CN107200415B - 一种化学实验室用污水处理系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种化学实验室用污水处理系统，包括主管道、连接在主管道一端的排液箱，还包括太阳能供电模块、连接在主管道另一端的气体净化箱和固定在主管道底部的水液分离箱；所述主管道上方安装有一级池和二级池，所述一级池底部通过导管伸入到主管道内部、与其内部横向放置的钢管连通；所述二级池内通过挡板将二级池左右分隔开，所述二级池下端左右位置分别通过一号管道、二号管道伸入到主管道内部；所述一号管道与钢管连通，且一号管道末端伸入到水液分离箱内；所述二号管道末端穿过主管体侧壁、再通过排污连接管与排液箱连通，智能化效果好，不仅能够对实验室的气体进行净化处理，能够通过结构上的改进将气体和液体分离，造价低。

Description

一种化学实验室用污水处理系统

技术领域

本发明涉及实验室污水处理技术领域，具体为一种化学实验室用污水处理系统。

背景技术

化学实验室是提供化学实验条件及其进行科学探究的重要场所。其内有大量的仪器：铁架台、石棉网、酒精灯、烧杯、试管、集气瓶、橡皮塞、试剂瓶、研钵等实验工具．通常会配有化学药品柜，药柜里面有常用的化学药品，比如：五水硫酸铜（CuSO4·5H2O，即胆矾），氢氧化钠溶液，石灰石，盐酸等。

在进行化学实验后，很多有机和无机的液体实验物品都会因为实验的一次性原则进行废物的处理，在此之前很多化学使用者对这些物品都是经过水池倒掉，这样对下水道的污染很大，在实际工作中，也有很多的设备是针对实验室无机和有机废气的净化处理。申请号为201510077960.2的《实验室废气净化处理装备》，包括设有气体进入口和排放口的外壳、设有进气口和出气口的冷凝处理箱、压缩机、冷凝器、蒸发器，蒸发器位于冷凝处理箱内部。废气净化处理装备还包括设有进气口和出气口的水处理箱、水泵和位于水处理箱内部的喷淋装置。本发明针对有机、无机废气的不同特性，设计了双处理通道，具有操作简便、运行成本低、耗能少、体积小、维护方便的特点，能够有效净化实验室排出的有机、无机等有毒有害气体，减少大气污染。不过，这种方法的智能化效果差，而且对于实验室内的一些温度较高的有机废水，其表面散发的气味没有进行疏通，气体净化的局限性使得这种装备只能应用在处理实验室的气体上，而化学使用液体往往比气体多得多，使用的基础设备昂贵，对于气体的处理该装备造价成本高，所以，其适用性较低。

发明内容

针对以上问题，本发明提供了一种化学实验室用污水处理系统，智能化效果好，对实验室的污水采取了很高的智能化监控，不仅能够对实验室的气体进行净化处理，与此同时，能够通过结构上的改进将气体和液体分离，分别进行回收，造价低，可以有效解决背景技术中的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种化学实验室用污水处理系统，包括主管道、连接在主管道一端的排液箱，还包括太阳能供电模块、连接在主管道另一端的气体净化箱和固定在主管道底部的水液分离箱；所述主管道上方安装有一级池和二级池，所述一级池底部通过导管伸入到主管道内部、与其内部横向放置的钢管连通；所述二级池内通过挡板将二级池左右分隔开，所述二级池下端左右位置分别通过一号管道、二号管道伸入到主管道内部；所述一号管道与钢管连通，且一号管道末端伸入到水液分离箱内；所述二号管道末端穿过主管体侧壁、再通过排污连接管与排液箱连通；

所述水液分离箱内中间位置固定有横向放置的隔板，所述隔板一端与水液分离箱一端内壁固定，所述水液分离箱另一端内壁上固定安装有液位传感器，所述隔板另一端与该液位传感器之间留有缝隙，该缝隙与伸入的一号管道处于同一竖直方向上；在隔板与水液分离箱连接处的上方通过气体连通管与集气管连通，所述集气管一端与主管道外侧固定，其另一端通过过滤箱与气体净化箱连接；在水液分离箱右下侧通过向上倾斜设置的液体连通管与排液箱连接，所述液体连通管与排液箱连接处安装有电动阀门，所述电动阀门通过导线与安装在排液箱上端的控制箱内部的继电器和PLC控制器依次电连接，所述液位传感器直接与PLC控制器电连接。

将实验后的有机废水和无机废水通过二级池的左右两边分别倒入到一号管道和二号管道当中，二级管道上可以混入无机废水的药水，同时，一级池当中放入有机净化药剂（如COD去除专用药剂等），利用导管将有机净化药剂，通过钢管与一号管道中的有机废水汇合，对其净化后进入到水液分离箱内，水液分离箱当中通过隔板上下隔开，液位传感器能够实时接收下部的水位值，利用导线将其信号值传输到PLC控制器当中，PLC控制器通过内部编程设定阈值，当液位传感器接收值达到阈值后，PLC控制器通过驱动继电器开启电动阀门，从而被药物处理后的有机废水通过液体连通管进入到排液箱当中，此时某些带有高温气体的有机废水上层的气体由隔板上层进入到过滤箱内，通过气体净化箱净化后排出。

所述太阳能供电模块包括太阳能板和供电箱，所述太阳能板下端通过支撑架进行方位调整，所述太阳能板分别通过电缆与供电箱内的光伏控制器和变压器电连接，所述光伏控制器通过蓄电池将电力输出至控制箱内，使用过程中，将太阳能板放在实验室楼顶或者采光处，通过支撑架进行位置调整固定，再通过电缆将其接受的电量传输到光伏控制器和变压器当中，光伏控制器连接有蓄电池，这时，蓄电池通过蓄电池对控制箱内的各个电器件进行供电。

作为本发明一种优选的技术方案，所述主管道内的钢管直径比一级池下端的导管直径大2-3mm，且钢管与该导管直径为转动密封连接，所述钢管与一号管道直径也为转动密封连接，所述钢管中部套有转动齿轮，所述转动齿轮上与驱动电机的驱动轴端连接，所述驱动电机安装在主管道上，所述变压器的输出端通过电缆与驱动电机电连接，通过钢管直径大于导管直径的设计，能够开启驱动电机带动驱动轴进行转动，从而使得传动齿轮带动钢管进行转动而不会造成净化药水进行泄露，变压器变压后将合适的电压传输给驱动电机，通过人工控制能够实现驱动电机的开启和关闭。

作为本发明一种优选的技术方案，控制箱内的所述控制器依次电连接有编码/解码模块、数模/模数转换模块和无线通信模块，所述排污连接管上方安装有水流量传感器，所述PLC控制器通过导线与水流量传感器电连接，所述控制箱外侧设置有一报警器，所述报警器与PLC控制器之间电连接，该电路的设计连接，能够实现将PLC控制器的信号经过编码和模数转换再由无线通信模块传输到控制终端当中，根据实验室使用的需要可以将终端设置为电脑或者手机等，同时，利用终端输入信号，可以利用无线通信模块接收后，再由数模转换器和解码器传输到PLC控制器当中，进行阈值的调整。

作为本发明一种优选的技术方案，排液箱内安装有对称放置的两块弧形板，两块弧形板构成从左至右口径依次减小的“8”字形，每块弧形板上均安装有涡轮机，所述涡轮机输出端通过导线与安装在控制箱内的稳压器连接，所述稳压器输出端与控制箱内PLC控制器电连接，所述稳压器输入端还与蓄电池输出端电连接，当无机废水和处理后的有机废水进入到排液箱内后，由于瞬间的水流量再加上弧形板之间的“8”字形设计使得水流加快，从而带动涡轮机转动生电，利用稳压器对PLC控制器进行供电作用。

作为本发明一种优选的技术方案，排液箱输出端位于两块弧形板之间安装有液体检测模块，所述液体检测模块包括盐度传感器、PH传感器和氨氮浓度传感器，三个传感器均通过信号存储器与PLC控制器信号连接，能够对处理后的有机废水和无机废水进行参数值的接收，再由PLC控制器对其信号处理后，通过终端进行参数的查看，确认是否达到标准值。

作为本发明一种优选的技术方案，所述水液分离箱内的顶部朝一号管道输出端处固定有两个风扇和一倾斜放置的防腐板，所述水液分离箱与气体连通管连接处安装有一网罩；所述防腐板倾斜向下安装且将两个风扇下端包裹，所述风扇通过供电器进行驱动，所述供电器与变压器输出端电连接，且供电器与控制箱内的继电器也电连接，通过PLC控制器接收到液位传感器的信号值达到阈值后，通过控制继电器对供电器启动，从而对两个风扇进行供电，风扇吹风通过防腐板的倾斜放置，使得高温的有机气体快速从隔板上层进入到过滤箱内。

作为本发明一种优选的技术方案，主管道上表面设置有透明窗，所述透明窗中部安装有检修板，所述检修板通过螺钉与主管道之间固定，所述检修板一侧通过铰接块与透明窗之间铰接，方便对主管道内进行检修。

作为本发明一种优选的技术方案，所述过滤箱内竖向安装有过滤板，所述过滤板由玻璃纤维过滤棉、活性炭过滤棉编织而成，所述气体净化箱内的顶部安装有喷头，所述喷头输入端连接有高压水管，过滤效果好，同时能够通过高压水管加水，利用喷头对过滤后的高温气体降温液化排出。

作为本发明一种优选的技术方案，所述一级池和二级池上均安装有进水管，方便清洁。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

智能化效果好，对实验室的污水采取了很高的智能化监控；能够对监控的数据进行显示，并且能够接收使用者的输入控制阈值，改变工作状态；不仅能够对实验室的气体进行净化处理，与此同时，能够通过结构上的改进将气体和液体分离，分别进行回收，造价低。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明中供电箱内部电路示意图；

图3为本发明的控制箱内部电器件连接图；

图4为本发明中液体检测模块电路示意图；

图5为本发明水液分离箱内部示意图；

图6为本发明中主管体俯视图；

图7为本发明中过滤箱和气体净化箱剖视图；

图8为本发明中PLC控制器电路示意图。

图中：1-主管体；2-水液分离箱；3-排液箱；4-一级池；5-二级池；6-太阳能供电模块；61-太阳能板；62-供电箱；621-光伏控制器；622-蓄电池；623-变压器；611-支撑架；71-进水管；72-高压水管；8-气体连通管；9-集气管；10-过滤箱；11-气体净化箱；12-驱动电机；13-检修板；14-钢管；15-驱动轴；16-转动齿轮；17-一号管道；18-二号管道；19-排污连接管；20-水流量传感器；21-控制箱；22-液体连通管；221-电动阀门；23-液体检测模块；24-涡轮机；25-弧形板；26-报警器；27-隔板；28-防腐板；29-风扇；30-供电器；31-网罩；32-无线通信模块；33-PLC控制器；34-编码/解码模块；35-数模/模数转换模块；36-稳压芯片；37-信号存储器；38-盐度传感器；39-PH值传感器；40-氨氮浓度传感器；41-继电器；42-检修板；43-铰接块；44-螺钉；45-过滤板；46-喷头；47-透明窗；48-液位传感器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例：

请参阅图1、图2、图3，本发明提供一种技术方案：

一种化学实验室用污水处理系统，包括主管道1、连接在主管道1一端的排液箱2，其特征在于：还包括太阳能供电模块6、连接在主管道1另一端的气体净化箱11和固定在主管道1底部的水液分离箱2；所述主管道1上方安装有一级池4和二级池5，所述一级池4底部通过导管伸入到主管道1内部、与其内部横向放置的钢管14连通；所述二级池5内通过挡板51将二级池5左右分隔开，所述二级池5下端左右位置分别通过一号管道17、二号管道18伸入到主管道1内部；所述一号管道17与钢管14连通，且一号管道17末端伸入到水液分离箱2内；所述二号管道18末端穿过主管体1侧壁、再通过排污连接管19与排液箱3连通；

所述水液分离箱2内中间位置固定有横向放置的隔板27，所述隔板27一端与水液分离箱2一端内壁固定，所述水液分离箱2另一端内壁上固定安装有液位传感器48，所述隔板27另一端与该液位传感器48之间留有缝隙，该缝隙与伸入的一号管道17处于同一竖直方向上；在隔板27与水液分离箱2连接处的上方通过气体连通管8与集气管9连通，所述集气管9一端与主管道1外侧固定，其另一端通过过滤箱10与气体净化箱11连接；在水液分离箱2右下侧通过向上倾斜设置的液体连通管22与排液箱3连接，所述液体连通管22与排液箱3连接处安装有电动阀门1，所述电动阀门1通过导线与安装在排液箱3上端的控制箱21内部的继电器41和PLC控制器33依次电连接，所述液位传感器48直接与PLC控制器33电连接。

所述太阳能供电模块6包括太阳能板61和供电箱62，所述太阳能板61下端通过支撑架611进行方位调整，所述太阳能板61分别通过电缆与供电箱62内的光伏控制器621和变压器623电连接，所述光伏控制器621通过蓄电池622将电力输出至控制箱21内。

优选的，所述主管道1内的钢管14直径比一级池4下端的导管直径大2-3mm，且钢管14与该导管直径为转动密封连接，所述钢管14与一号管道17直径也为转动密封连接，所述钢管14中部套有转动齿轮16，所述转动齿轮16上与驱动电机12的驱动轴15端连接，所述驱动电机12安装在主管道1上，所述变压器623的输出端通过电缆与驱动电机12电连接，通过钢管直径大于导管直径的设计，能够开启驱动电机带动驱动轴进行转动，从而使得传动齿轮带动钢管进行转动而不会造成净化药水进行泄露，变压器变压后将合适的电压传输给驱动电机，通过人工控制能够实现驱动电机的开启和关闭。

如图3所示，优选的，控制箱21内的所述控制器33依次电连接有编码/解码模块34、数模/模数转换模块35和无线通信模块32，所述排污连接管19上方安装有水流量传感器20，所述PLC控制器33通过导线与水流量传感器20电连接，所述控制箱21外侧设置有一报警器26，所述报警器26与PLC控制器33之间电连接，该电路的设计连接，能够实现将PLC控制器的信号经过编码和模数转换再由无线通信模块传输到控制终端当中，根据实验室使用的需要可以将终端设置为电脑或者手机等，同时，利用终端输入信号，可以利用无线通信模块接收后，再由数模转换器和解码器传输到PLC控制器当中，进行阈值的调整。

如图1所述，优选的，排液箱3内安装有对称放置的两块弧形板25，两块弧形板25构成从左至右口径依次减小的“8”字形，每块弧形板25上均安装有涡轮机24，所述涡轮机24输出端通过导线与安装在控制箱21内的稳压器36连接，所述稳压器36输出端与控制箱21内PLC控制器33电连接，所述稳压器36输入端还与蓄电池622输出端电连接，当无机废水和处理后的有机废水进入到排液箱内后，由于瞬间的水流量再加上弧形板之间的“8”字形设计使得水流加快，从而带动涡轮机转动生电，利用稳压器对PLC控制器进行供电作用。

如图4所示，优选的，排液箱3输出端位于两块弧形板25之间安装有液体检测模块23，所述液体检测模块23包括盐度传感器38、PH传感器39和氨氮浓度传感器40，三个传感器均通过信号存储器37与PLC控制器33信号连接，三个传感器均通过信号存储器与PLC控制器信号连接，能够对处理后的有机废水和无机废水进行参数值的接收，再由PLC控制器对其信号处理后，通过终端进行参数的查看，确认是否达到标准值。

如图5所述，优选的，所述水液分离箱2内的顶部朝一号管道17输出端处固定有两个风扇29和一倾斜放置的防腐板28，所述水液分离箱2与气体连通管8连接处安装有一网罩31；所述防腐板28倾斜向下安装且将两个风扇29下端包裹，所述风扇29通过供电器30进行驱动，所述供电器30与变压器623输出端电连接，且供电器30与控制箱21内的继电器41也电连接，通过PLC控制器接收到液位传感器的信号值达到阈值后，通过控制继电器对供电器启动，从而对两个风扇进行供电，风扇吹风通过防腐板的倾斜放置，使得高温的有机气体快速从隔板上层进入到过滤箱内。

如图6所述，优选的，主管道1上表面设置有透明窗47，所述透明窗47中部安装有检修板42，所述检修板42通过螺钉44与主管道1之间固定，所述检修板42一侧通过铰接块43与透明窗47之间铰接，方便对主管道内进行检修。

如图7所示，优选的，所述过滤箱10内竖向安装有过滤板45，所述过滤板45由玻璃纤维过滤棉、活性炭过滤棉编织而成，所述气体净化箱11内的顶部安装有喷头46，所述喷头46输入端连接有高压水管72，过滤效果好，同时能够通过高压水管加水，利用喷头对过滤后的高温气体降温液化排出。

如图1所述，优选的，所述一级池4和二级池5上均安装有进水管71，方便清洁。

本发明的工作原理：将实验后的有机废水和无机废水通过二级池的左右两边分别倒入到一号管道和二号管道当中，二级管道上可以混入无机废水的药水，同时，一级池当中放入有机净化药剂（如COD去除专用药剂等），利用导管将有机净化药剂，通过钢管与一号管道中的有机废水汇合，对其净化后进入到水液分离箱内，水液分离箱当中通过隔板上下隔开，液位传感器能够实时接收下部的水位值，利用导线将其信号值传输到PLC控制器当中，PLC控制器通过内部编程设定阈值，当液位传感器接收值达到阈值后，PLC控制器通过驱动继电器开启电动阀门，从而被药物处理后的有机废水通过液体连通管进入到排液箱当中，此时某些带有高温气体的有机废水上层的气体由隔板上层进入到过滤箱内，通过气体净化箱净化后排出，使用过程中，将太阳能板放在实验室楼顶或者采光处，通过支撑架进行位置调整固定，再通过电缆将其接受的电量传输到光伏控制器和变压器当中，光伏控制器连接有蓄电池，这时，蓄电池通过蓄电池对控制箱内的各个电器件进行供电。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种化学实验室用污水处理系统，包括主管道（1）、连接在主管道（1）一端的排液箱（3），其特征在于：还包括太阳能供电模块（6）、连接在主管道（1）另一端的气体净化箱（11）和固定在主管道（1）底部的水液分离箱（2）；所述主管道（1）上方安装有一级池（4）和二级池（5），所述一级池（4）底部通过导管伸入到主管道（1）内部、与其内部横向放置的钢管（14）连通；所述二级池（5）内通过挡板（51）将二级池（5）左右分隔开，所述二级池（5）下端左右位置分别通过一号管道（17）、二号管道（18）伸入到主管道（1）内部；所述一号管道（17）与钢管（14）连通，且一号管道（17）末端伸入到水液分离箱（2）内；所述二号管道（18）末端穿过主管道（1）侧壁、再通过排污连接管（19）与排液箱（3）连通；

所述水液分离箱（2）内中间位置固定有横向放置的隔板（27），所述隔板（27）一端与水液分离箱（2）一端内壁固定，所述水液分离箱（2）另一端内壁上固定安装有液位传感器（48），所述隔板（27）另一端与该液位传感器（48）之间留有缝隙，该缝隙与伸入的一号管道（17）处于同一竖直方向上；在隔板（27）与水液分离箱（2）连接处的上方通过气体连通管（8）与集气管（9）连通，所述集气管（9）一端与主管道（1）外侧固定，其另一端通过过滤箱（10）与气体净化箱（11）连接；在水液分离箱（2）右下侧通过向上倾斜设置的液体连通管（22）与排液箱（3）连接，所述液体连通管（22）与排液箱（3）连接处安装有电动阀门（221），所述电动阀门 （221）通过导线与安装在排液箱（3）上端的控制箱（21）内部的继电器（41）和PLC控制器（33）依 次电连接，所述液位传感器（48）直接与PLC控制器（33）电连接；

所述太阳能供电模块（6）包括太阳能板（61）和供电箱（62），所述太阳能板（61）下端通过支撑架（611）进行方位调整，所述太阳能板（61）分别通过电缆与供电箱（62）内的光伏控制器（621）和变压器（623）电连接，所述光伏控制器（621）通过蓄电池（622）将电力输出至控制箱（21）内；

所述主管道 （1）内的钢管（14）直径比一级池（4）下端的导管直径大2-3mm，且钢管（14）与该导管之间为转动密封连接，所述钢管（14）与一号管道（17）直径也为转动密封连接，所述钢管（14）中部 套有转动齿轮（16），所述转动齿轮（16）上与驱动电机（12）的驱动轴（15）端连接，所述驱动电机（12）安装在主管道（1）上，所述变压器（623）的输出端通过电缆与驱动电机（12）电连 接；

排液箱（3）内 安装有对称放置的两块弧形板（25），两块弧形板（25）构成从左至右口径依次减小的“8”字 形，每块弧形板（25）上均安装有涡轮机（24），所述涡轮机（24）输出端通过导线与安装在控 制箱（21）内的稳压器（36）连接，所述稳压器（36）输出端与控制箱（21）内PLC控制器（33）电 连接，所述稳压器（36）输入端还与蓄电池（622）输出端电连接；

控制箱（21）内 的所述PLC控制器（33）依次电连接有编码/解码模块（34）、数模/模数转换模块（35）和无线通信 模块（32），所述排污连接管（19）上方安装有水流量传感器（20），所述PLC控制器（33）通过导 线与水流量传感器（20）电连接，所述控制箱（21）外侧设置有一报警器（26），所述报警器 （26）与PLC控制器（33）之间电连接；

排液箱（3）输 出端位于两块弧形板（25）之间安装有液体检测模块（23），所述液体检测模块（23）包括盐度 传感器（38）、PH传感器（39）和氨氮浓度传感器（40），三个传感器均通过信号存储器（37）与 PLC控制器（33）信号连接。

2.根据权利要求1所述的一种化学实验室用污水处理系统，其特征在于：所述水液分离箱（2）内的顶部朝一号管道（17）输出端处固定有两个风扇（29）和一倾斜放置的防腐板（28），所述水液分离箱（2）与气体连通管（8）连接处安装有一网罩（31）；所述防腐板（28）倾斜向下安装且将两个风扇（29）下端包裹，所述风扇（29）通过供电器（30）进行驱动，所述供电器（30）与变压器（623）输出端电连接，且供电器（30）与控制箱（21）内的继电器（41）也电连接。

3.根据权利要求1所述的一种化学实验室用污水处理系统，其特征在于：主管道（1）上表面设置有透明窗（47），所述透明窗（47）中部安装有检修板（42），所述检修板（42）通过螺钉（44）与主管道（1）之间固定，所述检修板（42）一侧通过铰接块（43）与透明窗（47）之间铰接。

4.根据权利要求1所述的一种化学实验室用污水处理系统，其特征在于：所述过滤箱（10）内竖向安装有过滤板（45），所述过滤板（45）由玻璃纤维过滤棉、活性炭过滤棉编织而成，所述气体净化箱（11）内的顶部安装有喷头（46），所述喷头（46）输入端连接有高压水管（72）。

5.根据权利要求1所述的一种化学实验室用污水处理系统，其特征在于：所述一级池（4）和二级池（5）上均安装有进水管（71）。

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