CN103570189A - 一种化学实验废液全自动净化装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种化学实验废液全自动净化装置，主要包括中和反应槽、分离槽、滤液槽、真空泵、输出泵、循环泵、有机分离器和三个净化器，装置通过固定管道连接，通过在电磁阀安装时间控制器控制各个阶段的特定反应时间，电磁阀通过继电器与PLC单元连接，通过微电脑程序控制。其优点是实现全自动化，实现了处理量大、节省人工、减少在处理过程中与废液的接触机会，减少了其对人体的伤害且净化率高，完全符合国家对污染物排放标准。
Description
技术领域
本发明涉及到化学实验废液处理领域，尤其涉及一种化学实验废液全自动净化装置。
技术背景
大、中院校师生进行化学实验时，要产生大量的废液。废液的处理是一件繁琐、且有腐蚀皮肤伤害身体的危险。目前在进行化学实验产生的废液处理有的还处于人工处理或者在半自动处理装置中进行处理，避免不了人与废液直接接触的机会，存在一定安全隐患，现在还没有一种反应、固液分离；吸附、循环；清洗、排放等过程在达到所要求的技术指标后实现整体过程的全自动化的废液处理装置。
发明内容
本发明提供了一种化学实验废液全自动净化装置，通过微电脑操作程序控制废液的反应、固液分离；吸附、循环；清洗、排放整个处理过程，实现完全自动化程度。
为实现以上目的，采用以下技术方案：
一种化学实验废液全自动净化装置，中和反应槽排液口和循环接口通过管道连接形成循环回路，且在循环回路管道设有反应控制电磁阀I和反应控制电磁阀II，循环回路连接循环泵，在反应控制电磁阀I和反应控制电磁阀II之间的管路与有机物分离器通过管道连接，此处管道上设有机物分离器控制阀；有机物分离器通过管道与中和反应器连接形成回路，且此回路管道设有机物排除阀；中和反应槽的清洗出口通过管道与循环回路连接，且此处管道设有清洗循环控制阀；所述的有机物分离器内装有活性炭或磺化酶；分离槽与滤液槽为一体，通过滤网分开，滤网上垫有过滤纸；分离槽进液口通过管道与循环泵连接，此处管道上设有固液分离控制阀，并且在管道上延伸出一段管道与中和反应槽的废液入口连接，形成清洗回路I，清洗回路I管道设有清洗回路控制阀I；过滤槽与输送泵通过管道连接，输送泵第一净化器通过管道连接，此处管道设有溢流控制阀，并且管道上延伸一管道与中和反应槽的废液入口连接，形成清洗回路II，清洗回路II管道设有清洗循环控制阀II；所述的滤液槽还与真空泵连接；第一净化器与通过管道与第二净化器连接，第二净化器通过管道与第三净化器连接，第三净化器设有排放管道，排放管道上设有排放控制阀；所述的第一净化器、第二净化器和第三净化器内都装有活性炭；所述的中和反应槽底部安装有机物感应器，判断有机物的分离情况，所述的分离槽内安装有压力传感器，感应真空泵工作使分离槽内部的压力差。
所述的反应控制阀I、反应控制阀II、有机物分离器控制阀、清洗循环控制阀、固液分离控制阀、清洗回路控制阀I、清洗循环控制阀II、排放控制阀和有机物排除阀各连接一个时间定时器且各通过继电器连接到PLC处理单元；所述的有机物感应器和压力传感器都与PLC处理单元连接；PLC处理还连接一个控制面板。
通过操作控制面板，可以完成废液处理，每个阀门运作时间均由有时间控制器控制，处理工艺具体步骤如下:
（1）有机物与无机物分离：有机废液与无机废液在中和反应槽内进行分离，由于密度不同，有机废液在下层；
（2）有机物吸附：有机物分离器控制阀开启，有机物废液进入有机物分离器中，废液中的有机物被吸附；
（3）无机物沉淀反应：加入化学催化剂，反应控制电磁阀I和反应控制电磁阀II开启，在循环泵的带动下，加快反应速率，无机物的阴、阳离子分开，阳离子沉淀；
（4）一次过滤：将无机废液送往分离槽，固液分离控制阀开启，在真空泵的作用下进行固液分离，滤液进入滤液槽，滤质留在分离槽的过滤纸上，若有机物感应器感应到有机物，则停止工作；
（5）清洗过程：清洗循环控制阀、清洗回路控制阀I和清洗循环控制阀II开启，使清洗液充分流入各级管道以及阀门，最后回流中和反应槽，进行二次反应，彻底除去工作中残留的无机废液；
（6）二次过滤：固液分离阀开启，循环泵将二次反应的废液送入分离槽进行二次过滤，滤液进入滤液槽，滤质留在分离槽的滤纸上；
（7）溢流过程：溢流控制阀开启，通过输送泵将滤液槽的滤液依次送入各级净化器，经过三级净化器的吸附及脱色，达到符合排放的标准；
（8）净化水排放：排放控制阀开启，将净化过后的水排放。
本发明优点：实现全自动化，实现了处理量大、节省人工、减少在处理过程中与废液的接触机会，减少了其对人体的伤害且净化率高，完全符合国家对污染物排放标准。
附图说明
图1为本发明的结构示意图
图2为本发明净化废液的流程图
图3为本发明系统模块图
如图所示1、中和反应槽；2、反应控制电磁阀I；3、反应控制电磁阀II；4、循环泵；5、有机物分离器；6、有机物分离器控制阀；7、有清洗循环控制阀；8、分离槽；9、滤液槽；10、固液分离控制阀；11、清洗回路控制阀I；12、第一净化器；13、溢流控制阀；14、清洗循环控制阀II；15、第二净化器；16、第三净化器；17、排放控制阀；18、有机物排除阀。
具体实施方式
下面结合附图详细说明该发明装置，如图1所示，中和反应槽（1）排液口和循环接口通过管道连接形成循环回路，且在循环回路管道设有反应控制电磁阀I（2）和反应控制电磁阀II（3），循环回路连接循环泵（4），在反应控制电磁阀I（2）和反应控制电磁阀II（3）之间的管路与有机物分离器（5）通过管道连接，此处管道上设有机物分离器控制阀（6）；有机物分离器（5）通过管道与中和反应器（1）连接形成回路，且此回路管道设有机物排除阀（18）；中和反应槽（1）的清洗出口通过管道与循环回路连接，且此处管道设有清洗循环控制阀（7）；所述的有机物分离器（5）内装有活性炭或磺化酶；分离槽（8）与滤液槽（9）为一体，通过滤网分开，滤网上垫有过滤纸；分离槽（8）进液口通过管道与循环泵（4）连接，此处管道上设有固液分离控制阀（10），并且在管道上延伸出一段管道与中和反应槽（1）的废液入口连接，形成清洗回路I，清洗回路I管道设有清洗回路控制阀I（11）；过滤槽（9）与输送泵（20）通过管道连接，输送泵（20）第一净化器（12）通过管道连接，此处管道设有溢流控制阀（13），并且管道上延伸一管道与中和反应槽（1）的废液入口连接，形成清洗回路II，清洗回路II管道设有清洗循环控制阀II（14）；所述的滤液槽（9）还与真空泵（19）连接；第一净化器（12）与通过管道与第二净化器（15）连接，第二净化器（15）通过管道与第三净化器（16）连接，第三净化器设有排放管道，排放管道上设有排放控制阀（17）；所述的第一净化器（12）、第二净化器（15）和第三净化器（16）内都装有活性炭；所述的中和反应槽底部（1）安装有机物感应器，判断有机物的分离情况，所述的分离槽（8）内安装有压力传感器，感应真空泵（19）工作使分离槽（8）内部的压力差。
所述的反应控制阀I（2）、反应控制阀II（3）、有机物分离器控制阀（6）、清洗循环控制阀（7）、固液分离控制阀（10）、清洗回路控制阀I（11）、清洗循环控制阀II（14）、排放控制阀（17）和有机物排除阀（18）各连接一个时间定时器且各通过继电器连接到PLC处理单元；所述的有机物感应器和压力传感器都与PLC处理单元连接；PLC处理还连接一个控制面板。鉴定设备净化效率，净化后排放样本与国家污染物排放标准比较如下：
实施例1
在实验室采取做完实验采集的废液，标记为样品1，然后将样品1在化学实验废液全自动净化装置进行净化处理，下面表格是净化前与净化后的各项指标对比情况；
| 检测情况 | 检测项目 | 检测结果 | 计量单位 | 检测方法标准 |
| 净化前 | 化学耗氧量 | 1.17*104 | mg/L | 重铬酸钾法GB11914-89 |
| 净化后 | 化学耗氧量 | 50.2 | mg/L | 重铬酸钾法GB11914-89 |
| 净化前 | 氨氮 | 2.44*103 | mg/L | 纳氏试剂比色法GB7479-87 |
| 净化后 | 氨氮 | 93.0 | mg/L | 纳氏试剂比色法GB7479-87 |
| 净化前 | 氯化物 | 1.93*104 | mg/L | 硝酸银滴定法GB11896-89 |
| 净化后 | 氯化物 | 1.83*103 | mg/L | 硝酸银滴定法GB11896-89 |
| 净化前 | 浊度 | 166 | 度 | 浊度计法GB17378.4-1998 |
| 净化后 | 浊度 | 12.3 | 度 | 浊度计法GB17378.4-1998 |
| 净化前 | 总磷 | 151 | mg/L | 钼酸铵分光光度法GB11893-89 |
| 净化后 | 总磷 | 12.2 | mg/L | 钼酸铵分光光度法GB11893-89 |
| 净化前 | 挥发酚 | 38.1 | mg/L | 4-氨基安替比林分光光度法GB7490-89 |
| 净化后 | 挥发酚 | 未检出 | mg/L | 4-氨基安替比林分光光度法GB7490-89 |
| 净化前 | LAS | 15.9 | mg/L | 亚甲蓝分光光度法GB7494-87 |
| 净化后 | LAS | 未检出 | mg/L | 亚甲蓝分光光度法GB7494-87 |
| 净化前 | 游离余氯 | 124 | mg/L | 碘量法《水和废水监测分析方法》第四版 |
| 净化后 | 游离余氯 | 未检出 | mg/L | 碘量法《水和废水监测分析方法》第四版 |
| 净化前 | 铁 | 9.99*103 | mg/L | 原子吸收分光光度法GB11911-89 |
| 净化后 | 铁 | 0.34 | mg/L | 原子吸收分光光度法GB11911-89 |
实施例2
在实验室采取做完实验采集的废液，标记为样品2，然后将样品2在化学实验废液全自动净化装置进行净化处理，下面表格是净化前与净化后的各项指标对比情况；样品2净化前为颜色为蓝色，净化后为墨绿；
| 检测情况 | 检测项目 | 检测结果 | 计量单位 | 检测方法标准 |
| 净化前 | ph | 4.24 | / | 玻璃电极法GB6920-86 |
| 净化后 | ph | 7.00 | / | 玻璃电极法GB6920-86 |
| 净化前 | 悬浮物 | 19.8 | mg/L | 重量法GB11901-89 |
| 净化后 | 悬浮物 | 11.8 | mg/L | 重量法GB11901-89 |
| 净化前 | 化学耗氧量 | 4.04*103 | mg/L | 重铬酸钾法GB11914-89 |
| 净化后 | 化学耗氧量 | 70.5 | mg/L | 重铬酸钾法GB11914-89 |
| 净化前 | 生化耗氧量 | 64.4 | mg/L | 稀释与接种法GB7488-87 |
| 净化后 | 生化耗氧量 | 13.6 | mg/L | 稀释与接种法GB7488-87 |
| 净化前 | 色度 | 16 | 倍 | 稀释倍数法GB11903-89 |
| 净化后 | 色度 | 1 | 倍 | 稀释倍数法GB11903-89 |
| 净化前 | 铅 | 1.24*104 | mg/L | 原子吸收分光光度法GB7475-87 |
| 净化后 | 铅 | 0.34 | mg/L | 原子吸收分光光度法GB7475-87 |
| 净化前 | 铜 | 4.06*103 | mg/L | 原子吸收分光光度法GB7475-87 |
| 净化后 | 铜 | 未检出 | mg/L | 原子吸收分光光度法GB7475-87 |
| 净化前 | 银 | 7.28*103 | mg/L | 原子吸收分光光度法GB11907-89 |
| 净化后 | 银 | 未检出 | mg/L | 原子吸收分光光度法GB11907-89 |
| 净化前 | 苯 | 199 | mg/L | 美国EPA方法8260B |
| 净化后 | 苯 | 未检出 | mg/L | 美国EPA方法8260B |
实施例3
在实验室采取做完实验采集的废液，标记为样品3，然后将样品3在化学实验废液全自动净化装置进行净化处理，下面表格是净化前与净化后的各项指标对比情况；样品3净化前为无色、稍浊，净化后为无色、稍浊；
| 检测情况 | 检测项目 | 检测结果 | 计量单位 | 检测方法标准 |
| 净化前 | 铬 | 4.16*103 | mg/L | 原子吸收分光光度法《水和废水监测分析方法》（第四版） |
| 净化后 | 铬 | 未检出 | mg/L | 原子吸收分光光度法《水和废水监测分析方法》（第四版） |
| 净化前 | 锰 | 3.90*103 | mg/L | 原子吸收分光光度法GB11911-89 |
| 净化后 | 锰 | 0.14 | mg/L | 原子吸收分光光度法GB11911-89 |
| 净化前 | 锌 | 4.23*103 | mg/L | 原子吸收分光光度法GB7475-87 |
| 净化后 | 锌 | 未检出 | mg/L | 原子吸收分光光度法GB7475-87 |
实施例4
在实验室采取做完实验采集的废液，标记为样品4，然后将样品4在化学实验废液全自动净化装置进行净化处理，下面表格是净化前与净化后的各项指标对比情况；样品4净化前为无色清液；
| 检测情况 | 检测项目 | 检测结果 | 计量单位 | 检测方法标准 |
| 净化前 | 氨氮 | 356 | mg/L | 纳氏试剂比色法GB7479-87 |
| 净化后 | 氨氮 | 15.6 | mg/L | 纳氏试剂比色法GB7479-87 |
| 净化后样本置留吸附剂24小时样本 | 氨氮 | 14.4 | mg/L | 纳氏试剂比色法GB7479-87 |
| 净化后样本置留生物环24小时样本 | 氨氮 | 10.2 | mg/L | 纳氏试剂比色法GB7479-87 |
| 净化前 | 总磷 | 244 | mg/L | 钼氨酸分光光度法GB11893-89 |
| 净化后 | 总磷 | 0.1 | mg/L | 钼氨酸分光光度法GB11893-89 |
| 净化后样本置留吸附剂24小时样本 | 总磷 | 0.1 | mg/L | 钼氨酸分光光度法GB11893-89 |
| 净化后样本置留生物环24小时样本 | 总磷 | 0.08 | mg/L | 钼氨酸分光光度法GB11893-89 |
| 净化前 | 氯化物 | 1.52*103 | mg/L | 硝酸银滴定法GB11896-89 |
| 净化后 | 氯化物 | 409 | mg/L | 硝酸银滴定法GB11896-89 |
| 净化后样本置留吸附剂24小时样本 | 氯化物 | 225 | mg/L | 硝酸银滴定法GB11896-89 |
| 净化后样本置留生物环24小时样本 | 氯化物 | 162 | mg/L | 硝酸银滴定法GB11896-89 |
实施例5
在实验室采取做完实验采集的废液，标记为样品5，然后将样品5在化学实验废液全自动净化装置进行净化处理，下面表格是净化前与净化后的各项指标对比情况；样品5净化前为浑浊液体；净化后为透明液体；
| 检测情况 | 检测项目 | 检测结果 | 计量单位 | 检测方法标准 |
| 净化前 | 细菌总数 | 未检出 | 个/ml | 平板计数法《环境监测技术规范生物部分3.4.3-1966》 |
| 净化后 | 细菌总数 | 未检出 | 个/ml | 平板计数法《环境监测技术规范生物部分3.4.3-1966》 |
| 净化前 | 总大肠菌群 | <20 | 个/L | 多管发酵法《环境监测技术规范生物部分3.4.3-1986》 |
| 净化后 | 总大肠菌群 | <20 | 个/L | 多管发酵法《环境监测技术规范生物部分3.4.3-1986》 |
Claims (2)
1.一种化学实验废液全自动净化装置，其特征在于，中和反应槽（1）排液口和循环接口通过管道连接形成循环回路，且在循环回路管道设有反应控制电磁阀I（2）和反应控制电磁阀II（3），循环回路连接循环泵（4），在反应控制电磁阀I（2）和反应控制电磁阀II（3）之间的管路与有机物分离器（5）通过管道连接，此处管道上设有机物分离器控制阀（6）；有机物分离器（5）通过管道与中和反应器（1）连接形成回路，且此回路管道设有机物排除阀（18）；中和反应槽（1）的清洗出口通过管道与循环回路连接，且此处管道设有清洗循环控制阀（7）；所述的有机物分离器（5）内装有活性炭或磺化酶；分离槽（8）与滤液槽（9）为一体，通过滤网分开，滤网上垫有过滤纸；分离槽（8）进液口通过管道与循环泵（4）连接，此处管道上设有固液分离控制阀（10），并且在管道上延伸出一段管道与中和反应槽（1）的废液入口连接，形成清洗回路I，清洗回路I管道设有清洗回路控制阀I（11）；过滤槽（9）与输送泵（20）通过管道连接，输送泵（20）第一净化器（12）通过管道连接，此处管道设有溢流控制阀（13），并且管道上延伸一管道与中和反应槽（1）的废液入口连接，形成清洗回路II，清洗回路II管道设有清洗循环控制阀II（14）；所述的滤液槽（9）还与真空泵（19）连接；第一净化器（12）与通过管道与第二净化器（15）连接，第二净化器（15）通过管道与第三净化器（16）连接，第三净化器设有排放管道，排放管道上设有排放控制阀（17）；所述的第一净化器（12）、第二净化器（15）和第三净化器（16）内都装有活性炭；所述的中和反应槽（1）底部安装有机物感应器，判断有机物的分离情况，所述的分离槽（8）内安装有压力传感器，感应真空泵（19）工作使分离槽（8）内部的压力差。
2.根据权利要求1所述的一种化学实验废液全自动净化装置，其特征在于，所述的反应控制阀I（2）、反应控制阀II（3）、有机物分离器控制阀（6）、清洗循环控制阀（7）、固液分离控制阀（10）、清洗回路控制阀I（11）、清洗循环控制阀II（14）、排放控制阀（17）和有机物排除阀（18）各连接一个时间定时器且各通过继电器连接到PLC处理单元；所述的有机物感应器和压力传感器都与PLC处理单元连接；PLC处理还连接一个控制面板。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C05 | Deemed withdrawal (patent law before 1993) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20140212 |