一種實驗室廢氣處理裝置的製作方法

2023-05-01 21:12:56 2

專利名稱：一種實驗室廢氣處理裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種實驗室廢氣處理，具體涉及一種實驗室廢氣處理裝置。
背景技術：
由於實驗過程中，物質成分複雜，種類繁多，廢氣排放也無規律，導致用常規的技 術來處理實驗室廢氣難度很大；並且在實驗室廢水建設中，作為精密的科研單位，必須考慮 周邊環境的相互協調。如果不對實驗過程中產生的廢氣進行處 理，會對周圍空氣直接造成 危害。這些有害廢氣有點會直接重新排入到科研單位中，對實驗人員的健康造成巨大傷害。目前，在實驗室廢水處理中，採用的主要方法有幹吸附法，水噴淋法，納米光催化 法，低溫等離子體法。這些方法在使用中均存在著一定的缺點。比如幹吸附法可以對有機 廢氣進行很好的吸附，但對酸性氣體處理效率很低，且容易吸附飽和。這些吸附飽和的吸附 板或者活性炭粒如果沒有處理，會導致固廢汙染。水噴淋塔對酸性氣體處理效率高，對金屬 粉塵也有很好的處理效果，但對有機廢氣的處理效率很低，且噴淋塔體積大，對建築物的承 重和空間都有很大的要求。在納米光催化法處理廢氣中，對有機廢氣可以直接光催化分解。 但在使用中，這些催化材料長期在高風速的風的吹作用下，這些催化劑流失率很高，導致處 理效率越來越低，並且廢氣中的氯離子和硫酸根離子對二氧化鈦都有中毒作用，而在實驗 條件下，這些酸類物質都是常用化合物。低溫等離子體能通過電擊把有機物進行分解，並通 過靜電吸附對金屬粉塵起到很好的處理效果，但實驗室廢氣中過多的氯離子會對設備腐蝕 很快，同時在低溫等離子體法使用中，存在著電極板老化問題，這些都制約了低溫等離子法 的使用。在這些方法的選擇上，很多廠家是根據實驗室的性質決定處理實驗室廢氣的處理 方法，比如有機實驗室使用幹吸附法，無機實驗室使用噴淋法。但實際實驗中，有機實驗室 經常需要用到濃硫酸，硝酸和鹽酸作為催化劑。在無機實驗室中，常需要用到很多有機高分 子物質作為絡合劑。因此傳統的分類方法是很難真正使用廢氣的有效處理的。在實驗廢氣 排放中，一般廢氣量大，汙染物濃度較低。處理設備一般放在建築物的頂層或者陽臺，因此 在實驗室廢氣處理中，必須考慮設備的空間和承重。
發明內容為解決現有實驗室廢氣處理方法所存在的上述缺陷，本實用新型的目的是提供一 種實驗室廢氣處理裝置。上述裝置可用於包括有機化工實驗室，製藥實驗室，疾控中心實驗室，醫療機構實 驗室，藥檢所實驗室等實驗室機構的廢氣處理。也可以作為毒品櫃廢氣處理。本實用新型的目的通過以下技術方案實現一種實驗室廢氣處理裝置，包括電控系統，廢氣洗滌吸附處理單元和洗滌廢水處 理單元，其特徵在於所述廢氣洗滌吸附處理單元為一離心洗滌裝置，該裝置底部設有廢氣 進口，頂部設有洗滌水噴淋裝置和廢氣出口，廢氣出口處設有殺菌裝置；廢水處理單元包括 依次連接的中和池，內電解池和生物吸附池；所述離心洗滌裝置的洗滌液出口與所述中和池連通，生物吸附池通過回用管路與洗滌水噴淋裝置連接。所述內電解池和生物吸附池中 不需曝氣系統。作為優選，所述離心洗滌裝置由外筒和可旋轉的內筒組成，所述內筒設有導氣板 和旋流板。此種結構設置使得在離心機在高速旋轉中，不會形成均勻的渦流或者使得廢氣 由於密度小而直接被擠到離心機的中間位置排放。作為優選，所述的中和池和生物吸附池均設有液位自控系統；所述生物池中設有 溶解鹽度儀和由鹽度值控制的新鮮水自動補充系統。這些設置可以保證洗滌裝置的有效液 位和洗滌水的PH值。作為優選，所述廢氣出口處的殺菌裝置為紫外線殺菌裝置。由於廢氣在洗滌裝置 中經過離心力作用，廢氣中含的水份少，紫外線的光效率可以得到提高。使用本實用新型進行廢氣處理時，優選以下工藝參數洗滌裝置所用洗滌水中添加含有微生物和粉末狀生物吸附填料。所述粉狀填料優 選為活性炭或者類似有機類吸附劑(如硫代醯胺類纖維吸附劑或者有機矽吸附劑)組成。 更優選地，所述粉末狀生物吸附填料為活性炭粉末，粒度在240目以下。作為優選，所述的內電解池為鐵碳內電解池。內電解材料優選是由以下方法得到 的是將以鐵碳為主，輔以碳酸鈣，鋁粉、磷酸鎂鹽，銅粉、二氧化鈦粉等一種或多種輔助成 份混合磨成粉狀，粒度在200目以下，然後加入交聯劑(優選聚苯乙烯)，製成粒度為0. 1 0.63mm的圓形顆粒。交聯劑的用量優選為內電解材料總重量的3 5%。內電解成分質量 比例鐵49% ；碳35% ；碳酸鈣4% ；鋁粉0. 5% ；磷酸鎂鹽；銅粉0. 2% ；二氧化鈦 0. 3%。作為優選，所述生物吸附池所用填料為多孔纖維素醚和活性炭的混合物。利用本實用新型實驗室廢氣的處理裝置處理廢氣的基本原理如下實驗室廢氣首先通過離心力，與洗滌水充分混合，為防止離心機在高速旋轉中，由 於洗滌水與廢氣的密度不同而出現分層，在離心機內筒中設置旋流板和導氣板，使得廢氣 在離心力作用仍然能螺旋排出，並與洗滌水充分混合。在混合過程中，易溶與洗滌水的有害 物質被水吸收，部分有機物被生物吸附，被快速吸附到廢水中。在洗滌過程中，離心機內的廢水pH會變化，吸附也會飽和，鹽度也會不斷增加。因 此在設計中，與離心機有連通的廢水中和池，通過PH探頭自動調節廢水的酸鹼度。在廢氣洗滌裝置中，還設有液位自動補充控制，液位自動補充控制系統可以由浮 球開關裝置控制，也可以通過壓力變送器控制，也可以通過紅外線感應器控制。廢氣洗滌裝 置的廢水直接排放到廢水處理單元，在廢水處理單元中對洗滌水進行再生。這些再生水中 含大量的微生物和懸浮的生物吸附粉末，可以對廢氣中有機物進行有效的吸附。本實用新型的裝置與現有技術相比具有以下有益效果(1)利用本本實用新型裝置可以針對不同的實驗室廢氣進行自動處理，而不會出 現目前使用技術中常出現的只能很好的處理酸性氣體或者有機廢氣的問題。實驗室廢氣經 過風管的稀釋，一般濃度較低，但成份複雜，不同時段排放的有可能是酸性氣體，也有可能 是有機類廢氣，也有可能是還原性氣體，比如硫化氫，胺類，甚至有可能是金屬廢氣或者粉 末。本實用新型可以很廣泛的對這些廢氣進行處理，通過洗滌，把易溶於弱鹼的酸性廢氣處 理掉，對於金屬粉塵，通過離心力進行有效的分離。在本實用新型中，洗滌劑中含有粉末狀的生物填料，吸附有機廢氣，這些吸附著有機廢氣的生物填料在離心力的作用下分離排入 生物吸附池中，重新懸浮在水中，進行生化反應，把有機物氧化成二氧化碳。對於難生物降 解的有機物，在進行生化系統之前，進行鐵碳催化內電解，可提高有機物的可生化性，使得 本實用新型方法無二次汙染。(2)傳統的噴淋法，沒法對廢水進行淨化，會產生新的汙染_廢水。傳統的幹吸附 法中，會產生固廢汙染。使用本實用新型裝置進行廢氣處理，廢水淨化後進一步作為廢氣洗 滌水循環使用，保證無二次汙染。(3)在本實用新型裝置的廢水處理單元，無需曝氣，利用廢氣中溶解的大量氧氣作 為氧源。(4)本實用新型的生物吸附池，主要使用纖維素醚填料，其既可以起吸附作用，又 可以起生物降COD的效果。在COD濃度較高時，吸附性能可以把有機物快速吸附，使廢水達 標。當COD濃度較低時，生物降解為主，把吸附的有機物慢慢分解 ，就象牛吃草的「反芻」一 樣。在本實用新型使用的纖維素醚，對生物的醚有很好的親和作用，使得生物膜很厚，同時 可以起到好氧，缺氧，厭氧的效果。生物吸附步驟中還增加了懸浮的活性炭或者類似低密度 生物吸附填料，可以加快廢氣在短時間內被吸附，也可以提高生物吸附池生物處理效果。(5)本實用新型提到廢氣處理裝置，結構簡單。通過合理設置各反應池的空間結 構，可以使得處理一個3000m3/h的廢氣的裝置，總體積小於lm3，重量小於1噸。(6)使用本實用新型處理廢氣，由於廢氣在排出過程中，經過了一個離心過程，廢 氣中的水滴又被帶到內壁而流到洗滌裝置中，廢氣中含水量小，對後續的設備腐蝕性小。

圖1是本實用新型裝置各部分組成的示意圖。圖2是本實用新型一種優選的實驗室廢氣處理裝置的外形結構示意圖。圖3是圖2所示裝置各處理單元的平面布置圖。圖4為本實用新型實驗室廢氣離心洗滌裝置的平面示意圖。其中主要的附圖標記如下1-進氣管2-洗滌離心機3-出氣管4-噴霧器5-回流噴霧管6-洗滌出水管7-中和池8-pH控制系統9-催化內電解池10-生物吸附池11-電導儀12-排水管13-自來水管[0044]14-檢修門15-回流泵16-紫外燈21-支撐軸22-離心機內筒23-離心機外筒24-導風板25-旋流板。
具體實施方式
以下為本實用新型優選的實施例，以助於進一步理解本實用新型，但本實用新型 的實施方式不限於此。圖1是一種優選的本實用新型裝置各部分的示意圖。如圖所示，使用該裝置進行 廢水處理時，實驗室廢氣由進氣管1抽到離心洗滌器2，在離心洗滌器2中，經過由噴霧器 4噴出的含微生物和懸浮生物填料的洗滌水進行吸附和洗滌，使得廢氣能得到淨化，這些經 過淨化的氣體經紫外裝置16殺菌後由排出管3排出。洗滌後的廢水經過洗滌出水管6靠 重力自流到中和池7，在中和池7中設有pH控制系統8，可以自動調整pH值。中和池的水 經過自流到催化內電解池9，對一些難降解的有機物進行分解。由催化內電解池9中反應 後的水流入生物吸附池10，進行生化處理。生物吸附池10中設有電導儀11，當生物吸附池 10中的廢水的鹽度到達一定值後，自動從排水口 12中排出。並由自來水管13中進行補充。 生物吸附池10的水經過回流泵15，通過回流噴霧管5打到噴霧器4中，作為洗滌水，又來洗 滌和吸附廢氣。圖2示出了上述裝置一種具體的外形和構造。該裝置設置為一方形結構，佔地面 積小，可以放在實驗室內，也可以放在帶有帳篷的樓頂。如圖所示，該裝置中部設置有一個 圓形的離心洗滌器2，採用PLC自動控制。該洗滌器三邊被水包圍，其中一邊作為檢修通道， 位於檢修門14裡邊。廢氣從左邊進氣管1進來，從上面排氣管3排出。離心洗滌水依次經 過中和池7，催化內電解池9和生物吸附池10，再循環經過回流泵15和回流噴霧管5，經過 噴霧器4打到離心洗滌器2中。裝置中各處理單元的平面布置如圖3所示。中間為離心洗滌機2。中和池7，催化 內電解池9前後分別位在左側，生物吸附池10，位於生離心洗滌機2的右側，中和池7與集 水池洗滌離心機2連通，催化電解池9跟中和池7連通，生物吸附池10跟催化電解池9連 通。池體中的水主要靠回流泵15在抽水時造成的各池體的液位差而形成循環。在循環過 程中，廢水中的鹽度積累，使得廢氣的淨化效率降低，這時通過電導儀11 (通過電導率反應 廢水中的鹽度)測定水中的電導率，自動通過排水管12排放一部分高鹽度水，而通過自來 水管13補充新鮮的自來水。圖4為本設備的關鍵部分離心洗滌機2的結構示意圖。離心洗滌機2的主要結構 包括支撐軸21，離心機內筒22，離心機外筒23，導氣板24和旋流板25。另外，噴霧器4位 於離心機內筒22的上部中心位置，出氣管3位於離心洗滌機2的頂部，並設有紫外燈16對 進入出氣管3的氣體進行殺菌。離心洗滌機2的中心軸與整個設備的中心軸重合，這樣可以避免在高速旋轉中產生偏向力。利用本實用新型的裝置處理廢氣時，如圖3和圖4，廢水廢氣首先由進氣管1進入 離心洗滌機2，在導氣板24作用下，氣流改變方向與噴霧的水逆流接觸。當離心洗滌機2啟 動後，離心機內筒22開始快速旋轉，由於旋流板25的作用，水與氣進行充分混合，而不會發 生水氣分離，在高速攪拌中，水氣的液膜阻力逐漸消失，廢氣中可溶解和吸附部分被快速吸 附和溶解在水中。隨著廢氣的上升，由於密度差，廢氣從頂部出氣管3經紫外燈16殺菌後 被釋放，而被廢氣帶出的水滴由於離心力被重新流到離心洗滌機2內，使得排出的氣體含 水率低，對後續的風機等設備腐蝕性小。離心洗滌機2內洗滌水隨著液位的上升，會自流到 相連的中和池7中，通過pH控制系統8，通過加鹼來調整pH在中性或者弱酸性。中和池7 的出水經過催化內電解池9，在催化內電解池9中，形成無數的原電池，使得難分解的高分 子有機物可以分解成小分子有機物，這些有機物在生物吸附池10進行生化處理，從而使得 廢水也得到淨化。淨化後的廢水回用為洗滌水，構成一個封閉的循環。應用實施例11、目標廢氣醫院廢氣，主要為揮發性甲醛，廢氣量為2000m3/h，甲醛含量為8 50mg/m3，含部 分消毒液揮發氣體，比如乙醇，雙氧水等。2、工藝參數使用如圖2和圖3所示的裝置，具體的工藝參數如下(1)離心機轉速 1200r. p. m(2)馬達功率 2. 2kw(3)離心洗滌機直徑X高=400mmX 800mm(4)中和池7，由於本廢氣中，含酸量少，主要是調節池用.。(5)內電解池9 電解材料是由碳酸鈣，鐵粉，碳粉，磷酸鎂鹽，銅粉和二氧化鈦粉組成，其中各組 分的比例分別為2%，60%，33%，4. 4%，0. 3%,0. 3%。電解材料的製備方法將碳酸鈣，鐵粉，碳粉，磷酸鎂鹽，銅粉，二氧化鈦粉按比例 磨成粉狀，粒度在200目以下，然後加入4%電解材料重量的聚苯乙烯作為交聯劑，製成粒 度為0. 1 0. 63mm的圓形顆粒。電解條件在酸性條件下，發生電池反應，生成無數的原電池，使得有機物被分解。(6)生物吸附池10:填料多孔纖維素醚和懸浮的活性炭粉末。(7)紫外燈16 通過延時開關進行控制。3、廢氣和排水處理的效果從檢測結果可以看出，甲醛處理率高，處理效率在80%以上，雙氧水和乙醇處理效 率高於95%。
權利要求一種實驗室廢氣處理裝置，包括電控系統，廢氣處理單元和洗滌廢水處理單元，其特徵在於所述廢氣處理單元為一離心洗滌裝置，該裝置底部設有廢氣進口，頂部設有洗滌水噴淋裝置和廢氣出口；所述洗滌廢水處理單元包括依次連接的中和池，內電解池和生物吸附池；所述離心洗滌裝置的洗滌液出口與所述中和池連通，生物吸附池通過回用管路與洗滌水噴淋裝置連接。
2.根據權利要求1所述的實驗室廢水處理裝置，其特徵在於所述離心洗滌裝置由外 筒和可旋轉的內筒組成，所述內筒設有導氣板和旋流板控制氣體的流向。
3.根據權利要求1所述的實驗室廢水處理裝置，其特徵在於所述的中和池和生物吸 附池均設有液位自控系統；所述生物池中設有分析鹽度的裝置和由鹽度值控制的新鮮水自 動補充系統。
4.根據權利要求1所述的實驗室廢水處理裝置，其特徵在於所述生物吸附池之後還 設有殺菌池。
專利摘要本實用新型涉及廢氣的處理，具體公開了一種實驗室廢氣處理裝置。該裝置包括廢氣洗滌處理單元和廢水處理單元，所述廢氣處理單元為一離心洗滌機，其中設有導氣板和旋流板。廢水處理單元有前後依次連接的中水池、催化內電解解池和生物吸附池組成。本實用新型裝置可以廣泛用於各類實驗室廢氣的處理。
文檔編號B01D53/75GK201735310SQ20102010650
公開日2011年2月9日 申請日期2010年1月29日 優先權日2010年1月29日
發明者劉傑, 周瑞興, 王永麗, 黃家聲, 黃少斌, 黃瑞敏 申請人:華南理工大學;廣州雷蒙特科學實驗室設備有限公司