CN103570139B - 感染性废水生态处理系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种感染性废水生态处理系统，包括至少一个罐体，所述罐体上设有废水输入口、输气口和废水输出口，所述罐体内设至少一个用于存储、繁殖微生物菌种的微生物固化装置，所述微生物固化装置包括采用多孔网状高分子材料制成的微生物固化层结构，所述微生物菌种附着在所述多孔网状高分子材料的网格内。微生物固化装置内的微生物菌种可对罐体内废水中的有害微生物进行消耗、灭活，从而起到对感染性废水进行消毒效果，而且采用生物杀毒的方法可杜绝二次污染，并可有效消除废水中的臭味，可到达感染性废水处理的预期效果。

Description

感染性废水生态处理系统

技术领域

本发明属于临床实验室废物处理领域，具体说涉及一种感染性废水生态处理系统。

背景技术

临床实验室的废料包含有大量的细菌、病原体等有害物质，往往会对对人类健康和生存环境造成不良影响，其中感染性废物尤为严重。感染性废物是指能传播感染性疾病的废物，有以下特点：（1）含有致病能力的病原体；（2）病原体有足够的致病能力；（3）病原体有进入体内的入口；（4）易感宿主。在临床实验室中往往会产生大量的感染性废水，这些感染性废水如果不能及时的、很好的进行处理，则会对医务工作人员和废物处理人员的身体健康造成不利影响。

目前临床实验室感染性废水通常用化学消毒剂消毒的方法进行处理，化学消毒剂多采用酸、碱、醛、乙醇、过氧乙酸、H₂O₂等物质。然而这种采用化学消毒剂对感染性废水进行消毒的方法存在一定的问题：首先采用化学消毒剂进行消毒，往往会造成二次污染，对于产生的二次污染物必需再次进行处理，这样就会使实验室感染性废水的处理成本增加；再有，这种采用消毒剂对感染性废水进行消毒的方法对感染性废水的消毒效果不是非常理想，且不能达到除臭的效果，因此处理过的废水往往仍会有些味道；最后采用消毒剂对感染性废水进行消毒往往都是由人工进行控制的，认为操作具有一定的不规范性，这样也会对感染性废水的消毒效果造成不利影响，严重时甚至会出现不进行消毒处理而直接排放的情况。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种针对临床实验室的感染性废水生态处理系统，该系统能地对废水进行消毒，安全可靠，效果显著，能改变目前临床实验室感染性废水处理的现状，克服了现有技术中存在的问题。

本发明采用以下技术方案：

一种感染性废水生态处理系统，包括至少一个罐体，所述罐体上设有废水输入口、输气口和废水输出口，所述罐体内设至少一个用于存储、繁殖微生物菌种的微生物固化装置，所述微生物固化装置包括采用多孔网状高分子材料制成的微生物固化层结构，所述微生物菌种附着在所述多孔网状高分子材料的网格内。

进一步地，所述微生物固化层结构的四周设有微生物发酵层结构。

进一步地，所述微生物固化装置还包括至少两块格栅结构的固定板，所述微生物固化层结构、微生物发酵层结构位于两块固定板之间，所述微生物固化装置通过固定板固定于罐体内。

优选地，所述罐体内设有上、下两个微生物固化装置。

进一步地，所述废水输入口、输气口均设于罐体的底部，废水输出口设于所述微生物固化装置的上方。

优选地，所述微生物菌种为生枝动胶菌、蜡状芽孢杆菌、黄杆属菌、放线形诺卡氏菌、中间埃希氏菌、假单胞菌属、产碱杆菌属、产气杆菌属、大肠杆菌、变形菌类、五色杆菌属、球衣菌属、微球菌种、链球菌种、葡萄球菌属、短杆菌属、芽孢杆菌属、弧菌属中的一种或多种的组合。

优选地，所述微生物菌种的工作条件为温度范围在8℃－50℃之间，PH值为6－9。

进一步地，所述废水输出口连接过滤器。

进一步地，所述罐体为多个，各罐体的废水输出口均与下一级罐体的废水输入口连接，末级罐体连接过滤罐和储水罐。

进一步地，所述过滤罐中设中空纤维，废水在过滤罐中进行物理过滤。

进一步地，所述输气口连接输气装置，所述输气装置包括穿过输气口通至罐体内的管道，管道末端连接气泵，管道上设有限流阀，所述管道在罐体内的部分上设有多个排气孔。

进一步地，在所述罐体底部设有温控装置。

该感染性废水生态处理系统在罐体内设有微生物固化装置，微生物固化装置内的微生物菌种可对罐体内废水中的有害微生物进行消耗、灭活，从而起到对感染性废水进行消毒效果，而且采用生物杀毒的方法可杜绝二次污染，并可有效消除废水中的臭味，可到达感染性废水处理的预期效果。微生物固化装置的微生物固化层机构采用多孔网状高分子材料，微生物菌种可附着在多孔网状高分子材料的网格内进行固定，这样可有效防止微生物菌种被废水冲走，可使微生物固化装置内的微生物菌群稳定，并能使微生物菌种快速、大量的繁殖，保证管体内微生物菌群浓度稳定，进而保证对感染性废水进行消毒的效果。

附图说明

图1为本发明涉及的感染性废水生态处理系统的罐体的一种实施例。

图2为本发明涉及的感染性废水生态处理系统的微生物固化装置的一种实施例。

图3为图2中微生物固化装置的俯视图。

图4为本发明涉及的感染性废水生态处理系统的罐体的另一种实施例。

图5为本发明涉及的感染性废水生态处理系统的罐体的第三种实施例。

图6为本发明涉及的感染性废水生态处理系统的结构示意图。

元件标号说明

10     罐体

11     废水输入口

12     输气口

13     废水输出口

14     微生物固化装置

141    微生物固化层结构

142    固定板

143    微生物发酵层结构

15     过滤器

16     排气口

20     罐体

30     输气装置

31     水泵

32     管道

33     排气孔

34     限流阀

40     废水存储腔

50     过滤罐

60     储水罐

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

请参阅图1至图6。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，所以图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

如图1所示，该感染性废水生态处理系统包括罐体10，罐体10上设有废水输入口11、输气口12和废水输出口13，罐体10内设有微生物固化装置14，废水输入口11、输气口12均设于罐体10的底部，废水输出口13设于微生物固化装置14的上方，输气口12负责向罐体10输送氧气。微生物固化装置14为悬置废水输入口11、废水输出口13之间的一层隔断结构，微生物固化装置14内附着有微生物菌种，微生物菌种可在微生物固化装置14内存储、繁殖。这些微生物菌种具有对固体、液体有机废弃物有特定降解能力，是经筛选培养的微生物功能菌种。当罐体10内存在废水液体，并由输气口12输入氧体，当含废水中氧量达到一定数值时，这些微生物菌种就会在固化装置14内繁快速大量的繁殖，并对废水中的有害微生物进行消耗、分解、灭活。

为了使微生物菌种在罐体10内有效发酵分解有害物质，必须保证废水中有效活性菌群的数量。而实际情况中，发酵中的菌群会随着液体的流动而被逐渐冲走，菌群数量逐渐减少，继而影响对有害物质的有效处理，最终影响污水处理的效果。为此，微生物固化装置14内设有一微生物固化层结构141，该微生物固化层结构141采用多孔网状高分子材料制成，该多孔网状高分子材料可采用大孔网状吸附性树脂（如大孔树脂等材料）。多孔网状高分子材料的分子链可组成网格，这种网格极其微小，单个的微生物菌种可附着在多孔网状高分子材料网格内固定。该多孔网状高分子材料可采用纳米科技技术制成的球状材料，因球状材料具有最大的表面积，本发明中采用的多孔网状高分子材料每克表面积可达150-200平方米，因此该多孔网状高分子材料具有极大的表面积，这样就可吸附大量的微生物菌种。

在活性条件下，微生物菌种附着在多孔网状高分子材料中激活生长，并向周围的环境扩散繁殖的菌群，而周围环境无法将附着于该微生物固化层结构141的微生物菌种大量被冲刷走，因此微生物菌种的迅速生长完全能够适时的补充流失的微生物数量，这相当于微生物菌种由微生物固化装置14不断快速繁殖，即微生物固化装置14中的微生物菌种数量较为恒定，并不断向周围环境扩散。

为了便于固定，微生物固化装置14还包括至少两块格栅结构的固定板142，微生物固化层结构141位于两固定板142之间。微生物固化装置14可通过固定板142固定于罐体10内，如使固定板142的外径尺寸与罐体10内腔配合，将微生物固化装置14嵌在罐体10中，为了增大固定板142与罐体10的接触面积，可在下固定板上还设有一圈凸起。

如图2、3所示，为本发明微生物固化装置14另一实施例的结构示意图，在该实施例中，微生物固化层结构141的四周设有微生物发酵层结构143，微生物发酵层结构143采用多孔海绵材料。微生物发酵层结构143为扁平的环形结构，微生物固化层结构141填充在发酵层结构143的环心中，微生物固化层结构141、微生物发酵层结构143位于两固定板142之间，微生物固化装置14可通过固定板142固定于罐体10内。该微生物发酵层结构143可作为微生物菌种被释放进入废水的过渡区域，相当于一微生物培养皿。微生物菌种进入微生物发酵层结构143中，对废水中的有害物质进行生物发酵分解成无害物质。在该结构的微生物固化装置14中，微生物固化层结构141负责固化、繁殖微生物菌种，而发酵层结构143则可以加快微生物菌种的扩散，因此采用该结构的微生物固化装置14可以控制和调节罐体10内微生物菌种的数量和流动情况。

上述微生物菌种是一组经筛选的组合功能菌群，可以是生枝动胶菌、蜡状芽孢杆菌、黄杆属菌、放线形诺卡氏菌、中间埃希氏菌、假单胞菌属、产碱杆菌属、产气杆菌属、大肠杆菌、变形菌类、五色杆菌属、球衣菌属、微球菌种、链球菌种、葡萄球菌属、短杆菌属、芽孢杆菌属、弧菌属其中的一种或多种的组合。微生物菌种的工作条件为温度范围在8℃－50℃之间，PH值为6－9。实际应用中受生化系统所使用的载体、处理的废水类型、温度等各方面因素的影响，用量需根据具体调试数据而定。

世间所有的生物物质，其主要成分为多糖、蛋白质和脂肪等。自然的生态系统中不断地产生这些物质，同时这些物质依靠环境中的消费者——微生物等将它们缓慢分解以维持整个生态环境的平衡。本发明即利用这一基本原理，微生物菌群在适宜的条件下（温度、湿度及空气等）能够产生蛋白酶、脂肪酶、水解酶、纤维素酶、淀粉酶、核酸酶等，将废水中的细菌、病原体等有害物质分解为可被微生物利用的低分子物质，进而转化为二氧化碳、水、酒精、有机酸和少量氨等，并以气体和水分的形态扩散消失，菌群中的生物除异味功能可以消除废水产生的恶臭。有机氮经氨化菌氨化成NH4，经硝化菌氧化形成硝酸盐，再经反硝化菌在厌氧条件下进行脱氮。

这些对有机废弃物具有降解转化功能的微生物菌群，自身具有调节控制机制。根据排泄物的增减，菌群以活跃与休眠（半休眠）机制来调控降解能力。降解过程一般在10-20小时之间，降解率达95%以上。通过发酵罐体10的控制，菌群在适宜的生存条件下能够持久有效地工作。

简言之，发酵罐体10为功能微生物菌群的生长提供了适合的条件，这些特殊细菌能把废水中的有机物分解成无污染的水和二氧化碳，以及少量的有机残余物，这些有机残余物含有丰富的小分子物质及有机大分子代谢的中间产物，是有机农肥不可多得的基质，从而使废水处理达到减量化、生态化、资源化的目标。

如图4、5所示，为加强对有害物质的分解能力，可在罐体10内设两层隔断，即微生物固化装置14有上下两个，均悬置在罐体10内。罐体10的废水输出口13可以连接过滤器15，或过滤器15直接做在罐体10顶部，作为罐体10的废水输出口13，废水经过过滤器15进行的是物理过滤。

本发明涉及的废水生态处理系统也可以包括多个罐体。如图6所示，该系统包括两个结构相同的罐体10、20。每个罐体10、20均设有废水输入口11、输气口12和废水输出口13，所述罐体10、20均内设上、下两个微生物固化装置14。废水输入口、输气口均设于罐体10、20的底部，废水输出口设于上微生物固化装置的上方。第一级罐体10的废水输入口11与废水存储腔40连接，每个罐体的废水输出口通过输水管都与下一级罐体的废水输入口11连接。末级罐体20的废水输出口与过滤罐50连接，该过滤罐50内设中空纤维，经处理的废水在过滤罐50内进行物理过滤，过滤后进入下一级的储水罐60，可通过如液泵抽取等方式将经处理的废水抽走。

该废水生态处理系统还设有输气装置30，由于微生物菌群为有氧菌，因此该输气装置30需要为各罐体10、20输送微生物菌群所需的氧气，以为微生物菌种提供良好的繁殖培养环境。输气装置30包括气泵31和多条与罐体输气口分别连接的管道32，每条管道32的前端都通过输气口深入至罐体底部内，管道32末端连接着气泵31，在管道32深入罐体10内的部分上设有多个排气孔33，气体通过该排气孔33进入罐体10内的废水中。管道32于罐体10外的部分上均设有限流阀34，以控制气体输送量。为了方便罐体内气体排出，每个罐体10、20的顶端还设有排气口16。

该废水生态处理系统在工作时，氧体自输气口12进入罐体10，废水自废水输入口11进入罐体10，当罐体10内的菌种、废水液体、气体保持在一定的比例时，菌种在罐体10内快速大量繁殖、扩散，并消耗废水中的有害物质。废水可不断地自底部进入罐体10内，并从上方废水输出口13排出进入下一级罐体。罐体个数（或处理级数）取决于废水污染程度，污染越严重，罐体个数越多。可以在罐体10上设测量含氧量的传感器和温控装置。温控装置可设于罐体10底部，以控制废水处理的环境温度。

综上所述，该感染性废水生态处理系统在罐体内设有微生物固化装置，微生物固化装置内的微生物菌种可对罐体内废水中的有害微生物进行消耗、灭活，从而起到对感染性废水进行消毒效果，而且采用生物杀毒的方法可杜绝二次污染，并可有效消除废水中的臭味，可到达感染性废水处理的预期效果。微生物固化装置的微生物固化层机构采用多孔网状高分子材料，微生物菌种可附着在多孔网状高分子材料的网格内进行固定，这样可有效防止微生物菌种被废水冲走，可使微生物固化装置内的微生物菌群稳定，并能使微生物菌种快速、大量的繁殖，保证管体内微生物菌群浓度稳定，进而保证对感染性废水进行消毒的效果。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (11)

1.一种感染性废水生态处理系统，其特征是：包括至少一个罐体(10)，所述罐体(10)上设有废水输入口(11)、输气口(12)和废水输出口(13)，所述罐体(10)内设至少一个用于存储、繁殖微生物菌种的微生物固化装置(14)，所述微生物固化装置(14)包括采用多孔网状高分子材料制成的微生物固化层结构(141)，所述微生物菌种附着在所述多孔网状高分子材料的网格内，所述微生物固化层结构(141)的四周设有微生物发酵层结构(143)，微生物发酵层结构(143)采用多孔海绵材料。

2.根据权利要求1所述的感染性废水生态处理系统，其特征是：所述微生物固化装置(14)还包括至少两块格栅结构的固定板(142)，所述微生物固化层结构(141)、微生物发酵层结构(143)位于两块固定板(142)之间，所述微生物固化装置(14)通过固定板(142)固定于罐体(10)内。

3.根据权利要求1所述的感染性废水生态处理系统，其特征是：所述罐体(10)内设有上、下两个微生物固化装置(14)。

4.根据权利要求1所述的感染性废水生态处理系统，其特征是：所述废水输入口(11)、输气口(12)均设于罐体(10)的底部，废水输出口(13)设于所述微生物固化装置(14)的上方。

5.根据权利要求1所述的感染性废水生态处理系统，其特征是：所述微生物菌种为生枝动胶菌、黄杆属菌、放线形诺卡氏菌、中间埃希氏菌、假单胞菌属、产碱杆菌属、产气杆菌属、大肠杆菌、变形菌类、五色杆菌属、球衣菌属、微球菌种、链球菌种、葡萄球菌属、短杆菌属、芽孢杆菌属、弧菌属中的一种或多种的组合。

6.根据权利要求5所述的感染性废水生态处理系统，其特征是：所述微生物菌种的工作条件为温度范围在8℃－50℃之间，pH值为6－9。

7.根据权利要求1所述的感染性废水生态处理系统，其特征是：所述废水输出口(13)连接过滤器(15)。

8.根据权利要求1所述的感染性废水生态处理系统，其特征是：所述罐体为多个，各罐体(10、20)的废水输出口均与下一级罐体的废水输入口连接，末级罐体连接过滤罐(50)和储水罐(60)。

9.根据权利要求8所述的感染性废水生态处理系统，其特征是：所述过滤罐(50)中设中空纤维。

10.根据权利要求1所述的感染性废水生态处理系统，其特征是：所述输气口(12)连接输气装置(30)，所述输气装置(30)包括穿过输气口(12)通至罐体(10)内的管道(32)，管道(32)末端连接气泵(31)，管道(32)上设有限流阀(34)，所述管道(32)在罐体(10)内的部分上设有多个排气孔(33)。

11.根据权利要求1所述的感染性废水生态处理系统，其特征是：在所述罐体(10)底部设有温控装置。