[發明專利]一種給水管道在線生物膜取樣器及其取樣方法

有效

• 申請號: 201410011213.4
• 申請日: 2014-01-09
• 公開（公告）號: CN103710261A
• 公開（公告）日: 2014-04-09
• 發明（設計）人: 龍天渝;周德柱;王海娟;常麗娟;劉佳;杜坤;肖星
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: C12M1/26
• 分類號: C12M1/26;C12Q1/24
• 代理公司: 重慶博凱知識產權代理有限公司 50212
• 代理人: 伍倫辰

技術領域

本發明涉及給水管網水質在線取樣與監測領域，具體涉及一種給水管道在線生物膜取樣器及其取樣方法。

背景技術

日常生活中自來水經過給水廠處理之后，仍含有一定濃度的有機碳及微生物生長所需的營養元素（如氮、磷等），這些營養元素會促使給水管道中殘留的細菌的再行生長。與此同時，給水管道經過長期的運行，一方面由于水中懸浮物的沉積和金屬管壁的腐蝕，另一方面管內的懸浮細菌不斷地在內壁附著和生長，使得給水管道內壁上逐漸形成了一層結構與成分十分復雜的生物膜，為了分析生物膜中的生物種類及數量，通常采用生物膜取樣器進行取樣。現有的生物膜取樣器包括在線生物膜取樣器和非在線生物膜取樣器，其中，非在線生物膜取樣器必須先停水后取樣，進而會影響居民生活用水的供給，給居民生活帶來不便。相對而言，因為在線生物膜取樣器中均設置有控制閥門，當取樣完成之后只需關閉控制閥門，使得取樣時給水主管道無需停水，故在線生物膜取樣器更具實用價值。

目前，在線生物膜取樣器通常采用球閥作為設置在給水主管道上的旁通管段的控制閥門。旋轉球閥的閥芯可以使閥芯通孔軸線和旁通管段的軸線重合。在球閥處于打開狀態時，即可通過旁通管段放入生物膜載片，微生物即能夠附著在生物膜載片上生長；當需要提取生物膜時，只需取回生物膜載片，待其穿過閥芯通孔后，隨即關閉球閥，即可實現生物膜在線取樣操作。

例如，我國公告號為CN102226149B，名稱為“一種給水管道生物膜采樣器”（授權公告日為2012.12.12）的發明專利公開了一種給水管道生物膜采樣器，其特征在于，包括端部連有采樣頭的取樣桿、連接件、球閥和固定件，所述的采樣頭和取樣桿貫穿連接件、全開狀態的球閥的管體和固定件；所述的球閥的管體的一端與連接件通過液密封配合連接，另一端與用于固定取樣桿（7）的固定件連接；所述的采樣頭與給水管道管壁的開口相配合；所述的采樣頭為圓臺，所述的圓臺與取樣桿連接的一面為圓臺橫截面的最大面；所述的采樣頭的材料與給水管道的材料一致。

但是，上述給水管道生物膜采樣器存有以下不足之處：

1、公知，當旁通管段（旁通管段是指利用取樣桿取樣時穿過的通道段，上述給水管道生物膜采樣器中連接件與球閥部分為旁通管段）中未安裝閥門時，旁通管段是以相同的內徑向前延伸，該給水管道生物膜采樣器使用球閥作為截水裝置，即使是公稱直徑相同的球閥和旁通管段，兩者的實際內徑也難以一致，故安裝了閥門后的旁通管段，管內水流的過水斷面在閥門處會發生了突變，無法滿足某些裝置（如活塞裝置）需要恒定過水斷面的要求。且該給水管道生物膜采樣器中“球閥的管體的一端與連接件通過液密封配合連接，另一端與用于固定取樣桿的固定件連接”，使得該給水管道生物膜采樣器難以在近給水主管段一端進行水密封，這樣一來，就會在取出取樣桿（生物膜）過程中浪費較多的水資源。

2、為了保證生物膜載片能順利通過球閥閥芯，防止球閥閥芯對生物膜載片造成的磕碰或阻擋，所用球閥的公稱直徑一般須比所在旁通管段的公稱直徑大一號，甚至更大。這樣，在旁通管段延伸方向球閥需要占據較長的空間。因此，對于一些安裝和操作空間有限的場所來說，使用該在線生物膜取樣器將會十分困難。此外，因球閥中的管體的長度與旁通管段長度比值較大，故使得取樣桿的長度也相應增長，不僅使得制造取樣桿的材耗增加，還因此延長了取樣桿在操作使用時途徑距離，導致使用該給水管道生物膜采樣器的生物膜的采樣效率較低。

3、利用該在線生物膜取樣器取樣時，水會進入該取樣器的連接件、球閥的管體和固定件形成的封閉空間內，經過長期滯留后，水質會惡化，當取出或重新放入生物膜載片時，這部分水會進入到給水主管道內，這樣一來，不僅會對生活用水造成污染（尤其是在給水主管送水量不是很大的情況時，這種影響則更加明顯）。同時，還可能會對再次取樣的生物膜的檢測分析結果造成干擾，進而使得測取的信息不準確。

因此，申請人考慮設計出一種給水管道在線生物膜取樣器，用以縮短旁通管段的長度，減少因安裝閥門對旁通管段的過水斷面引起的變化，提升生物膜的采樣效率，減少對水質的污染并能夠獲取更加準確的生物膜信息。

發明內容

針對上述現有技術的不足，本發明所要解決的技術問題是：如何提供一種能夠縮短旁通管段的長度，減少因安裝閥門對旁通管段的過水斷面引起的變化，提升生物膜的采樣效率，減少對水質的污染并能夠獲取更加準確的生物膜信息的生物膜信息給水管道在線生物膜取樣器及其取樣方法。

為了解決上述技術問題，本發明采用了如下的技術方案：