高溫蒸汽生物廢水滅活系統的製作方法

2023-05-17 17:27:46

專利名稱：高溫蒸汽生物廢水滅活系統的製作方法
技術領域：
本實用新型提供一種對生物安全實驗室或生物製藥排出廢水中的微生物採用高溫蒸汽滅活的裝置，尤其是高溫蒸汽生物廢水滅活系統。
背景技術：
國內現有設備的現狀SARS之前，我國三級生物安全實驗室數量很少，四級是空白，其廢水處理一般均採取先一起收集於汙水桶內，然後與其他實驗物品一起放入高壓滅菌鍋內消毒滅菌進而排放。SARS之後生物安全實驗室建設普遍展開，但其產生的生物危害廢水處理未得到應有重視，據調查大多採用向貯罐投加化學藥劑或直接通蒸汽蒸煮的方法進行消毒滅菌，而採用化學藥劑法和向貯罐直接通蒸汽蒸煮的方法，尚處於手工操作水平， 安全可靠性不高，且存在二次汙染和一定的安全隱患。化學藥劑消毒，就是利用各種化學藥劑對廢水中的有害微生物進行殺菌消毒處理，目前常用的消毒工藝有臭氧消毒、氯消毒、次氯酸鈉消毒、二氧化氯消毒、甲醛消毒、鹼消毒等，每種方法各有千秋，滅活效果也各不相同。由於一些病菌抗藥性的增強及一些不明情況的病菌的不斷出現，使得化學法消毒滅菌的安全可靠性逐漸降低，加上化學法操作麻煩，易造成二次汙染和影響後續的生化處理工藝進程。消毒滅菌效果受微生物種類、數量、 濃度、作用時間、溫度、酸鹼度等因素影響較大，安全可靠性相對較差。直接通蒸汽蒸煮方法，直接向廢水儲罐內通入蒸汽，利用蒸汽釋放出的潛伏熱使廢水溫度升高，持續一段時間使廢水內的微生物全部殺死。採用這種方式具有操作簡單，殺菌徹底等優點，但是也存在著廢水排放量增大和進蒸汽時噪音大等缺點。若對廢水進行降溫還得增加換熱器裝置，增加設備的投入成本和設備故障機率。

實用新型內容根據以上現有技術的不足，本實用新型要解決的技術問題是提供一種序批式處理廢水、控制靈活、安全係數高的高溫蒸汽生物廢水滅活系統。本實用新型解決其技術問題所採用的技術方案是一種高溫蒸汽生物廢水滅活系統，包括依次通過管路串聯的廢水盛放裝置、儲存罐和滅活罐，滅活罐設置排汽管和滅活排水管，其特徵在於儲存罐的底部出口通過連接管分別聯通兩個滅活罐，滅活罐設置夾套， 夾套的輸入端通過進汽管連接飽和蒸汽發生器，夾套的輸出端設置夾套汽排放管，儲存罐的進水管、連接管、排汽管和滅活罐的進汽管、夾套汽排放管、滅火排水管上分別設置氣動閥，氣動閥連接控制裝置。控制裝置通過控制氣動閥的開關，控制兩個滅活罐序批式運行。採取序批式(間歇、分批處理)運行，能夠適應實驗室水量變化的要求。提高安全係數。其中優選方案是所述的滅活罐底部設置壓縮空氣進管，壓縮空氣進管連接壓縮空氣裝置，壓縮空氣進管設置過濾器和控制閥。保證滅活溫度的均勻設備底部通入壓縮空氣，通過壓縮空氣
3的攪動保證溫度的均勻。所述的儲存罐的進水管設置聯通除垢劑裝置，定時向進水管中噴入除垢劑。定時向廢水管路中噴入一定量的除垢劑，防止滅菌容器結垢，影響滅菌效果。系統配有計量泵， 可實現除垢劑的自動投加。所述的儲存罐的進水管設置聯通消毒液裝置，定時向進水管中噴入消毒液劑，消泡、清洗。當系統發生故障或維修時，用於整個系統的消泡、清洗。所述的消毒液裝置包括計量泵、加藥泵，自動投加消毒液。所述的夾套設置聯通冷卻水進水管。用於冷卻夾套。提高安全係數。所述的控制裝置包括電氣連接的PLC控制面板、傳感元件和控制調節閥，傳感元件設置在儲存罐和滅活罐上，控制調節閥設置在管路上，包括氣動閥、單向閥和手動閥。對滅活的全程採取全自動控制和切換，並通過觸控螢幕對整個狀態進行實時的現實，同時對運行的數據具有列印功能。所述的滅活罐內設置電加熱系統，電加熱系統電連接控制裝置。工作時，既可以採用蒸汽加熱，也可以採用電加熱。本實用新型高溫蒸汽生物廢水滅活系統所具有的有益效果是通過設置可以實現1、安全係數高。採用夾套加熱和冷卻方式，與罐內的廢水完全隔離。2、系統設計靈活。採取序批式(間歇、分批處理)運行，能夠適應實驗室水量變化的要求。3、應變能力強。滅菌溫度和時間可在一定範圍內自行調節設定。滅菌溫度一般採用121 °C -Ih或134°C -30min，根據需要也可調節至150°C。4、控制系統先進、操作簡單可視。我公司的控制系統採用西門子PLC控制系統，對滅活的全程採取全自動控制和切換，並通過觸控螢幕對整個狀態進行實時的現實，同時對運行的數據具有列印功能。5、有應急措施。一旦發生故障，可通過化學消毒的方式替代系統，實現排出廢水的無菌化。6、防結垢措施定時向廢水管路中噴入一定量的除垢劑，防止滅菌容器結垢，影響滅菌效果。

圖1為本實用新型的結構示意圖；其中1、儲存罐2、水位計3、夾套汽排放管4、滅活罐5、夾套水排放管6、 滅活排水管7、壓縮空氣進管8、滅活罐9、進汽管10、冷卻水進水管11、消毒液裝置12、廢水盛放裝置13、除垢劑裝置14、進水管15、排汽管Fl、F8-F19、氣動閥 F2-F7、起動隔膜閥 m_N12、單向閥 J1-J12、手動閥 T1-T7、溫度傳感器P1、P2、壓力控制器P3-P6、壓力變送器Si、S2、安全閥 Yl、Y2、壓力表PL1-PL3過濾器D1、過濾器。
具體實施方式
[0025]
以下結合附圖對本實用新型的實施例做進一步描述實施例1 如圖1所示，通過管路串聯廢水盛放裝置12、儲存罐1和滅活罐4，滅活罐4設置排汽管15和滅活排水管6，儲存罐1的底部出口通過連接管分別聯通兩個滅活罐4、8，滅活罐4、8設置夾套，夾套的輸入端通過進汽管9連接飽和蒸汽發生器，夾套的輸出端設置夾套汽排放管3，儲存罐1的進水管14、連接管、排汽管15和滅活罐4、8的進汽管9、夾套汽排放管3、滅活排水管6上分別設置氣動閥，氣動閥連接控制裝置，控制裝置通過控制氣動閥的開關，控制兩個滅活罐序批式運行。儲存罐1主要用於對廢水的收集和暫存，同時對後續設備進行水量調節。儲存罐1 採用304不鏽鋼板焊接而成，同時表面採取機械和電化學拋光，表面光滑，不利於細菌的滋生和富集。儲存罐1內的廢水的排放通過水位計2進行控制，待達到上水位時，滅活罐1進水閥開啟向滅活罐4、8中進水。儲存罐1產生的廢氣通過一個配有電加熱夾套的生物過濾器PL3排出，生物過濾器PL3的過濾孔徑為0. 2 μ m，過濾效率在99. 999%以上，因此微生物病菌不會外溢到大氣中。使用過程中應對濾芯進行定期的檢漏測試，確保系統的安全。濾芯可採用化學的方法進行消毒。滅活罐1、8主要用於對廢水的無菌化處理。罐內設置溫度傳感器Tl、T2、T4、T5。 採用316L不鏽鋼板經自動焊接機自動焊接而成，表面採取機械和電化學拋光處理。配有外部夾套，用於對廢水的加熱和冷卻。罐體的頂部帶有電加熱夾套的生物過濾器PL1、PL2和安全閥Si、S2，還設置壓力控制器P1、P2，保證設備的安全和正常運行。滅活罐4、8為蒸汽加熱的方式，將蒸汽通入夾套內對廢水進行加熱滅活。滅活罐底部設置壓縮空氣進管10，壓縮空氣進管連接壓縮空氣裝置，壓縮空氣進管7設置過濾器Dl和控制閥，為了保證滅活溫度的均勻設備底部通入壓縮空氣，通過壓縮空氣的攪動保證溫度的均勻。設備滅活的開啟通過液位計進行控制和進水的自動轉換。滅活罐效率為300L/H，以確保滿足日處理水量。 滅活罐同時配備二個，連接方式為並聯，不影響正常的連續流動滅菌的功能。滅活罐採用安全夾套的加熱方式，防止交叉汙染。滅菌管道部分配備獨立於PLC外的溫度控制環路，監控起始端和結束端的溫度完全達到設定的滅菌溫度，保證廢水中有害物質完全被滅活。滅活罐具有對未經消毒滅活的廢水進行有效處理措施。滅活罐的夾套連接冷卻水進水管10，採用夾套冷卻的方式，保證排放出口溫度< 60度。儲存罐1的進水管14設置聯通消毒液裝置11，定時向進水管14中噴入消毒液劑， 消泡、清洗。當系統發生故障或維修時，用於整個系統的消泡、清洗。所述的消毒液裝置包括計量泵、加藥泵，自動投加消毒液。儲存罐1的進水管14設置聯通除垢劑裝置13，當設備進水時，定時向廢水管路中噴入一定量的除垢劑，防止滅菌容器結垢，系統配有計量泵，可實現除垢劑的自動投加。控制裝置採用先進的PLC控制技術，完成整個處理過程的自動控制。包括廢水的進入控制、開溫加壓、自啟停等。控制系統構成包括硬體及軟體兩部分。在設備的閥件的動作及運行的程序都設有自動/手動轉換設置。硬體包括PLC控制面板、傳感元件、控制調解閥等單元構成。控制面板採用中文菜單式觸控螢幕設計，使操作工易於掌握；PLC採用西門子S7-200的產品，所有控制閥門的執行方式均為氣動形式且均採用德國蓋米閥，可以實現 400萬次無障礙開啟，以保證動作的可靠性。軟體控制程序編程使用梯形圖或模塊編程，編程簡單。系統有安全報警裝置，可顯示報警信息。每一個報警都會相應提示警戒狀態及解決步驟。配備印表機，對設備的運行參數、狀態以及警報故障信息進行實時列印記錄。控制裝置主要部件設置和作用氣動閥Fl用於儲存罐進水閥，氣動隔膜閥F2為滅活罐進水閥1，氣動隔膜閥F3為滅活罐進水閥2，氣動隔膜閥F4為滅活罐排水閥1，氣動隔膜閥F5為滅活罐排水閥2，氣動隔膜閥F6為流通閥1，氣動隔膜閥F7為流通閥2，氣動閥F8為冷卻水進水閥1，氣動閥F9 為冷卻水進水閥2，氣動閥FlO為進汽閥1，氣動閥Fll為進汽閥2，氣動閥F12為滅活罐8 的進汽閥，氣動閥F13為滅活罐4的進汽閥，氣動閥F14為消毒液進液閥，氣動閥F15為除垢劑閥，氣動閥F16為滅活罐8的出汽閥，氣動閥F17為滅活罐4的出汽閥，氣動閥F18為過濾器流通閥。單向閥m控制滅活罐8進水，單向閥N2控制滅活罐4進水，單向閥N3控制滅活罐8進氣，單向閥N4控制滅活罐4進氣，單向閥N5控制進消毒液，單向閥N6控制進除垢劑， 單向閥N7、N8控制進冷卻水，單向閥N9控制儲存罐1排氣，單向閥NlO、Nll控制安全閥排汽，單向閥N12控制過濾器滅菌。手動閥Jl控制儲存罐進水，手動閥J2控制滅活罐8進水，手動閥J3控制滅活罐 4進水，手動閥J4控制滅活罐8出水，手動閥J5控制滅活罐4出水，手動閥J6控制進消毒液，手動閥J7控制滅活罐8進氣，手動閥J8控制滅活罐4進氣，手動閥J9控制滅活罐8進汽，手動閥JlO控制滅活罐4進汽，手動閥Jll、J12控制冷卻水。溫度傳感器T1-T3設置在滅活罐8上探測三個點的溫度，溫度傳感器T4-T6設置在滅活罐4上探測三個點的溫度，溫度傳感器T7設置在排汽管15上探測溫度。壓力控制器PI、P2分別設置在滅活罐8、4上，測量壓力。壓力變送器P3、P4分別設置在過濾器PLl的前後，測量壓力；壓力變送器P5、P6分別設置在過濾器PL2的前後，測量壓力。安全閥Si、S2分別設置在滅活罐8、4上。壓力表Yl、Y2分別設置在滅活罐8、4 上。過濾器PL1、PL2分別設置在滅活罐8、4的夾套汽排放管3上。過濾器PL3設置在排汽管15上。過濾器Dl設置壓縮空氣進管7上。實施例2 在實施例1的基礎上，滅活罐4、8內設置電加熱系統，電加熱系統電連接控制裝置。工作時，既可以採用蒸汽加熱，也可以採用電加熱。罐內安裝有電熱盤管及電保護系統， 電加熱至一定的溫度，持續一定的時間完成對廢水的滅活。本實用新型中原有的管路、廢水盛放裝置、除垢劑裝置、消毒液裝置、飽和蒸汽發生裝置、冷卻水和壓縮空氣裝置，以及加熱系統、控制系統為普通現有技術，其設置和使用為本行業技術人員所掌握。工作原理和使用過程處理原理熱力滅菌主要是利用高溫使菌體變性或凝固，酶失去活性，而使細菌死亡。但在細菌凝固之前，DNA單螺旋斷裂的細微變化已發生，可能是主要的致死因素。高溫下病毒的 DNA和RNA中的化學鍵吸收熱量導致鍵斷裂的過程是病毒高溫失活的核心。細菌蛋白質、核酸等化學結構是由氫鍵連接的，而氫鍵是較弱的化學鍵，當菌體受熱時，氫鍵遭到破壞，蛋白質、核酸、酶等結構也隨之被破壞，失去其生物學活性，導致細菌死亡。此外，高溫亦可導致胞膜功能損失而使小分子物質以及降解的核糖體漏出。處理過程含毒廢水通過氣動閥Fl進入儲存罐1，廢水通過儲存罐1進入滅活罐(F2是常開的)，滅活罐內(內設有過濾器)，廢水由過濾器去除廢水中較大粒徑的固體顆粒及毛髮類懸浮物質。此時滅活罐保持常壓，空氣流通閥F6打開使罐內的空氣通過生物過濾器的過濾排放到大氣中，待達到上水位時，F2關閉、F6關閉，進蒸汽F12打開，向夾套內通入蒸汽對罐內的廢水進行加熱，為保證加熱的均勻性，間歇性的打開進壓縮空氣閥F10，對廢水進行攪動。在壓力O20kpa)、溫度(134°C)、時間(30min)、FO值(10)等參數的控制下對廢水進行滅活。廢水滅菌結束後進蒸汽F12關閉，冷卻水進水閥F8打開向夾套內通入冷卻水將滅活罐內的廢水降低到60°C以下，然後滅活罐排水閥F4打開廢水由滅活罐的底部排出排放到廢水池，進行下一步處理。儲存罐和滅活罐的在線消毒和清洗當系統發生故障或維修時，通過噴灑將儲存罐和滅活罐的內室充滿消毒液，經過1. 5小時的接觸，然後排放到廢水池。經過設置和實驗，實現數據1、設備均採用不鏽鋼。如與廢水直接接觸的採用316L，非接觸部分採用304。2、應變能力強。滅菌溫度和時間可在一定範圍內自行調節設定。滅菌溫度一般採用121 °C -Ih或134°C -30min，根據需要也可調節至150°C。3、控制系統先進、操作簡單可視。控制系統採用西門子PLC控制系統，對滅活的全程採取全自動控制和切換，並通過觸控螢幕對整個狀態進行實時的現實，同時對運行的數據具有列印功能。4、安全係數高。冷卻系統採用夾套式冷卻方式，與罐內的廢水完全隔離。5、熱源方式多樣。可採用電熱和外接蒸汽兩種方式。6、系統設計靈活。採取序批式(間歇、分批處理)運行，能夠適應實驗室水量變化的要求。7、有應急措施。一旦發生故障，可通過化學消毒的方式替代系統，實現排出廢水的無菌化。
權利要求1.一種高溫蒸汽生物廢水滅活系統，包括依次通過管路串聯的廢水盛放裝置、儲存罐和滅活罐，滅活罐設置排汽管和滅活排水管，其特徵在於儲存罐的底部出口通過連接管分別聯通兩個滅活罐，滅活罐設置夾套，夾套的輸入端通過進汽管連接飽和蒸汽發生器，夾套的輸出端設置夾套汽排放管，儲存罐的進水管、連接管、排汽管和滅活罐的進汽管、夾套汽排放管、滅火排水管上分別設置氣動閥，氣動閥連接控制裝置。
2.根據權利要求1所述的高溫蒸汽生物廢水滅活系統，其特徵在於所述的滅活罐底部設置壓縮空氣進管，壓縮空氣進管連接壓縮空氣裝置，壓縮空氣進管設置過濾器和控制閥。
3.根據權利要求1所述的高溫蒸汽生物廢水滅活系統，其特徵在於所述的儲存罐的進水管設置聯通除垢劑裝置。
4.根據權利要求1所述的高溫蒸汽生物廢水滅活系統，其特徵在於所述的儲存罐的進水管設置聯通消毒液裝置。
5.根據權利要求4所述的高溫蒸汽生物廢水滅活系統，其特徵在於所述的消毒液裝置包括計量泵、加藥泵，自動投加消毒液。
6.根據權利要求1所述的高溫蒸汽生物廢水滅活系統，其特徵在於所述的夾套設置聯通冷卻水進水管。
7.根據權利要求1所述的高溫蒸汽生物廢水滅活系統，其特徵在於所述的控制裝置包括電氣連接的PLC控制面板、傳感元件和控制調節閥，傳感元件設置在儲存罐和滅活罐上，控制調節閥設置在管路上，包括氣動閥、單向閥和手動閥。
8.根據權利要求1所述的高溫蒸汽生物廢水滅活系統，其特徵在於所述的滅活罐內設置電加熱系統，電加熱系統電連接控制裝置。
專利摘要一種高溫蒸汽生物廢水滅活系統，屬於高溫蒸汽滅活裝置領域。包括依次通過管路串聯的廢水盛放裝置、儲存罐和滅活罐，滅活罐設置排汽管和滅活排水管，其特徵在於儲存罐的底部出口通過連接管分別聯通兩個滅活罐，滅活罐設置夾套，夾套的輸入端通過進汽管連接飽和蒸汽發生器，夾套的輸出端設置夾套汽排放管，儲存罐的進水管、連接管、排汽管和滅活罐的進汽管、夾套汽排放管、滅火排水管上分別設置氣動閥，氣動閥連接控制裝置，控制裝置通過控制氣動閥的開關，控制兩個滅活罐序批式運行。本實用新型可以實現序批式處理廢水、控制靈活、安全係數高。
文檔編號C02F1/02GK201999755SQ20112005823
公開日2011年10月5日 申請日期2011年3月8日 優先權日2011年3月8日
發明者丁安軍, 劉強, 徐炳坤, 蘇國鋒, 袁世斌, 高風華 申請人:山東新華醫用環保設備有限公司