[发明专利]智能式水环境病原微生物富集设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种水环境微生物富集设备。特别是涉及一种操作人员与生物污染的各种实验水样无直接接触的智能式水环境病原微生物富集设备。

背景技术

水环境中存在的各种病原微生物（包括致病病毒和致病细菌）对人类健康造成了极大的危害，不仅可以引起霍乱、病毒性肝炎、脊髓灰质炎、伤寒和副伤寒、感染性腹泻等水源性传染病的集体爆发流行，而且还往往造成极其恶劣的危害及社会不良影响。2006年，中国上报法定传染病发病人数460.9万，其中，靠水传播的发病人数达127.8万，占27.7%；另外，据世界卫生组织（WHO）报告，全世界每年因感染性腹泻死亡2,200,000人（占死亡病例的4%），而饮用被细菌、病毒感染的水是直接原因。美国WBDOSS(Waterborne Disease and Outbreak Surveillance System)数据也显示，1971-2006年期间，在美国爆发的780起饮用水污染致水源性疾病爆发的案例中，就有680起与公用自来水系统污染有关，其中，生物性污染事件占43.9%。因此，必须对饮用水、地表水、回用水等各种水体中的病原微生物进行高效而快速的监测，阻断其传播的途径。

一般情况下，水环境中的病原微生物含量非常少，远低于现有监测方法的检测灵敏度。因此，若想有效地检测水中的病原微生物，首先必须对大量水样进行浓集处理，从不同水体中将少量的病原微生物富集、回收出来，以供实验室和/或现场检测用。目前，水中病原微生物的富集方法主要建立在实验室水平，包括过滤法、超滤法、絮凝法、吸附洗脱法等，一般情况下，可以根据不同的实验目的、实验水体和试验条件而选取不同的方法。

吸附洗脱法是目前大体积水样病原微生物浓集最常用的方法，它通过将病原微生物吸附在滤膜材料或固体颗粒的表面,然后再洗脱回收病原微生物。其中，采用固体颗粒（阳电荷粒状滤料、玻璃粉、硅胶、硅藻土等）进行吸附洗脱受水样浑浊度影响不明显、病原微生物回收率较高、处理水量大、操作简便等特点，被广泛应用，尤其适合于大体积饮用水、地表水、回用水等各种水体病原微生物的富集。

然而，目前，这种方法基本都是手工操作，操作人员在实验过程不可避免的需要与各种水体进行直接接触。近几年来，随着我国对生物安全的日益重视，对操作人员安全性的要求也越来越严格，如何有效保护操作人员、尽可能减少操作人员与生物污染水样（尤其含有高浓度病原菌的水体）的直接接触也成为发展水环境中病原微生物富集技术的迫切解决的问题之一。因此，研究和开发具有生物安全的智能式水环境病原微生物富集设备具有深远的意义和广阔的市场需求。然而，目前国内外还未见相关设备的问世。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种在富集病原微生物过程时避免操作人员与生物污染的各种水源直接接触的智能式水环境病原微生物富集设备。

本发明所采用的技术方案是：一种智能式水环境病原微生物富集设备，包括富集装置和控制装置。

所述的富集装置包括：第一贮水罐、第二贮水罐和洗脱液罐，所述的第一贮水罐通过管路依次与第一电磁阀、第一蠕动泵、第一滤柱连接；第二贮水罐通过管路依次与第二电磁阀、第二蠕动泵、第二滤柱连接；洗脱液罐通过管路与第三电磁阀连接，所述的第三电磁阀分别通过管路连接第一电磁阀和第二电磁阀；

所述的控制装置包括：PLC、触摸屏、模拟量模块、继电器、第一流速传感器和第二流速传感器，所述的模拟量模块的信号输入端与PLC的信号输出端连接，所述的PLC的信号输入端分别连接第一流速传感器和第二流速传感器，所述的PLC的信号输出端分别连接第一电磁阀、第二电磁阀和第三电磁阀，以及连接继电器，所述模拟量模块的信号输出端连接分别设置在第一蠕动泵和第二蠕动泵上的控制模块的信号输入端，所述继电器的开关触点连接分别设置在第一蠕动泵和第二蠕动泵上的控制模块的电源输入端，所述的第一流速传感器设置在第一电磁阀和第一蠕动泵连接的管路上，第二流速传感器设置在第二电磁阀和第二蠕动泵连接的管路上，所述的触摸屏与PLC相连。

第一滤柱和第二滤柱的内部设置有滤料或膜。

所述滤料为载阳电荷滤料、玻璃纤维、沥青煤颗粒、树脂颗粒、玻璃粉颗粒、硅胶颗粒或硅藻土颗粒。

所述膜为混合纤维素膜或聚酯纤维素膜。

适用水体包括自来水、纯净水、井水、回用水、二级出水、地表水。

处理水样的体积为10-1000L。

适用水体还包括城市污水和生活污水，处理水样的体积为5-20L。

水样流速控制在50L/h以内。