一种市政污水管网有毒有害气体分布规律实验装置的制作方法

本实用新型涉及一种污水管网有毒有害气体分布规律实验装置，尤其涉及污水管网结构参数对有毒有害气体分布影响实验装置，用于定量研究污水管网检查井深度、检查井井盖开启孔数量和面积、检查井间距等参数对有毒有害气体分布的影响。

背景技术：

市政污水管网系统由市政污水支管、污水干管、污水主干管以及检查井、跌水井等附属构筑物组成，污水管网内环境阴暗、潮湿，污物中携带着大量的生活垃圾和淤泥，在厌氧条件下受微生物作用，分解产生多种有毒有害气体，其中以硫化氢、甲烷、二氧化碳气体为主，易引发中毒、窒息和爆炸事故。为保证管网的正常运行，需要定期对管网进行清淤、检维修等，检查井是开展清淤等作业的主要场所，也是事故易发场所。为保证作业人员安全，在作业前需进行检测和风险评估，以所测有毒有害气体浓度的最大值作为风险评估的依据，但是在检查井内，有毒有害气体分布不仅受气体密度的影响，还受检查井深度、检查井间距等因素的影响，因此为正确有效的评估污水管网作业风险，指导作业前的检测和通风，有必要研究检查井深度、检查井间距等因素对有毒有害气体分布的影响。

另外，为防止排污管网可燃气体爆炸事故的发生，需要定期开井盖通风放气，降低管网内可燃气体的浓度，这项工作耗费大量的人力物力，研究表明井盖开启孔会影响管网内可燃气体浓度，为从结构设计方面降低管网内可燃气体浓度，节省人力，有必要研究开启孔面积和数量对管网内可燃气体的影响。

但是由于市政管网检查井的深度、有毒有害气体逸散速度、外界气象条件等参数难以控制，通过现场试验定量研究各因素对有毒有害气体分布的影响较为困难。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种污水管网有毒有害气体分布规律实验装置，用于定量研究检查井深度、井盖开启孔面积和数量、检查井间距等因素对检查井内有毒有害气体分布的影响。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

本实用新型的污水管网有毒有害气体分布规律实验装置，包括污水管网模拟系统、有毒有害气体监测系统、有毒有害气体注入系统、废气处理系统。

所述污水管网模拟系统包括污水管道、有毒有害气体溢出管路、可拆卸式检查井、井盖、密封盖。

所述污水管道为不锈钢半圆形管道，底部为平面，上部为半圆形，一端为上游端，一端为下游端。

所述有毒有害气体溢出管路为不锈钢圆形细管，共有5根，均匀布置在污水管道底部平面；细管的一端为气体进口，固定在污水管道上游端，细管的另一端密闭，固定在污水管道的下游端；在5根细管上布置多个曝气头，有毒有害气体流经不锈钢细管时，经曝气头逸散到污水管道空间，模拟污水中有毒有害气体的逸散。

所述可拆卸式检查井共有4个，每个检查井均由5节相同尺寸的不锈钢钢管以及井盖构成，每节钢管通过法兰连接，井盖与检查井也通过法兰连接，均可拆卸，可通过减少钢管的节数改变检查井的高度，以达到研究不同检查井深度对有毒有害气体分布的影响。

所述井盖共有4个，每个井盖设置有8个圆形开启孔，其中4个开启孔直径是井盖直径的二十分之一，另外4个开启孔直径是井盖直径的二十分之二。所有开启孔内部均带内螺纹，可采用与其尺寸匹配的自制螺丝螺帽进行密封。在实验过程中，可通过密封不同的开启孔，以研究开启孔的面积和数量对有毒有害气体分布的影响。

所述密封盖共有2个，其尺寸与检查井和污水管道相连处的孔匹配，可通过法兰与污水管道连接，实现密封其中2个检查井与污水管道相连的孔，以研究不同检查井间距对有毒有害气体分布的影响。

所述有毒有害气体监测系统包括有毒有害气体传感器、多通道数据采集器和电脑，传感器采集的电信号经多通道数据采集器转化为数字信号传输给电脑，用以监测管道不同位置有毒有害气体分布和变化。

所述有毒有害气体传感器为纳米传感器，可监测二氧化碳、甲烷、硫化氢气体。纳米传感器布置在检查井的内部，每节检查井管布置2个纳米传感器，分别在管道长度的三分之一和三分之二的位置。

所述有毒有害气体注入系统包括甲烷气瓶、硫化氢气瓶、二氧化碳气瓶、压缩空气气瓶、减压阀、流量计、气阀、气体混合容器、不锈钢管路。气瓶通过减压阀调节流量，三个气瓶出来的气体通过不锈钢管路与气体混合容器的一端连接，气体混合容器的另一端通过不锈钢管路与有毒有害气体溢出管路的气体进口连接，并在连接处设置阀门。

所述气体混合容器为不锈钢矩形容器，从气瓶流出的甲烷、硫化氢和二氧化碳三种气体在其内部混合后流入污水管道系统中的有毒有害气体溢出管路。

所述废气处理系统包括：装有活性碳的玻璃容器、装有氢氧化钠液体的玻璃容器、不锈钢钢管。装有活性碳的容器通过钢管与污水管道下游一端连接，在连接处设置阀门；装有氢氧化钠液体的容器通过钢管与装有活性碳溶剂的容器连接，并且装有用于排出废气的排气钢管，排气钢管下部高于氢氧化钠液体液面，排气口设置阀门。

附图说明

图1为本实用新型所述实验装置示意图。

图2为本实用新型所述井盖示意图。

图3为本实用新型所述污水管道横剖面示意图。

具体实施方式

本实用新型的污水管网有毒有害气体分布规律实验装置，其具体实施方式是：

（1） 测试实验装置密闭性

首先把检查井、井盖等安装完毕，关闭排废气管出口处的阀门，并密封井盖上的所有开启孔，打开二氧化碳气瓶，通入一定量的二氧化碳气体后关闭气瓶阀门，经过一段时间后，如果二氧化碳浓度一直稳定不变，说明气密性良好，可以进行试验。

（2）置换装置内二氧化碳气体

气密性测试完成后，需置换装置内的二氧化碳气体，方法如下：打开排废气管出口处的阀门，然后打开压缩空气气瓶，向装置内通入压缩空气，待传感器二氧化碳恢复与空气相同，关闭压缩空气阀门。

（3）有毒有害气体分布规律测试实验

完成（1）和（2）步骤后，开始有毒有害气体分布规律实验，首先关闭污水管道和废气处理系统连接处的阀门，打开甲烷、硫化氢和二氧化碳气瓶，调整流量，三个气瓶内的气体进入气体混合容器，混合后流入污水管道内的5根有毒有害气体溢出管路内，通过管路上的曝气头均匀溢散到污水管道空间，待通入一定量的气体后，关闭气瓶阀门和有毒有害气体溢出管路进口处阀门。同时，检查井内安装的传感器采集检查井内不同位置有毒有害气体的浓度，待各有毒有害气体浓度稳定在一恒定值后，完成一种实验方案。

（4）清除装置内有毒有害气体

一种实验方案完成后，需清除装置内的有毒有害气体，方法如下：依次打开污水管道和废气处理系统连接处的阀门，有毒有害气体溢出管路出口处阀门、压缩空气气瓶阀门，待硫化氢、甲烷传感器数值为0，二氧化碳传感器显示数值与压缩空气相同后，关闭压缩空气气瓶阀门。

在进行不同方案的实验时，重复以上步骤，但必须确保在测试实验时，通入的每种有毒有害气体的总量都相同。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。