提高，居民對(duì)于飲用水的要求已經(jīng)不再僅僅局限于壓力和水量的保障，而是更多的關(guān)注水質(zhì)問(wèn)題，城市供水管網(wǎng)的水質(zhì)穩(wěn)定及安全問(wèn)題日趨迫切。飲用水水質(zhì)不僅要在出廠時(shí)達(dá)標(biāo)，而且需要在用戶(hù)水龍頭處達(dá)標(biāo)，符合飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。而作為飲用水輸送中最重要，也是最敏感的環(huán)節(jié)-給水管網(wǎng)的衛(wèi)生則是保障最終龍頭出水水質(zhì)安全的前提和基礎(chǔ)。研究管網(wǎng)內(nèi)水質(zhì)變化機(jī)理，提出并驗(yàn)證相關(guān)應(yīng)對(duì)技術(shù)措施，是確保管網(wǎng)內(nèi)部衛(wèi)生和保障最終管網(wǎng)末梢出水水質(zhì)安全的關(guān)鍵所在。開(kāi)展以上研究工作，管網(wǎng)試驗(yàn)研究是基本手段，可以通過(guò)三個(gè)層次的試驗(yàn)手段來(lái)實(shí)現(xiàn)。最直接的是開(kāi)展現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，但存在外部條件不可控，很難開(kāi)展針對(duì)性的定量研究的問(wèn)題，更為關(guān)鍵的是試驗(yàn)管網(wǎng)涉及千家萬(wàn)戶(hù)，不能輕易投加試驗(yàn)的藥劑；最簡(jiǎn)單的是進(jìn)行室內(nèi)燒杯試驗(yàn)或搭建簡(jiǎn)單的局部反應(yīng)器試驗(yàn)，但這類(lèi)試驗(yàn)水樣少，不能做長(zhǎng)時(shí)間循環(huán)試驗(yàn)，與實(shí)際管道的真實(shí)工況比，存在嚴(yán)重的試驗(yàn)失真問(wèn)題。因此，國(guó)內(nèi)外不少研究機(jī)構(gòu)均傾向采用循環(huán)管網(wǎng)模型的試驗(yàn)裝置對(duì)真實(shí)管網(wǎng)進(jìn)行高仿真模擬，提供全景展示和分析。在現(xiàn)有技術(shù)中，國(guó)內(nèi)外的循環(huán)管網(wǎng)水質(zhì)模擬試驗(yàn)系統(tǒng)均采用開(kāi)式循環(huán)方式，即循環(huán)管道回路中連接有一個(gè)低位蓄水池，水流經(jīng)管路后流入蓄水池，然后通過(guò)提升泵，將水提升到管路系統(tǒng)中進(jìn)行循環(huán)。該蓄水池即是試驗(yàn)原水調(diào)配水池又兼有排氣作用，但由于每次循環(huán)水樣流經(jīng)蓄水池時(shí)均與空氣大面積接觸，會(huì)影響循環(huán)水質(zhì)；并且原水水池參與管網(wǎng)循環(huán)試驗(yàn)，水流條件與實(shí)際管網(wǎng)存在一定差異，導(dǎo)致模擬效果與真實(shí)管網(wǎng)存在較大偏差。而且，整個(gè)循環(huán)管網(wǎng)試驗(yàn)系統(tǒng)管路循環(huán)設(shè)計(jì)很簡(jiǎn)單，循環(huán)距離較短，因此存在著模擬失真、可控參數(shù)少、水質(zhì)研究的范圍窄、難以研究工況及內(nèi)部生境等技術(shù)缺陷，并不是實(shí)質(zhì)意義上的循環(huán)管網(wǎng)水質(zhì)綜合模擬試驗(yàn)系統(tǒng)。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型提供了一種準(zhǔn)封閉循環(huán)管網(wǎng)水質(zhì)綜合模擬試驗(yàn)系統(tǒng)，在整個(gè)準(zhǔn)封閉循環(huán)管網(wǎng)水質(zhì)綜合模擬試驗(yàn)系統(tǒng)中，各部件相互配合、仿真度高、可模擬實(shí)際的給水干管管網(wǎng)系統(tǒng)。—種準(zhǔn)封閉循環(huán)管網(wǎng)水質(zhì)綜合模擬試驗(yàn)系統(tǒng)，包括供水子系統(tǒng)以及與供水子系統(tǒng)連接的獨(dú)立循環(huán)管網(wǎng)子系統(tǒng)；所述的供水子系統(tǒng)包括帶進(jìn)水口、出水口和藥劑注入口的供水水箱；所述的獨(dú)立循環(huán)管網(wǎng)子系統(tǒng)為包括通過(guò)管道串聯(lián)的主循環(huán)泵、電磁流量計(jì)和高位補(bǔ)水排氣水箱的回路；所述的回路設(shè)有進(jìn)水口，所述的回路的進(jìn)水口與供水水箱的出水口通過(guò)帶第一閥門(mén)的管道連通；所述的回路連有用于為回路補(bǔ)充水的補(bǔ)水系統(tǒng)、用于排出回路中水的放空支路和用于監(jiān)測(cè)回路中水的水質(zhì)的水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)；所述的補(bǔ)水系統(tǒng)包括串聯(lián)的實(shí)驗(yàn)水加注罐和實(shí)驗(yàn)水加注泵，所述的實(shí)驗(yàn)水加注泵的出口與回路連通，所述的實(shí)驗(yàn)水加注罐的入口與供水水箱的出水口連通；所述的供水水箱和高位補(bǔ)水排氣水箱的頂面接近于同一水平面，所述的水平面位于所述的準(zhǔn)封閉循環(huán)管網(wǎng)水質(zhì)綜合模擬試驗(yàn)系統(tǒng)的水平最高位置，所述的主循環(huán)泵的放置位置低于供水水箱和高位補(bǔ)水排氣水箱的放置位置；所述的高位補(bǔ)水排氣水箱包括箱體和位于箱體內(nèi)的活塞狀浮蓋，所述的活塞狀浮蓋與箱體內(nèi)壁之間留有空隙；所述的活塞狀浮蓋的密度小于水的密度。所述的供水水箱為準(zhǔn)封閉循環(huán)管網(wǎng)水質(zhì)綜合模擬試驗(yàn)系統(tǒng)提供水源，所述的供水水箱的出水口一般位于供水水箱的底部，即供水水箱的底面位置或者靠近供水水箱底面的供水水箱的側(cè)壁，這樣，供水水箱中的水能更好地流動(dòng)到獨(dú)立循環(huán)管網(wǎng)子系統(tǒng)中，更好地為獨(dú)立循環(huán)管網(wǎng)子系統(tǒng)供水。供水水箱的水源，一般采用自來(lái)水通過(guò)供水水箱的進(jìn)水口直接供水或者儲(chǔ)水車(chē)運(yùn)來(lái)后通過(guò)供水水箱的進(jìn)水口直接灌入供水水箱，也可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要， 通過(guò)藥劑注入口投加藥劑進(jìn)行按需調(diào)配，得到所需的供水水源。為了讓供水水箱中的水不受污染和順利地將供水水箱中的氣體排出，所述的供水水箱的頂部蓋有面積略大于供水水箱頂面的供水水箱防塵蓋；所述的供水水箱的側(cè)壁頂部設(shè)有用于排氣的通孔。[0016]所述的供水水箱連有帶混合循環(huán)泵的管道支路，所述的管道支路的兩端分別與供水水箱連通；所述的管道支路的兩端之間最好存在高度差，如管道支路的一端設(shè)在供水水箱底面或者靠近供水水箱底面的供水水箱側(cè)壁，管道支路的另一端設(shè)在水箱頂面或者靠近水箱頂面的供水水箱側(cè)壁。這樣，供水水箱的管道支路的兩端之間就有一定的高度差，在混合循環(huán)泵的作用下，供水水箱中的水從管道支路的一端(即管道支路的低端)出來(lái)，再?gòu)墓艿乐返牧硪欢?即管道支路的高端)進(jìn)去，使得供水水箱內(nèi)的水進(jìn)行充分?jǐn)嚢?，最終混合均勻。所述的主循環(huán)泵為獨(dú)立循環(huán)管網(wǎng)子系統(tǒng)的管道中的水循環(huán)運(yùn)行提供動(dòng)力，使得獨(dú)立循環(huán)管網(wǎng)子系統(tǒng)的管道中的水能有穩(wěn)定的流速，優(yōu)選地，主循環(huán)泵的底面位于準(zhǔn)封閉循環(huán)管網(wǎng)水質(zhì)綜合模擬試驗(yàn)系統(tǒng)的最低水平面，以便獨(dú)立循環(huán)管網(wǎng)子系統(tǒng)的管道中充滿(mǎn)來(lái)自供水水箱的試驗(yàn)水時(shí)，主循環(huán)泵內(nèi)腔體也能充滿(mǎn)水，啟動(dòng)主循環(huán)泵為獨(dú)立循環(huán)管網(wǎng)子系統(tǒng)的管道中的水提供動(dòng)力。流速的控制采用主循環(huán)泵的變頻控制完成，流速的測(cè)量可采用電磁流量計(jì)。所述的補(bǔ)水系統(tǒng)中可采用串聯(lián)的實(shí)驗(yàn)水加注罐和實(shí)驗(yàn)水加注泵，同時(shí)還可以設(shè)置電磁流量計(jì)對(duì)補(bǔ)水量進(jìn)行反饋，該補(bǔ)水系統(tǒng)主要是在初始化時(shí)可提供動(dòng)力，使得進(jìn)入循環(huán)管網(wǎng)子系統(tǒng)高位排氣補(bǔ)水水箱中的試驗(yàn)原水液面高于供水水箱液面，這樣供水水箱中的試驗(yàn)原水可大部分進(jìn)入獨(dú)立的循環(huán)管網(wǎng)子系統(tǒng)中，節(jié)約原水損耗。當(dāng)水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)由于監(jiān)測(cè)采樣的需要，造成獨(dú)立循環(huán)管網(wǎng)子系統(tǒng)的管道中的水減少時(shí)，鑒于采樣的水的減少量是非常小的，可以通過(guò)高位排氣補(bǔ)水水箱中的參與循環(huán)的蓄水完成補(bǔ)水，當(dāng)循環(huán)管網(wǎng)子系統(tǒng)的管道水量補(bǔ)水量比較大時(shí)，即循環(huán)管網(wǎng)子系統(tǒng)的管道進(jìn)行排氣后需要補(bǔ)充較大量的水或者高位排氣補(bǔ)水水箱的水位比較低時(shí)，可以采用補(bǔ)水系統(tǒng)進(jìn)行補(bǔ)水，使得在高位排氣補(bǔ)水水箱始終有蓄水，保持在合適水位，防止空氣進(jìn)入到循環(huán)管網(wǎng)子系統(tǒng)的管道中。所述的放空支路由放空閥和系統(tǒng)放空管組成，把做完模擬試驗(yàn)后的循環(huán)管網(wǎng)水全部排出，然后通過(guò)供水水箱再重新灌水，開(kāi)始新的試驗(yàn)。雖然國(guó)內(nèi)外管網(wǎng)模擬系統(tǒng)中設(shè)有水箱以排除管路內(nèi)的空氣，避免循環(huán)回路內(nèi)出現(xiàn)真空進(jìn)而產(chǎn)生失穩(wěn)和振動(dòng)。但是現(xiàn)有的水箱為敞口的箱體，這種結(jié)構(gòu)的水箱將不可避免使得水樣在循環(huán)過(guò)程中有與空氣接觸的機(jī)會(huì)，引起每次循環(huán)中水質(zhì)性質(zhì)的改變，導(dǎo)致管網(wǎng)模擬的仿真度下降，使研究結(jié)果出現(xiàn)較大的偏差。為此，在本實(shí)用新型準(zhǔn)封閉循環(huán)管網(wǎng)水質(zhì)綜合模擬試驗(yàn)系統(tǒng)中，獨(dú)立循環(huán)管網(wǎng)子系統(tǒng)中的高位補(bǔ)水排氣水箱設(shè)有與底面形狀相同的活塞狀浮蓋，所述的活塞狀浮蓋水平放置于高位補(bǔ)水排氣水箱內(nèi)，并與高位補(bǔ)水排氣水箱內(nèi)壁之間留有空隙，所述的活塞狀浮蓋的密度小于水的密度，這樣活塞狀浮蓋就能在高位補(bǔ)水排氣水箱中的水位上升或下降做活塞式運(yùn)動(dòng)，在確保排空管路內(nèi)氣體的同時(shí)盡可能的減少循環(huán)水流與管外空氣接觸的機(jī)會(huì)，保證模擬管路水質(zhì)與真實(shí)管網(wǎng)一致。對(duì)密度的要求主要是為了使活塞狀浮蓋能上浮，所述的密度是指活塞狀浮蓋整體的密度，并非是活塞狀浮蓋的材質(zhì)的密度，如活塞狀浮蓋可以采用由薄不銹鋼板制成的中間充滿(mǎn)空氣的封閉式活塞式浮蓋，這樣的活塞式浮蓋也能浮在水上，滿(mǎn)足本實(shí)用新型對(duì)于活塞狀浮蓋的密度要求。所述的高位補(bǔ)水排氣水箱，其壁面與底面垂直，是一個(gè)任一橫截面的形狀和面積都相等的立體。這樣更方便形狀與橫截面相似、面積略小于橫截面的活塞狀浮蓋能在豎直方向上做活塞運(yùn)動(dòng)，同時(shí)，所述的高位補(bǔ)水排氣水箱的頂部蓋有面積略大于高位補(bǔ)水排氣水箱頂面的高位補(bǔ)水排氣水箱頂面防塵蓋，所述的高位補(bǔ)水排氣水箱頂面防塵蓋可以通過(guò)高位補(bǔ)水排氣水箱箱體獲得有效的支撐。所述的高位補(bǔ)水排氣水箱的側(cè)壁頂部設(shè)有用于排氣的通孔，這樣，既能大大減少水樣在循環(huán)過(guò)程中與空氣接觸的機(jī)會(huì)，又能將獨(dú)立循環(huán)管網(wǎng)子系統(tǒng)中的循環(huán)水中的空氣順利排出。優(yōu)選的，可以選擇高位補(bǔ)水排氣水箱的箱體為圓柱形。為了能更好地排凈獨(dú)立循環(huán)管網(wǎng)子系統(tǒng)的管道中的水中的氣泡，所述的高位補(bǔ)水排氣水箱的出水口位于高位補(bǔ)水排氣水箱的底部，即位于接近高位補(bǔ)水排氣水箱底面的高位補(bǔ)水排氣水箱側(cè)壁或者高位補(bǔ)水排氣水箱底面，所述的高位補(bǔ)水排氣水箱的進(jìn)水口高于高位補(bǔ)水排氣水箱的出水口且低于高位補(bǔ)水排氣水箱箱高二分之一的位置。這樣，高位補(bǔ)水排氣水箱的進(jìn)水口就高于高位補(bǔ)水排氣水箱的出水口，獨(dú)立循環(huán)管網(wǎng)子系統(tǒng)的管道中的水流過(guò)的時(shí)候就有一定的落差，這樣氣泡由于密度小，就會(huì)上升，易排出。所述的獨(dú)立循環(huán)管網(wǎng)子系統(tǒng)為多個(gè)且多個(gè)獨(dú)立循環(huán)管網(wǎng)子系統(tǒng)的管道相同或不同；所述的獨(dú)立循環(huán)管網(wǎng)子系統(tǒng)的管道為球墨鑄鐵管、聚乙烯管(PE管)、銅管或者不銹鋼管。獨(dú)立循環(huán)管網(wǎng)子系統(tǒng)的管道就是循環(huán)管網(wǎng)中的水流動(dòng)的載體，也是運(yùn)輸環(huán)境，由于不同材質(zhì)的管道對(duì)水的二次污染的程度不一樣，具體發(fā)生的化學(xué)、物理和生物變化也會(huì)不同，因此，本實(shí)用新型選取了在實(shí)際管道中常用的球墨鑄鐵管、PE管、銅管、不銹鋼管等作為獨(dú)立循環(huán)管網(wǎng)子系統(tǒng)的管道，以研究不同的管道對(duì)運(yùn)輸管網(wǎng)內(nèi)水質(zhì)變化的影響，提出相關(guān)的應(yīng)對(duì)技術(shù)措施，并驗(yàn)證相關(guān)應(yīng)對(duì)技術(shù)措施的有效性。本實(shí)用新型中的供水子系統(tǒng)可以與多個(gè)獨(dú)立循環(huán)管網(wǎng)子系統(tǒng)相連，多個(gè)獨(dú)立循環(huán)管網(wǎng)子系統(tǒng)均可獨(dú)立進(jìn)行試驗(yàn)，如一個(gè)供水子系統(tǒng)與四個(gè)獨(dú)立循環(huán)管網(wǎng)子系統(tǒng)相連，即一個(gè)供水子系統(tǒng)連接獨(dú)立循環(huán)管網(wǎng)子系統(tǒng)的管道為球墨鑄鐵管的獨(dú)立循環(huán)管網(wǎng)子系統(tǒng)、獨(dú)立循環(huán)管網(wǎng)子系統(tǒng)的管道為PE管的獨(dú)立循環(huán)管網(wǎng)子系統(tǒng)、獨(dú)立循環(huán)管網(wǎng)子系統(tǒng)的管道為不銹鋼管的獨(dú)立循環(huán)管網(wǎng)子系統(tǒng)和獨(dú)立循環(huán)管網(wǎng)子系統(tǒng)的管道為銅管的獨(dú)立循環(huán)管網(wǎng)子系統(tǒng)。為了監(jiān)測(cè)獨(dú)立循環(huán)管網(wǎng)子系統(tǒng)的管道中的水質(zhì)情況，獨(dú)立循環(huán)管網(wǎng)子系統(tǒng)的管道接有用于監(jiān)測(cè)回路中水的水質(zhì)的水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，獨(dú)立循環(huán)管網(wǎng)子系統(tǒng)的管道上取樣用于水質(zhì)監(jiān)測(cè)的水量是非常少的，幾乎可以忽略不計(jì)，一般通過(guò)高位排氣補(bǔ)水水箱中的蓄水就可以完成補(bǔ)水(特殊試驗(yàn)情況下，獨(dú)立循環(huán)管網(wǎng)子系統(tǒng)的管道內(nèi)的補(bǔ)水需求量超過(guò)高位排氣補(bǔ)水箱中的可提供的最大補(bǔ)水量，還能通過(guò)補(bǔ)水系統(tǒng)及時(shí)地補(bǔ)水)。因此，一般情況下，水樣經(jīng)過(guò)水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以直接排入地溝。但是為了盡量減少采集水樣的水量對(duì)獨(dú)立循環(huán)管網(wǎng)子系統(tǒng)的管道中水的影響所述的水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)由水質(zhì)監(jiān)測(cè)循環(huán)管道支路和水質(zhì)監(jiān)測(cè)不可循環(huán)管道支路組成；所述的水質(zhì)監(jiān)測(cè)循環(huán)管道支路包括并聯(lián)的電導(dǎo)率儀、PH儀和溶解氧測(cè)試儀，所述的水質(zhì)監(jiān)測(cè)循環(huán)管道支路的兩端分別與獨(dú)立循環(huán)管網(wǎng)子系統(tǒng)的管道連通。由于電導(dǎo)率監(jiān)測(cè)、水體PH監(jiān)測(cè)和溶解氧監(jiān)測(cè)都不涉及化學(xué)變化，就能監(jiān)測(cè)，因此，上述經(jīng)過(guò)監(jiān)測(cè)的水樣的水質(zhì)和獨(dú)立循環(huán)管網(wǎng)子系統(tǒng)的管道中水的水質(zhì)基本相同，監(jiān)測(cè)后的水樣可以再次通過(guò)水質(zhì)監(jiān)測(cè)循環(huán)回路回到獨(dú)立循環(huán)管網(wǎng)子系統(tǒng)的管道中，基于上述理由，電導(dǎo)率監(jiān)測(cè)、水體PH監(jiān)測(cè)和溶解氧監(jiān)測(cè)都可以采用實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，即隨時(shí)都可以進(jìn)行監(jiān)測(cè)，不會(huì)引起監(jiān)測(cè)獨(dú)立循環(huán)管網(wǎng)子系統(tǒng)的管道中的水流的失穩(wěn)，其中，所述的電導(dǎo)率監(jiān)測(cè)、水體PH監(jiān)測(cè)和溶解氧監(jiān)測(cè)都可以采用市售的儀器設(shè)備。[0026]所述的水質(zhì)監(jiān)測(cè)不可循環(huán)管道支路包括并聯(lián)的余氯檢測(cè)儀、濁度檢測(cè)儀和顆粒含量檢測(cè)儀，所述的水質(zhì)監(jiān)測(cè)不可循環(huán)管道支路的一端與獨(dú)立循環(huán)管網(wǎng)子系統(tǒng)的管道連通， 另一端接入地溝。由于余氯監(jiān)測(cè)、濁度監(jiān)測(cè)和顆粒含量監(jiān)測(cè)需添加藥劑，改變了循環(huán)管道內(nèi)試驗(yàn)水水質(zhì)，或引水出來(lái)檢測(cè)后失壓，無(wú)法再通過(guò)壓力差回到獨(dú)立循環(huán)管網(wǎng)子系統(tǒng)的管道內(nèi)，因此，只能排入地溝中，其中余氯監(jiān)測(cè)、濁度監(jiān)測(cè)和顆粒含量監(jiān)測(cè)都可以采用市售儀器進(jìn)行監(jiān)測(cè)，為了減少水樣的損失，這三項(xiàng)指標(biāo)的測(cè)試采取間歇定時(shí)監(jiān)測(cè)的方式?？扇藶檫M(jìn)行開(kāi)啟、關(guān)閉操作，也可以根據(jù)設(shè)定的初始時(shí)間、間隔時(shí)間自動(dòng)開(kāi)啟，達(dá)到測(cè)試穩(wěn)定所需時(shí)間并傳輸和顯示讀數(shù)信號(hào)后，自動(dòng)關(guān)閉。為了模擬實(shí)際給水管網(wǎng)的二次消毒(如氯胺、二氧化氯、臭氧、次氯酸鈉等)、外源污染物入侵、水質(zhì)突變等多種工況，研究其水質(zhì)變化規(guī)律，所述的獨(dú)立循環(huán)管網(wǎng)子系統(tǒng)的管道上連有藥劑加注系統(tǒng)，所述的藥劑加注系統(tǒng)包括串聯(lián)的藥劑加注罐和藥劑加注泵。通過(guò)藥劑加注系統(tǒng)可以選擇性地加入藥劑，其中，藥劑加注泵選用精密計(jì)量加注泵，精密計(jì)量加注泵可以根據(jù)設(shè)定的運(yùn)行時(shí)間投加設(shè)定的藥劑的量，從而實(shí)現(xiàn)精確控制藥劑的加入時(shí)間和劑量。所述的藥劑加注系統(tǒng)的個(gè)數(shù)可以根據(jù)需要增加或減少。在準(zhǔn)封閉循環(huán)管網(wǎng)水質(zhì)綜合模擬試驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行模擬試驗(yàn)時(shí)，有時(shí)需要根據(jù)水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)到的水質(zhì)結(jié)果，選擇藥劑進(jìn)行加入，優(yōu)選地藥劑加注系統(tǒng)的個(gè)數(shù)為1個(gè) 5個(gè)。還可以根據(jù)水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)加入藥劑后的水質(zhì)結(jié)果，如消毒后的消毒副產(chǎn)物的監(jiān)測(cè)。另外，示蹤劑也可以通過(guò)藥劑加注系統(tǒng)加入，可以通過(guò)藥劑加注泵準(zhǔn)確地控制加注的示蹤劑的量，保證每次試驗(yàn)條件的基礎(chǔ)一致， 在試驗(yàn)前通過(guò)投加示蹤劑，來(lái)保證管路沖洗干凈，從而不會(huì)對(duì)試驗(yàn)的結(jié)果造成干擾，保證試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確。所述的獨(dú)立循環(huán)管網(wǎng)子系統(tǒng)的管道上設(shè)有用于人工取水采樣的出口，并在出口位置設(shè)有第二閥門(mén)，當(dāng)不取水樣時(shí)，關(guān)閉第二閥門(mén)，當(dāng)需要取水樣時(shí)，開(kāi)啟第二閥門(mén)，可以直接從該出口取水樣，采用化學(xué)反應(yīng)的方法或者儀器分析法分析采樣水的水質(zhì)指標(biāo)。本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn)本實(shí)用新型供水水箱能為準(zhǔn)封閉循環(huán)管網(wǎng)水質(zhì)綜合模擬試驗(yàn)系統(tǒng)提供各種水質(zhì)的自來(lái)水，以滿(mǎn)足準(zhǔn)封閉循環(huán)管網(wǎng)水質(zhì)綜合模擬試驗(yàn)系統(tǒng)對(duì)不同水質(zhì)水源的研究要求，以應(yīng)對(duì)當(dāng)前不同地方的不同水質(zhì)的出廠自來(lái)水在管網(wǎng)運(yùn)輸中出現(xiàn)的不同水質(zhì)變化和不同的二次污染問(wèn)題，能更高仿真模擬的出廠水在管網(wǎng)運(yùn)輸中出現(xiàn)的問(wèn)題。本實(shí)用新型高位補(bǔ)水排氣水箱能很好的排凈循環(huán)管網(wǎng)中的氣泡，并能用高位補(bǔ)水排氣水箱中實(shí)際參與循環(huán)的蓄水迅速補(bǔ)充試驗(yàn)中流失掉的水，當(dāng)高位補(bǔ)水排氣水箱中的液位較低時(shí)，可以通過(guò)補(bǔ)水系統(tǒng)進(jìn)行補(bǔ)水，使得循環(huán)管網(wǎng)水質(zhì)綜合模擬試驗(yàn)更近似于實(shí)際且循環(huán)管網(wǎng)中的水流動(dòng)穩(wěn)定，從而確保了試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。本實(shí)用新型水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和電磁流量計(jì)能很好地實(shí)現(xiàn)余氯監(jiān)測(cè)、濁度監(jiān)測(cè)、顆粒含量監(jiān)測(cè)、余氯監(jiān)測(cè)、濁度監(jiān)測(cè)、顆粒含量監(jiān)測(cè)和流量監(jiān)測(cè)，確保了循環(huán)管網(wǎng)中水質(zhì)的參數(shù)和運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)測(cè)，從而對(duì)循環(huán)管網(wǎng)中的工況有全面的掌握，從而更有利于研究清楚其中的物理變化、化學(xué)變化和生物變化，如余氯衰減規(guī)律和動(dòng)力學(xué)分析、管網(wǎng)內(nèi)消毒副產(chǎn)物的形成遷移的模型和生化機(jī)理分析、給水管網(wǎng)的生物穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性、管垢電化學(xué)機(jī)理及管內(nèi)微生物生境等基礎(chǔ)性研究提供高仿真的模擬硬件平臺(tái)，為給水管網(wǎng)二次污染的防控提供基礎(chǔ)理論數(shù)據(jù)。[0033]本實(shí)用新型藥劑加注系統(tǒng)可以精確地控制加注時(shí)間和加注劑量，可以進(jìn)行準(zhǔn)封閉循環(huán)管網(wǎng)水質(zhì)綜合模擬試驗(yàn)系統(tǒng)二次、三次加氯、外源污染物入侵、水質(zhì)突變等工況的模擬，用于研究藥劑加注時(shí)間、加注劑量以及外源污染物侵入后的水質(zhì)變化規(guī)律和潛在危害等，以及驗(yàn)證應(yīng)對(duì)措施的有效性，提升了循環(huán)管網(wǎng)水質(zhì)綜合模擬試驗(yàn)系統(tǒng)的適應(yīng)性，對(duì)改造現(xiàn)有飲用水處理流程、開(kāi)發(fā)新技術(shù)和新工藝、建立管網(wǎng)內(nèi)飲用水水質(zhì)污染控制的方法和策略，提供安全優(yōu)質(zhì)飲用水具有重要的理論指導(dǎo)意義和工程應(yīng)用價(jià)值。本實(shí)用新型準(zhǔn)封閉循環(huán)管網(wǎng)水質(zhì)綜合模擬試驗(yàn)系統(tǒng)為開(kāi)展管網(wǎng)水質(zhì)污染的原因機(jī)理、影響因素、控制方法的相關(guān)研究提供了一個(gè)良好的平臺(tái)，對(duì)改造現(xiàn)有處理流程、建立管網(wǎng)水質(zhì)污染控制的方法和策略。本實(shí)用新型準(zhǔn)封閉循環(huán)管網(wǎng)水質(zhì)綜合模擬試驗(yàn)系統(tǒng)為給水水質(zhì)穩(wěn)定劑、防腐劑、消毒緩釋劑等新型藥劑，給水處理新型消毒技術(shù)和手段，新型管材應(yīng)用等新技術(shù)、新方法、新手段，提供安全性和有效性評(píng)價(jià)檢測(cè)的硬件場(chǎng)所，為新技術(shù)、新方法對(duì)管網(wǎng)水質(zhì)的影響提供鑒定與評(píng)估的標(biāo)準(zhǔn)方法和手段，對(duì)于給水水質(zhì)問(wèn)題的研究具有十分重要的意義及提供安全優(yōu)質(zhì)飲用水具有重要的理論指導(dǎo)意義和工程應(yīng)用價(jià)值。

圖1為本實(shí)用新型準(zhǔn)封閉循環(huán)管網(wǎng)水質(zhì)綜合模擬試驗(yàn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，本實(shí)用新型準(zhǔn)封閉循環(huán)管網(wǎng)水質(zhì)綜合模擬試驗(yàn)系統(tǒng)，由1個(gè)供水子系統(tǒng)和4個(gè)通過(guò)供水子系統(tǒng)的管道2 (以下簡(jiǎn)稱(chēng)管道幻與供水子系統(tǒng)連接的獨(dú)立循環(huán)管網(wǎng)子系統(tǒng)。供水子系統(tǒng)包括供水水箱1、管道2、混合循環(huán)泵3、閥門(mén)4、閥門(mén)5、閥門(mén)19和管道 6，供水水箱1為圓柱形，體積為6000L，供水水箱1包括供水水箱1的出水口 101、供水水箱 1的進(jìn)水口 102、供水水箱1的藥劑注入口 103、供水水箱1的出口 104、供水水箱1的進(jìn)口 105和供水水箱防塵蓋106，供水水箱1的出水口 101位于靠近供水水箱1底面的供水水箱 1的側(cè)壁；供水水箱1的出水口 101接有閥門(mén)19，用于控制供水水箱1的打開(kāi)和閉合，并通過(guò)串接閥門(mén)19的管道2與獨(dú)立循環(huán)管網(wǎng)子系統(tǒng)連接；供水水箱1的進(jìn)水口 102和供水水箱 1的藥劑注入口 103位于供水水箱1的頂面，供水水箱1的出口 104位于靠近供水水箱1底面的供水水箱1的側(cè)壁，供水水箱1的進(jìn)口 105位于靠近供水水箱1頂面的供水水箱1的側(cè)壁，供水水箱防塵蓋106蓋在供水水箱1的箱體上，供水水箱1的頂部側(cè)壁設(shè)有排氣小通孔(未標(biāo)注)。供水水箱1的出口 104通過(guò)串接有閥門(mén)5的管道6與混合循環(huán)泵3的進(jìn)口連通，混合循環(huán)泵3的出口通過(guò)串接有閥門(mén)4的管道6與供水水箱的進(jìn)口 105相連，管道2 的內(nèi)徑為150mm，管道6的內(nèi)徑為80mm。四個(gè)獨(dú)立循環(huán)管網(wǎng)子系統(tǒng)為第一獨(dú)立循環(huán)管網(wǎng)子系統(tǒng)、第二獨(dú)立循環(huán)管網(wǎng)子系統(tǒng)、第三獨(dú)立循環(huán)管網(wǎng)子系統(tǒng)和第四獨(dú)立循環(huán)管網(wǎng)子系統(tǒng)。第一獨(dú)立循環(huán)管網(wǎng)子系統(tǒng)包括主循環(huán)泵7、電磁流量計(jì)8、高位補(bǔ)水排氣水箱9、獨(dú)立循環(huán)管網(wǎng)子系統(tǒng)的管道10、補(bǔ)水系統(tǒng)11、放空支路12、水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)13、第一藥劑加注系統(tǒng)15、第二藥劑加注系統(tǒng)16、閥門(mén)17和閥門(mén)18。主循環(huán)泵7、電磁流量計(jì)8和高位補(bǔ)水排氣水箱9通過(guò)獨(dú)立循環(huán)管網(wǎng)子系統(tǒng)的管道10依次串聯(lián)形成回路，主循環(huán)泵7與電磁流量計(jì)
98之間在靠近電磁流量計(jì)8處設(shè)有閥門(mén)17。高位補(bǔ)水排氣水箱9和供水水箱1的頂面位于準(zhǔn)封閉循環(huán)管網(wǎng)水質(zhì)綜合模擬試驗(yàn)系統(tǒng)的水平最高水平面；主循環(huán)泵7的放置位置位于準(zhǔn)封閉循環(huán)管網(wǎng)水質(zhì)綜合模擬試驗(yàn)系統(tǒng)的最低位置。獨(dú)立循環(huán)管網(wǎng)子系統(tǒng)的管道10的總長(zhǎng)度為78m，獨(dú)立循環(huán)管網(wǎng)子系統(tǒng)的管道的內(nèi)徑為150mm。高位補(bǔ)水排氣水箱9為圓柱形，體積為400L，高度與供水水箱1高度一致，高位補(bǔ)水排氣水箱9內(nèi)置有圓形的活塞狀浮蓋903，面積略小于高位補(bǔ)水排氣水箱9，使得活塞狀浮蓋903水平放入的時(shí)候能與高位補(bǔ)水排氣水箱9的內(nèi)壁留有一定的空隙，活塞狀浮蓋903 的密度小于水的密度，活塞狀浮蓋903由薄不銹鋼板制成的中間充滿(mǎn)空氣的封閉式活塞式浮蓋。當(dāng)高位補(bǔ)水排氣水箱9充滿(mǎn)水的時(shí)候，活塞狀浮蓋903在水的浮力的作用下沿著高位補(bǔ)水排氣水箱9水位的升高或降低上下做活塞運(yùn)動(dòng)。高位補(bǔ)水排氣水箱9的頂部蓋有防塵蓋904，防塵蓋904的面積略大于高位補(bǔ)水排氣水箱9的頂面，并在高位補(bǔ)水排氣水箱9 箱體上獲得有效支撐，在靠近高位補(bǔ)水排氣水箱9頂面的高位補(bǔ)水排氣水箱9的側(cè)壁設(shè)有用于排氣的小通孔(未標(biāo)出)，能順利地將獨(dú)立循環(huán)管網(wǎng)子系統(tǒng)的管道10中的水中的空氣排出。這樣，獨(dú)立循環(huán)管網(wǎng)子系統(tǒng)的管道10中的空氣可通過(guò)高位補(bǔ)水排氣水箱9的活塞狀浮蓋與管壁間空隙排氣出去，同時(shí)也通過(guò)活塞狀浮蓋實(shí)現(xiàn)了對(duì)該高位補(bǔ)水排氣水箱9的準(zhǔn)封閉隔離。高位補(bǔ)水排氣水箱9設(shè)有高位補(bǔ)水排氣水箱的進(jìn)水口 901和高位補(bǔ)水排氣水箱的出水口 902，高位補(bǔ)水排氣水箱的進(jìn)水口 901位于高位補(bǔ)水排氣水箱箱高三分之一的位置，高位補(bǔ)水排氣水箱的出水口 902位于靠近高位補(bǔ)水排氣水箱底面的高位補(bǔ)水排氣水箱側(cè)壁且低于高位補(bǔ)水排氣水箱的進(jìn)水口 901?？拷呶谎a(bǔ)水排氣水箱9的進(jìn)水口 901的獨(dú)立循環(huán)管網(wǎng)子系統(tǒng)的管道10上設(shè)有閥門(mén)18，閥門(mén)18為電動(dòng)閥，采用工業(yè)過(guò)程控制閥，可以調(diào)整開(kāi)度，在主循環(huán)泵7頻率不變的情況下，通過(guò)調(diào)整閥門(mén)18的開(kāi)度也可以控制管道中的水的流量。獨(dú)立循環(huán)管網(wǎng)子系統(tǒng)的管道10設(shè)有獨(dú)立循環(huán)管網(wǎng)子系統(tǒng)的管道10的第一出口 1001、獨(dú)立循環(huán)管網(wǎng)子系統(tǒng)的管道10的第二出口 1002、獨(dú)立循環(huán)管網(wǎng)子系統(tǒng)的管道10的第三進(jìn)口 1003(回路的進(jìn)水口)、獨(dú)立循環(huán)管網(wǎng)子系統(tǒng)的管道10的第四出口 1004、獨(dú)立循環(huán)管網(wǎng)子系統(tǒng)的管道10的第一進(jìn)口 1005、獨(dú)立循環(huán)管網(wǎng)子系統(tǒng)的管道10的第二進(jìn)口 1006 和獨(dú)立循環(huán)管網(wǎng)子系統(tǒng)的管道10的第三進(jìn)口 1007。水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)13由水質(zhì)監(jiān)測(cè)循環(huán)管道支路1301和水質(zhì)監(jiān)測(cè)不可循環(huán)管道支路 1302組成，水質(zhì)監(jiān)測(cè)循環(huán)管道支路1301由電導(dǎo)率儀(未標(biāo)出)、pH儀(未標(biāo)出)和溶解氧測(cè)試儀(未標(biāo)出)三者并聯(lián)連通，水質(zhì)監(jiān)測(cè)循環(huán)管道支路1301通過(guò)內(nèi)徑為20mm的管道接入獨(dú)立循環(huán)管網(wǎng)子系統(tǒng)的管道的第一出口 1001和獨(dú)立循環(huán)管網(wǎng)子系統(tǒng)的管道的第一進(jìn)口 1005。水質(zhì)監(jiān)測(cè)不可循環(huán)管道支路1302由余氯檢測(cè)儀(未標(biāo)出)、濁度檢測(cè)儀(未標(biāo)出) 和顆粒含量檢測(cè)儀(未標(biāo)出)三者并聯(lián)組成，水質(zhì)監(jiān)測(cè)不可循環(huán)回路1302的一端通過(guò)內(nèi)徑為20mm的管道接入獨(dú)立循環(huán)管網(wǎng)子系統(tǒng)的管道的第一出口 1001，另一端接入地溝。獨(dú)立循環(huán)管網(wǎng)子系統(tǒng)的管道10的第二出口 1002接有放空閥1201和系統(tǒng)放空管 1202串聯(lián)組成的放空支路12。獨(dú)立循環(huán)管網(wǎng)子系統(tǒng)的管道的第三進(jìn)口 1003通過(guò)管道2與供水水箱1的出水口 101連通；獨(dú)立循環(huán)管網(wǎng)子系統(tǒng)的管道10的第四出口 1004接有帶第二閥門(mén)(未標(biāo)注)的取水口，在采集水樣時(shí)打開(kāi)閥門(mén)，采集水樣后，進(jìn)行所需的試驗(yàn)，在其他時(shí)間關(guān)閉閥門(mén)；獨(dú)立循環(huán)管網(wǎng)子系統(tǒng)的管道10的第二進(jìn)口 1006接有第一藥劑加注罐1501和第一精密計(jì)量加注泵1502串聯(lián)組成的第一藥劑加注系統(tǒng)15，獨(dú)立循環(huán)管網(wǎng)子系統(tǒng)的管道10的第三進(jìn)口 1007接有第二藥劑加注罐1601和第二精密計(jì)量加注泵1602串聯(lián)組成的第二藥劑加注系統(tǒng)16。供水子系統(tǒng)與第一獨(dú)立循環(huán)管網(wǎng)子系統(tǒng)之間設(shè)有第一閥門(mén)14 ；第一閥門(mén)14與由補(bǔ)水系統(tǒng)的管道1101、實(shí)驗(yàn)水加注罐1102、實(shí)驗(yàn)水加注泵1103和電磁流量計(jì)1104串聯(lián)組成的補(bǔ)水系統(tǒng)11并聯(lián)，電磁流量計(jì)1104的出口通過(guò)補(bǔ)水系統(tǒng)的管道1101與獨(dú)立循環(huán)管網(wǎng)子系統(tǒng)的管道10連通，實(shí)驗(yàn)水加注罐1102的入口通過(guò)補(bǔ)水系統(tǒng)的管道1101與管道2連通； 補(bǔ)水系統(tǒng)的管道1101的內(nèi)徑為50mm，實(shí)驗(yàn)水加注罐1102的體積為100L，內(nèi)有一個(gè)浮球進(jìn)水閥。供水子系統(tǒng)通過(guò)上述的連接方式與第二獨(dú)立循環(huán)管網(wǎng)子系統(tǒng)、第三獨(dú)立循環(huán)管網(wǎng)子系統(tǒng)和第四獨(dú)立循環(huán)管網(wǎng)子系統(tǒng)相連，第二獨(dú)立循環(huán)管網(wǎng)子系統(tǒng)、第三獨(dú)立循環(huán)管網(wǎng)子系統(tǒng)和第四獨(dú)立循環(huán)管網(wǎng)子系統(tǒng)分別通過(guò)管道2上B端、C端、D端與供水子系統(tǒng)連通。每個(gè)獨(dú)立循環(huán)管網(wǎng)子系統(tǒng)管路與設(shè)備都一樣，不同之處，就在于獨(dú)立循環(huán)管網(wǎng)子系統(tǒng)的管道不一樣，第一獨(dú)立循環(huán)管網(wǎng)子系統(tǒng)的獨(dú)立循環(huán)管網(wǎng)子系統(tǒng)的管道為球墨鑄鐵管，第二獨(dú)立循環(huán)管網(wǎng)子系統(tǒng)的獨(dú)立循環(huán)管網(wǎng)子系統(tǒng)的管道為PE管，第三獨(dú)立循環(huán)管網(wǎng)子系統(tǒng)的獨(dú)立循環(huán)管網(wǎng)子系統(tǒng)的管道為不銹鋼管，第四獨(dú)立循環(huán)管網(wǎng)子系統(tǒng)的獨(dú)立循環(huán)管網(wǎng)子系統(tǒng)的管道為球墨鑄鐵管。球墨鑄鐵管較為常用，在循環(huán)管網(wǎng)水質(zhì)綜合模擬實(shí)驗(yàn)對(duì)于水在球墨鑄鐵管中模擬的水質(zhì)在運(yùn)輸過(guò)程中發(fā)生的物理、化學(xué)和生物的變化，意義十分重大， 由于有些循環(huán)管網(wǎng)水質(zhì)綜合模擬試驗(yàn)需要的時(shí)間比較長(zhǎng)，而利用球墨鑄鐵管做循環(huán)管網(wǎng)水質(zhì)綜合模擬試驗(yàn)也比較多，為了滿(mǎn)足試驗(yàn)的需要，試驗(yàn)中第一獨(dú)立循環(huán)管網(wǎng)子系統(tǒng)的獨(dú)立循環(huán)管網(wǎng)子系統(tǒng)的管道和第四獨(dú)立循環(huán)管網(wǎng)子系統(tǒng)的獨(dú)立循環(huán)管網(wǎng)子系統(tǒng)的管道都采用了球墨鑄鐵管，以滿(mǎn)足試驗(yàn)需求。本實(shí)用新型準(zhǔn)封閉循環(huán)管網(wǎng)水質(zhì)綜合模擬試驗(yàn)系統(tǒng)具體工作流程如下首先，通過(guò)供水水箱1的進(jìn)水口 102往供水水箱1中加入2000升以上待進(jìn)入管網(wǎng)循環(huán)試驗(yàn)并需研究其水質(zhì)變化規(guī)律的原水。該步可用2種方式，第一種是直接用儲(chǔ)水車(chē)運(yùn)來(lái)待研究的自來(lái)水廠的出廠水，通過(guò)供水水箱1的進(jìn)水口 102直接灌入供水水箱1。第二種是通過(guò)供水水箱1 的進(jìn)水口 102往供水水箱1加入2000升以上管網(wǎng)末端的自來(lái)水，再根據(jù)試驗(yàn)要研究的主要水質(zhì)指標(biāo)，通過(guò)供水水箱1的藥劑注入口 103將配好濃度的藥劑(如加入次氯酸鈉模擬自來(lái)水出廠水進(jìn)入管網(wǎng)前的加氯消毒，研究含有不同濃度氯離子的自來(lái)水在管網(wǎng)中長(zhǎng)時(shí)間長(zhǎng)距離運(yùn)行流動(dòng)后的水質(zhì)變化物理規(guī)律)，灌入供水水箱1以實(shí)現(xiàn)人工調(diào)配試驗(yàn)原水。其次， 根據(jù)需要，可打開(kāi)閥門(mén)4和閥門(mén)5，開(kāi)動(dòng)混合循環(huán)泵3，使得供水水箱1中的水從供水水箱1 的出口 104出來(lái)，再回到供水水箱1的進(jìn)口 105，使得供水水箱1中的水和注入的藥液混合均勻。打開(kāi)閥門(mén)19、第一閥門(mén)14、閥門(mén)17和閥門(mén)18，使得供水水箱1中的水在重力的作用下灌入管道10 (即獨(dú)立循環(huán)管網(wǎng)子系統(tǒng)的管道10)，待高位排氣補(bǔ)水水箱9和供水水箱1 液面恒定不變?yōu)橥凰矫鏁r(shí)，即可認(rèn)定已基本充滿(mǎn)試驗(yàn)水(當(dāng)然還混有很多無(wú)法排出的空氣泡)管道10中充滿(mǎn)水，然后關(guān)閉第一閥門(mén)14，供水水箱1中的原水會(huì)通過(guò)與其連通的管道2在重力勢(shì)能下運(yùn)輸?shù)綄?shí)驗(yàn)水加注罐1102，直到罐內(nèi)水位上升驅(qū)動(dòng)其內(nèi)的浮球閥關(guān)閉該罐進(jìn)水口，而加注罐1102中的蓄水在補(bǔ)水系統(tǒng)11的實(shí)驗(yàn)水加注泵1103的作用下會(huì)注入到獨(dú)立循環(huán)管網(wǎng)子系統(tǒng)的管道10中，電磁流量計(jì)1104可以顯示實(shí)驗(yàn)水的補(bǔ)水流量，并累積補(bǔ)水流量。在補(bǔ)水系統(tǒng)11的作用下，對(duì)循環(huán)管網(wǎng)子系統(tǒng)進(jìn)行補(bǔ)水，使得高位排氣補(bǔ)水水箱中的試驗(yàn)原水液面達(dá)到高位排氣補(bǔ)水水箱箱高3/4處的較高液位(盡量讓該水箱蓄積較多的試驗(yàn)原水，一般會(huì)高于供水水箱液面)，之后補(bǔ)水系統(tǒng)11關(guān)閉，根據(jù)補(bǔ)水的需要可再次開(kāi)
啟ο開(kāi)始啟動(dòng)主循環(huán)泵7，主循環(huán)泵7為變頻循環(huán)泵，循環(huán)回路流量通過(guò)調(diào)節(jié)主循環(huán)泵 7的頻率實(shí)現(xiàn)，管道10中的水在主循環(huán)泵7的作用下，進(jìn)行循環(huán)，管道10中的氣泡會(huì)被循環(huán)水帶到高位補(bǔ)水排氣水箱9中排掉由于高位補(bǔ)水排氣水箱9的進(jìn)水口 901與高位補(bǔ)水排氣水箱9的出水口 902之間存在著一定的高度差，水從高位補(bǔ)水排氣水箱9的進(jìn)水口 901 進(jìn)來(lái)，再?gòu)母呶谎a(bǔ)水排氣水箱9的出水口 902被吸走，在高位補(bǔ)水排氣水箱9中的運(yùn)行軌跡自上而下，而被循環(huán)水帶入的氣泡從高位補(bǔ)水排氣水箱9的進(jìn)水口 901進(jìn)來(lái)后，雖然一開(kāi)始會(huì)在慣性作用下會(huì)隨循環(huán)水運(yùn)行軌跡自上而下向高位補(bǔ)水排氣水箱9的出水口 902方向移動(dòng)，但由于其密度很小，受到很大的上升浮力，會(huì)上升，在高位補(bǔ)水排氣水箱9的進(jìn)水口 901 與出水口 902之間足夠大的高度差距離緩沖下，不會(huì)再被出水口 902吸入管道，而是會(huì)在上浮后通過(guò)活塞狀浮蓋903與高位補(bǔ)水排氣水箱9的內(nèi)壁存在著一定的空隙排出，并最終通過(guò)高位補(bǔ)水排氣水箱9的箱體設(shè)有的用于排氣的通孔排出。當(dāng)高位補(bǔ)水排氣水箱9中的水位由于排氣水位較低時(shí)，可以采用補(bǔ)水系統(tǒng)11對(duì)其進(jìn)行補(bǔ)水，使得高位補(bǔ)水排氣水箱9維持一定高的液位，防止空氣再進(jìn)入到獨(dú)立循環(huán)管網(wǎng)子系統(tǒng)中，電磁流量計(jì)8會(huì)反饋主循環(huán)泵7變頻控制的管道10的管內(nèi)循環(huán)流量，這樣構(gòu)成的獨(dú)立循環(huán)管網(wǎng)子系統(tǒng)可使得管道10 之內(nèi)的試驗(yàn)原水在相對(duì)一個(gè)比較封閉的環(huán)境進(jìn)行循環(huán)，即為準(zhǔn)封閉循環(huán)，從而利用準(zhǔn)封閉循環(huán)管網(wǎng)水質(zhì)綜合模擬試驗(yàn)系統(tǒng)的模擬試驗(yàn)?zāi)M出的各種情況和所得到的結(jié)果更接近實(shí)際。水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)13由水質(zhì)監(jiān)測(cè)循環(huán)管道支路1301和水質(zhì)監(jiān)測(cè)不可循環(huán)管道支路 1302組成，水質(zhì)監(jiān)測(cè)循環(huán)管道支路1301由在線(xiàn)電導(dǎo)率儀(未標(biāo)出)、PH儀(未標(biāo)出)和溶解氧測(cè)試儀(未標(biāo)出)三者并聯(lián)連通，水質(zhì)監(jiān)測(cè)循環(huán)管道支路1301通過(guò)管內(nèi)直徑為20mm 的管道接入水質(zhì)監(jiān)測(cè)獨(dú)立循環(huán)管網(wǎng)子系統(tǒng)的管道的第一出口 1001和獨(dú)立循環(huán)管網(wǎng)子系統(tǒng)的管道的第一進(jìn)口 1005，可以隨時(shí)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，由于在電導(dǎo)率監(jiān)測(cè)、水體pH監(jiān)測(cè)和溶解氧監(jiān)測(cè)不需要加入試劑，不涉及化學(xué)變化，監(jiān)測(cè)的水質(zhì)基本可以看作不發(fā)生變化，也不會(huì)失壓， 因此，上述的水樣經(jīng)過(guò)監(jiān)測(cè)后還可以通過(guò)水質(zhì)監(jiān)測(cè)循環(huán)管道支路1301回到管道10中，而且監(jiān)測(cè)可以在管路運(yùn)行過(guò)程中隨時(shí)進(jìn)行。水質(zhì)監(jiān)測(cè)不可循環(huán)管道支路1302由在線(xiàn)余氯檢測(cè)儀(未標(biāo)出)、濁度檢測(cè)儀(未標(biāo)出)和顆粒含量檢測(cè)儀(未標(biāo)出)三者并聯(lián)組成，水質(zhì)監(jiān)測(cè)不可循環(huán)管道支路1302的一端通過(guò)管內(nèi)直徑為20mm的管道接入獨(dú)立循環(huán)管網(wǎng)子系統(tǒng)的管道10的第一出口 1001，另一端接入地溝。由于該設(shè)計(jì)的回路是涉及添加藥劑，改變了循環(huán)管道內(nèi)試驗(yàn)水水質(zhì)，或引水出來(lái)檢測(cè)后失壓，無(wú)法再通過(guò)壓力差回到循環(huán)主管內(nèi)，為了不影響、不污染管道10中的水質(zhì)，將用于余氯監(jiān)測(cè)、濁度監(jiān)測(cè)和顆粒含量監(jiān)測(cè)的水樣經(jīng)監(jiān)測(cè)后的失壓的水，直接排入地溝，這樣，管道10中的水會(huì)隨之減少，雖然用于在線(xiàn)監(jiān)測(cè)采樣排出的水樣的水量很小，但一直連續(xù)開(kāi)啟采樣，累積損耗也會(huì)很大，從而影響試驗(yàn)精度，因此， 為了減少水樣的損失，余氯監(jiān)測(cè)、濁度監(jiān)測(cè)和顆粒含量監(jiān)測(cè)的間隔時(shí)間可以根據(jù)需要設(shè)定， 并且一般用于余氯、濁度和顆粒含量在線(xiàn)監(jiān)測(cè)的水樣的采集在滿(mǎn)足試驗(yàn)數(shù)據(jù)要求的基礎(chǔ)上不宜過(guò)于頻繁。同時(shí)，高位補(bǔ)水排氣水箱9中的參與循環(huán)的蓄水會(huì)隨時(shí)進(jìn)行補(bǔ)充(特殊試驗(yàn)情況下，管道10中的補(bǔ)水需求量超過(guò)高位排氣補(bǔ)水箱9中的可提供的最大補(bǔ)水量，還能通過(guò)補(bǔ)水系統(tǒng)11迅速及時(shí)地補(bǔ)水)，從而使管道10中的循環(huán)水運(yùn)行保持穩(wěn)定。除了用水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)13監(jiān)測(cè)獨(dú)立循環(huán)管網(wǎng)子系統(tǒng)的管道10中的電導(dǎo)率、水體pH、 溶解氧、余氯、濁度和顆粒含量外，還可以通過(guò)管道10的帶有第二閥門(mén)的第四出口 1004，通過(guò)第二閥門(mén)的打開(kāi)和閉合，進(jìn)行人工采樣取水，然后再將采集到的水樣轉(zhuǎn)移到分析儀器中進(jìn)行離線(xiàn)檢測(cè)。對(duì)于水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)13監(jiān)測(cè)到的獨(dú)立循環(huán)管網(wǎng)子系統(tǒng)的管道10中的電導(dǎo)率、水體 PH、溶解氧、余氯、濁度和顆粒含量的變化外，本實(shí)用新型準(zhǔn)封閉循環(huán)管網(wǎng)水質(zhì)綜合模擬試驗(yàn)系統(tǒng)還可以通過(guò)第一藥劑加注系統(tǒng)15與第二藥劑加注系統(tǒng)16直接向管道10中的試驗(yàn)原水中投加藥劑，可模擬實(shí)際給水管網(wǎng)途中的二次加消毒劑(如二次加氯)后的水質(zhì)變化過(guò)程，藥劑投放進(jìn)第一藥劑加注罐1501和第二藥劑加注罐1601，然后在第一精密計(jì)量加注泵1502和第二精密計(jì)量加注泵1602(根據(jù)需要，設(shè)定加入的間隔時(shí)間和每次的加入量)的作用下，投放到獨(dú)立循環(huán)管網(wǎng)子系統(tǒng)的管道10中。目前，國(guó)內(nèi)自來(lái)水廠都只是一次性在出廠水中加入足量的氯氣消毒劑，以保持出廠時(shí)水質(zhì)達(dá)標(biāo)的自來(lái)水經(jīng)過(guò)管網(wǎng)長(zhǎng)距離輸送到達(dá)用戶(hù)水龍頭端時(shí)仍能保持較好的水質(zhì)。但出廠水到管網(wǎng)用戶(hù)水龍頭末端的輸送管道有長(zhǎng)有短，為了使最長(zhǎng)管道存留時(shí)間的自來(lái)水能保持水質(zhì)，可能就需要在出廠時(shí)投加較多消毒劑，那就會(huì)帶來(lái)很多較短管網(wǎng)連接的用戶(hù)自來(lái)水消毒副產(chǎn)物超標(biāo)的危害，若是投加少了，較長(zhǎng)管網(wǎng)連接的用戶(hù)自來(lái)水又有可能會(huì)有細(xì)菌、有機(jī)物超標(biāo)水質(zhì)無(wú)法保持達(dá)標(biāo)的危害，這是個(gè)兩難的問(wèn)題。因此，國(guó)外很多先進(jìn)城市通過(guò)管網(wǎng)優(yōu)化分析，在較長(zhǎng)管網(wǎng)連接的中途合適節(jié)點(diǎn)增設(shè)了二次加氯(也可投加其他消毒劑)的設(shè)備，以降低出廠水一次的加氯量，可以大幅降低自來(lái)水中消毒副產(chǎn)物的殘留危害。 而本實(shí)用新型的第一藥劑加注系統(tǒng)15與第二藥劑加注系統(tǒng)16即可模擬管網(wǎng)的二次、三次加消毒劑的試驗(yàn)。再通過(guò)水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)13和通過(guò)獨(dú)立循環(huán)管網(wǎng)子系統(tǒng)的管道的第四出口 1004接有的帶第二閥門(mén)的取水口對(duì)獨(dú)立循環(huán)管網(wǎng)子系統(tǒng)的管道10中的水質(zhì)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，從而可以量化的分析其消毒效果、消毒后水質(zhì)的狀況和消毒產(chǎn)物及消毒副產(chǎn)物的衰減變化規(guī)律。
權(quán)利要求1.一種準(zhǔn)封閉循環(huán)管網(wǎng)水質(zhì)綜合模擬試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，包括供水子系統(tǒng)以及與供水子系統(tǒng)連接的獨(dú)立循環(huán)管網(wǎng)子系統(tǒng)；所述的供水子系統(tǒng)包括帶進(jìn)水口、出水口和藥劑注入口的供水水箱； 所述的獨(dú)立循環(huán)管網(wǎng)子系統(tǒng)為包括通過(guò)管道串聯(lián)的主循環(huán)泵、電磁流量計(jì)和高位補(bǔ)水排氣水箱的回路；所述的回路設(shè)有進(jìn)水口，所述的回路的進(jìn)水口與供水水箱的出水口通過(guò)帶第一閥門(mén)的管道連通；所述的回路連有用于為回路補(bǔ)充水的補(bǔ)水系統(tǒng)、用于排出回路中水的放空支路和用于監(jiān)測(cè)回路中水的水質(zhì)的水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)；所述的補(bǔ)水系統(tǒng)包括串聯(lián)的實(shí)驗(yàn)水加注罐和實(shí)驗(yàn)水加注泵，所述的實(shí)驗(yàn)水加注泵的出口與回路連通，所述的實(shí)驗(yàn)水加注罐的入口與供水水箱的出水口連通；所述的供水水箱和高位補(bǔ)水排氣水箱的頂面接近于同一水平面，所述的水平面位于所述的準(zhǔn)封閉循環(huán)管網(wǎng)水質(zhì)綜合模擬試驗(yàn)系統(tǒng)的水平最高位置，所述的主循環(huán)泵的放置位置低于供水水箱和高位補(bǔ)水排氣水箱的放置位置；所述的高位補(bǔ)水排氣水箱包括箱體和位于箱體內(nèi)的活塞狀浮蓋，所述的活塞狀浮蓋與箱體內(nèi)壁之間留有空隙；所述的活塞狀浮蓋的密度小于水的密度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的準(zhǔn)封閉循環(huán)管網(wǎng)水質(zhì)綜合模擬試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，所述的供水水箱的出水口位于供水水箱的底部；所述的供水水箱連有帶混合循環(huán)泵的管道支路，所述的管道支路的兩端分別與供水水箱連通；所述的供水水箱的頂部蓋有面積略大于供水水箱頂面的供水水箱防塵蓋； 所述的供水水箱的側(cè)壁頂部設(shè)有用于排氣的通孔。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的準(zhǔn)封閉循環(huán)管網(wǎng)水質(zhì)綜合模擬試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，所述的管道支路的兩端之間有高度差。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的準(zhǔn)封閉循環(huán)管網(wǎng)水質(zhì)綜合模擬試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，所述的高位補(bǔ)水排氣水箱的壁面與底面垂直；所述的高位補(bǔ)水排氣水箱的頂部蓋有面積略大于高位補(bǔ)水排氣水箱頂面的高位補(bǔ)水排氣水箱防塵蓋；所述的高位補(bǔ)水排氣水箱的側(cè)壁頂部設(shè)有用于排氣的通孔。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的準(zhǔn)封閉循環(huán)管網(wǎng)水質(zhì)綜合模擬試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，所述的高位補(bǔ)水排氣水箱的箱體為圓柱形。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的準(zhǔn)封閉循環(huán)管網(wǎng)水質(zhì)綜合模擬試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，所述的高位補(bǔ)水排氣水箱的出水口位于高位補(bǔ)水排氣水箱的底部，所述的高位補(bǔ)水排氣水箱的進(jìn)水口高于高位補(bǔ)水排氣水箱的出水口且低于高位補(bǔ)水排氣水箱箱高二分之一的位置。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的準(zhǔn)封閉循環(huán)管網(wǎng)水質(zhì)綜合模擬試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，所述的獨(dú)立循環(huán)管網(wǎng)子系統(tǒng)為多個(gè)且多個(gè)獨(dú)立循環(huán)管網(wǎng)子系統(tǒng)的管道相同或不同；所述的獨(dú)立循環(huán)管網(wǎng)子系統(tǒng)的管道為球墨鑄鐵管、聚乙烯管、銅管或者不銹鋼管。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的準(zhǔn)封閉循環(huán)管網(wǎng)水質(zhì)綜合模擬試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，所述的水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)由水質(zhì)監(jiān)測(cè)循環(huán)管道支路和水質(zhì)監(jiān)測(cè)不可循環(huán)管道支路組成；所述的水質(zhì)監(jiān)測(cè)循環(huán)管道支路包括并聯(lián)的電導(dǎo)率儀、PH儀和溶解氧測(cè)試儀，所述的水質(zhì)監(jiān)測(cè)循環(huán)管道支路的兩端分別與獨(dú)立循環(huán)管網(wǎng)子系統(tǒng)的管道連通；所述的水質(zhì)監(jiān)測(cè)不可循環(huán)管道支路包括并聯(lián)的余氯檢測(cè)儀、濁度檢測(cè)儀和顆粒含量檢測(cè)儀，所述的水質(zhì)監(jiān)測(cè)不可循環(huán)管道支路的一端與獨(dú)立循環(huán)管網(wǎng)子系統(tǒng)的管道連通，另一端接入地溝。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的準(zhǔn)封閉循環(huán)管網(wǎng)水質(zhì)綜合模擬試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，所述的獨(dú)立循環(huán)管網(wǎng)子系統(tǒng)的管道上連有藥劑加注系統(tǒng)，所述的藥劑加注系統(tǒng)包括串聯(lián)的藥劑加注罐和藥劑加注泵。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的準(zhǔn)封閉循環(huán)管網(wǎng)水質(zhì)綜合模擬試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，所述的主循環(huán)泵的底面位于準(zhǔn)封閉循環(huán)管網(wǎng)水質(zhì)綜合模擬試驗(yàn)系統(tǒng)的最低水平面；所述的獨(dú)立循環(huán)管網(wǎng)子系統(tǒng)的管道上設(shè)有帶第二閥門(mén)的用于人工取水采樣的出口。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種準(zhǔn)封閉循環(huán)管網(wǎng)水質(zhì)綜合模擬試驗(yàn)系統(tǒng)，包括供水子系統(tǒng)和獨(dú)立循環(huán)管網(wǎng)子系統(tǒng)，供水子系統(tǒng)包括帶進(jìn)水口、出水口和藥劑注入口的供水水箱；獨(dú)立循環(huán)管網(wǎng)子系統(tǒng)為包括通過(guò)管道串聯(lián)的主循環(huán)泵、電磁流量計(jì)和高位補(bǔ)水排氣水箱的回路；回路連有用于為回路補(bǔ)充水的補(bǔ)水系統(tǒng)、用于排出回路中水的放空支路和水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。該獨(dú)立循環(huán)管網(wǎng)子系統(tǒng)的管道上還連有藥劑加注系統(tǒng)。該準(zhǔn)封閉循環(huán)管網(wǎng)水質(zhì)綜合模擬試驗(yàn)系統(tǒng)利用各部件相互配合，具有仿真度高、更接近實(shí)際市政給水管網(wǎng)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)F17D1/14GK202082621SQ20112016246
公開(kāi)日2011年12月21日 申請(qǐng)日期2011年5月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月19日
發(fā)明者張土喬, 毛根海, 王靖華, 胡云進(jìn), 蔣建群 申請(qǐng)人:浙江大學(xué), 浙江大學(xué)建筑設(shè)計(jì)研究院