推荐厂家
暂无
暂无
细菌总数在二次供水检测中准确度的控制 徐霞君 (深圳市水质检测中心) 摘 要:二次供水水样中细菌总数检测结果的准确度往往受多方面因素的影响,具体表现在取样、培养基的配备、培养条件、无菌室实验操作、计数及后处理等。本文对各影响因素中的各个细节提出规范对策,从而使二次供水细菌总数在检测中的准确度得以控制。 关键词:细菌总数、二次供水、检测、准确度、控制 二次供水是生活饮用水二次供水的简称,是指通过二次供水设施间接向用户供给生活饮用水的行为,二次供水设施主要为地下水池与天面水池,按《深圳经济特区生活饮用水二次供水管理》规定,每年至少清洗消毒二次,消毒方式有氯消毒、二氧化氯消毒、臭氧消毒、紫外线消毒等,消毒完成后,由专业清洗机构及时通知市水质检测中心进行取样检测。我水质检测中心在对二次供水8项指标(色度、浑浊度、肉眼可见物、PH、细菌总数、总大肠菌群、余氯)的检测中,在统计其月检不合格率时,其中因细菌总数超标引起二次供水水质不合格的占绝大多数。我们在不排斥原水样的超标外(市政水在经过不合格的二次供水水箱设施时受到一次污染),但也存在二次供水水样的细菌总数在检测中受到二次污染,即在检测中受到各种因素的影响,具体表现在取样、培养基的配备、培养条件、无菌室实验操作、计数及后处理等。因此,要提高二次供水水样细菌总数的准确度,必须对各影响因素进行规范控制。 1 取样中的规范 取样中存在的规范控制主要表现在取样瓶灭菌和水样的采集与保存两方面。 1.1 取样瓶的灭菌 取样瓶必须是清洁无菌的,一般用磨砂口带塞瓶,瓶的颈部和上部必须用锡泊纸覆盖,在160~170℃的烘箱内经干热灭菌2h方能达到灭菌目的。有的技术人员把取样瓶的消毒时间控制为1h,灭菌不彻底。因各种微生物对热的抵抗力不同,芽孢需要160℃、2h才能杀死。 灭菌后的采样瓶,两周内未使用,需重新灭菌。已灭菌和封包好的采样瓶,不论在什么条件下采样时,均要小心开启包装纸和瓶盖,应避免瓶盖和瓶子颈部受杂菌污染。 1.2 水样的采集与保存 采样时,不要用水样冲洗采样瓶,因余氯的存在会影响待测水样在采集时所指示的真正细菌含量,为去除余氯,于灭菌前按500ml采样瓶内加0.3ml10%Na2S2O3溶液,瓶内须留足够空间,一般采样量为瓶容量的80%左右,以便操作时摇匀,以获得具有代表性的样品。
[align=center][img=,599,441]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/06/202106200929562418_9505_3384_3.png!w599x441.jpg[/img][/align][size=18px][color=#990000]一、简介[/color][/size] 真空压力控制器是指以气体管道或容器中的真空度(压力或压强)作为被控制量的反馈控制仪器,其整个控制回路是闭环的,控制回路由真空度传感器、真空压力控制器和电动调节阀组成。 依阳公司的VPC2021系列控制器是一种强大的多功能高度智能化的真空压力测量和过程控制仪器,采用了24位数据采集和人工智能PID控制技术,可与各种型号的真空压力传感器(真空计)、流量计、温度传感器、电动调节阀门和加热器等连接,可实现高精度真空压力(压强)、流量和温度等参量的定点和程序控制,是一种替代国外高端产品的高性能和高性价比控制器。[size=18px][color=#990000]二、主要技术指标[/color][/size] (1)测量精度:±0.05%FS(24位A/D)。 (2)输入信号:32种信号输入类型(电压、电流、热电偶、热电阻),可连接众多真空压力传感器。 (3)控制输出:4种控制输出类型(模拟信号、固态继电器、继电器、可控硅),可连接众多电动调节阀。 (4)控制算法:PID控制和自整定(可存储和调用20组PID参数)。 (5)控制方式:定点和程序控制,最大可支持9条控制曲线,每条可设定24段程序曲线。 (6)控制周期:50ms。 (7)通讯方式:RS 485和以太网通讯。 (8)供电电源:交流(86-260V)或直流24V。 (9)外形尺寸: 96×96×136.5mm (开孔尺寸92×92mm)。[size=18px][color=#990000]三、特点和优势[/color][/size] (1)高精度24位数据采集,使得此系列控制器具有高精度的控制能力。 (2)具有各种不同类型信号的输入功能,可覆盖多种测量传感器,既可连接真空计用来控制真空压力和压强,也可用来控制其它变量,如连接流量计用来控制流量、连接温度传感器用来进行温度控制等。 (3)可连接和控制几乎所有的电动调节阀和数字控制阀门,也可连接控制各种加热装置,结合传感器由此组成可靠的闭环控制系统。 (4)控制器体积小巧和使用灵活,即可独立做为面板型控制器使用,也可集成在测试系统整机中使用。 (5)采用了标准的MODBUS通讯协议,便于控制器与上位机通讯和进行二次开发。 (6)具有2路输出功能,可实现真空压力的两种控制模式,一种是可变气流量(上游控制)压强控制模式,另一种是可变通导(下游控制)流量调节模式。[align=center][color=#990000][img=,300,253]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/06/202106200932222782_1134_3384_3.png!w300x253.jpg[/img][/color][/align][align=center][color=#990000]上游控制压强模式[/color][/align][align=center][color=#990000][img=,300,252]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/06/202106200932370447_2503_3384_3.png!w300x252.jpg[/img][/color][/align][align=center][color=#990000]下游控制压强模式[/color][/align][align=center][color=#990000][img=,300,249]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/06/202106200932454481_7140_3384_3.png!w300x249.jpg[/img][/color][/align][align=center][color=#990000]上游和下游同时控制的双向模式[/color][/align][size=18px][color=#990000]四、外形和开孔尺寸[/color][/size][align=center][img=,690,317]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/06/202106200932536698_9309_3384_3.png!w690x317.jpg[/img][/align][align=center]~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~[/align]
[color=#000099][b]摘要:目前的一次性生物反应器袋充气压力控制普遍只使用了电气比例阀或双阀压力控制器,此种充气控制方式中,压力安全监控无法自动反馈和响应、所控压力并不是真正的反应器袋压力,且充气速度较慢。本文针对现有技术存在的问题进行了改进,提出采用串级控制法,通过外置压力控制器和传感器,以比例阀作为执行机构组成双闭环控制回路,可大幅提高控制精度和充气速度,更重要的是可实现充气压力安全监控和报警自动处理。[/b][/color][align=center][/align][align=center]~~~~~~~~~~~~~~~~~[/align][b][size=18px][color=#000099]一、问题的提出[/color][/size][/b]一次性生物反应器(Single Use Bioreactor)或用后可弃生物反应器(Disposable bioreactor)是使用一次性袋的生物反应器,代替由不锈钢或玻璃制成的培养容器,简称SUBs。与可重复使用的生物反应器相比,一次性生物反应器(SUBs)具有的重要优势是减少了工艺认证难度,无需清洁认证,缩短了停机时间和周转时间。在所有的一次性生物反应器使用过程中,都存在一个充气步骤,需要将反应器充气到指定压力。但一次性生物反应器生物反应器袋并不属于压力容器,过度加压会造成反应器袋的破裂、泄漏或其他故障。因此,一次性反应器袋的准确充气加压必须考虑到在生长期间引入、消耗和产生的气体,以及培养基、消泡剂和其它引入流体的影响。目前常用的SUB充气控制装置是采用电气比例阀,也有采用类似电气比例阀的双阀压力控制器,整个充气压力控制装置如图1所示。[align=center][img=一次性生物反应器典型充气压力控制系统结构示意图,690,246]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/11/202211011730388558_6420_3221506_3.jpg!w690x246.jpg[/img][/align][align=center][color=#000099]图1 一次性生物反应器袋典型充气压力控制系统结构示意图[/color][/align]在实际应用中,图1所示的充气压力控制系统存在以下两方面问题:(1)安全性问题:在图1充气压力控制系统中,双阀压力控制器或电气比例阀都内置有压力传感器,此传感器测量的是出压口处的压力,并不代表一次性生物反应器袋的内部压力。因为,出于安全性考虑,还需增加一个压力表来监控反应器袋的真实压力。因此,很多SUB制造商希望更准确的直接控制一次性生物反应器袋的内部压力,并同时具有报警功能。(2)准确性和滞后问题:由于压力控制器和电气比例阀远离反应器袋,所控压力与反应器袋希望的压力值有一定偏差,而且这种充气控压方式存在明显滞后现象,充气速度较慢。[b][size=18px][color=#000099]二、串级回路充气压力控制[/color][/size][/b]为了解决上述一次性生物反应器袋充气压力控制中存在的问题,本文提出一种更精确可靠且快速的充气压力控制方法,其核心技术是采用串级控制方法,即对图1所示的压力控制系统进行了改良,增加一个独立的压力控制器。新型充气压力控制系统如图2所示。[align=center][img=生物反应器袋新型串级双回路充气压力控制系统结构示意图,690,346]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/11/202211011731023461_8401_3221506_3.jpg!w690x346.jpg[/img][/align][align=center]图2 生物反应器袋新型串级双回路充气压力控制系统结构示意图[/align]图2所示的升级改良后的新型充气压力控制系统,主要有以下几方面的特点:(1)所采用经典的串级控制法,以电气比例阀作为独立的内部执行回路,再外接独立的压力控制器和压力传感器,结合电气比例阀组成外部控制回路,由此构成的串级控制结构形式,可充分发挥串级控制法能提高控制精度和加快充气速度的优势,有效提高压力控制精度和缩短充气时间,此特性对大容积一次性反应器袋的充气过程尤为具有优势。(2)外接的压力传感器直接安装在反应器袋上,更能准确监测反应器袋的内部压力。(3)外接的压力控制器具有超压报警功能和相应的开关控制信号输出。如果反应器袋内部压力超过设定警戒线后,可立刻报警并输出开关信号驱动安全阀放气。(4)压力控制器采用的是24位ADC和16位DAC,具有超高的压力测量和控制信号模拟量输出精度,另外通过双精度浮点运算,可实现最小0.01%的超高精度压力控制调节。(5)压力控制器可存储多个充气压力控制参数,便于不同容积大小的一次性生物反应器袋的充气压力控制而无需再进行设置和调整。(6)控制器可具有两通道形式,即一个压力控制器可同时控制两个电气比例阀实现两个一次性生物反应器袋的充气压力控制。(7)压力控制器带RS 485通讯,标准MODBUS协议,即可独立运行,也可与上位机通讯。(8)随机配的软件可方便采用计算机对压力控制器进行遥控,避免繁复的仪器按钮操作。[b][size=18px][color=#000099]三、总结[/color][/size][/b]综上所述,通过上述新型串级控制系统,可有效提高一次性生物反应器袋充气过程中压力控制的安全性、精度和速度,并具有操作便捷和可扩展的特点。同时此种串级双回路结构适用于各种形式和规格的电气转换器、电气比例阀和双阀压力控制器。[align=center][/align][align=center]~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~[/align]