CN110015706B - 连续式生物安全实验室废水处理设备的除垢系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了连续式生物安全实验室废水处理设备的除垢系统，包括废水收集罐，还包括清洗罐、酸罐、碱罐、酸泵、碱泵、抽液泵、加压泵、电加热器、保温单元和流量计，本发明还公开了连续式生物安全实验室废水处理设备的除垢方法，包括进行碱洗程序、进行酸洗程序、通过第二pH值传感器检测废水收集罐中的pH值判断是否进行下一步灭活处理。本发明可以有效去除电加热器内附着的垢，同时通过监测每次碱洗、酸洗前清洗罐内pH值，避免因设备故障导致酸洗、碱洗时对灭菌管道造成损伤，另外，通过监测碱洗酸洗后的废水pH值，呈弱碱性时才能进行灭活操作，保障连续式高等级生物安全实验室废水处理设备安全稳定运行。

Description

连续式生物安全实验室废水处理设备的除垢系统及方法

技术领域

本发明属于废水处理设备领域，具体涉及连续式生物安全实验室废水处理设备的除垢系统，还涉及连续式生物安全实验室废水处理设备的除垢方法。

背景技术

目前，连续式生物安全实验室废水处理设备的除垢系统要求能够长时间连续处理废水，而生物安全实验室所产生的废水通常含有一些有机物杂质，在经过灭菌管道高温灭活处理时，这些有机物容易粘附在电加热器、保温单元以及连接的管道的管壁上，越积越多，最终导致管道流量下降，甚至堵塞，无法有效保证设备能连续运行。

发明内容

本发明的目的是在于针对现有技术的缺陷和不足，提供连续式生物安全实验室废水处理设备的除垢系统，还提供连续式生物安全实验室废水处理设备的除垢方法，有效防止除垢过程中酸洗、碱洗对灭菌管道造成损伤，同时防止废水收集罐呈酸性的情况下进行灭活，保障设备长期稳定运行。

为了实现上述的目的，本发明采用以下技术方案：

连续式生物安全实验室废水处理设备的除垢系统，包括废水收集罐，还包括清洗罐、酸罐、碱罐、酸泵、碱泵、抽液泵、加压泵、电加热器、保温单元和流量计，

清洗罐通过酸泵与酸罐连接，清洗罐通过碱泵与碱罐连接，清洗罐内设置有第一pH值传感器，清洗罐内设置有第一液位计和第二液位计，第二液位计位于第一液位计上方，清洗罐通过抽液泵与第六开关阀一端连接，第六开关阀另一端分别与第二开关阀一端、第三开关阀一端、加压泵的进端连接，加压泵的出端通过第七开关阀与电加热器一端连接，电加热器另一端与保温单元一端连接，保温单元一端与流量计一端连接，流量计另一端分别与第五开关阀一端和第四开关阀一端连接，第四开关阀另一端分别与第二开关阀另一端和第一开关阀一端连接，第一开关阀另一端与废水收集罐连接，第三开关阀另一端与废水收集罐的底部连接，废水收集罐内设置有第二pH值传感器。

连续式生物安全实验室废水处理设备的除垢方法，包括以下步骤：

步骤1、进行碱洗程序，具体为：

向清洗罐注入软水至第二液位计的高度，通过碱泵将碱液注入清洗罐，使清洗罐内的碱液稀释后的pH值为13.6～13.7，打开第一开关阀、第二开关阀、第六开关阀，关闭第七开关阀、第三开关阀、第四开关阀、第五开关阀，启动抽液泵，将清洗罐内的碱液反向注入废水收集罐，反向注入的过程：碱液经过第六开关阀、第二开关阀进入废水收集罐，然后关闭第二开关阀，打开第七开关阀、第四开关阀，启动加压泵和抽液泵，将清洗罐内的碱液正向注入废水收集罐，正向注入的过程：碱液经过第六开关阀、第七开关阀、电加热器、保温单元、流量计、第四开关阀、第一开关阀进入废水收集罐，当清洗罐内的液位到达第一液位计时，关闭第一开关阀、第六开关阀，打开第二开关阀，关闭抽液泵，充液通道内的碱液经加压泵在充液通道内循环，同时通过电加热器对充液通道内的碱液加热至75～85度，保温15～25分钟，除去充液通道内附着的有机物垢质，完成后，向清洗罐内注入软水，打开第一开关阀、第六开关阀，关闭第二开关阀，启动抽液泵，使软水冲洗充液通道中的碱液流入废水收集罐，

清洗罐内第二液位计的高度至第一液位计的高度之间的容积大于充液通道容积，充液通道为打开第二开关阀、第四开关阀和第七开关阀，关闭第一开关阀、第三开关阀、第六开关阀和第五开关阀，启动加压泵的条件下，加压泵、第七开关阀、电加热器、保温单元、流量计、第四开关阀、第二开关阀构成的循环通道，

步骤2、进行酸洗程序，具体为：

向清洗罐注入软水至第二液位计的高度，通过酸泵将酸液注入清洗罐，使清洗罐内的pH值为0.43～0.45，打开第一开关阀、第二开关阀、第六开关阀，关闭第七开关阀、第三开关阀、第四开关阀、第五开关阀，启动抽液泵，将清洗罐内的酸液反向注入废水收集罐，反向注入的过程：酸液经过第六开关阀、第二开关阀进入废水收集罐，然后关闭第二开关阀，打开第七开关阀和第四开关阀，启动加压泵和抽液泵，将清洗罐内的酸液正向注入废水收集罐，正向注入的过程：酸液经过第六开关阀、第七开关阀、电加热器、保温单元、流量计、第四开关阀和第一开关阀进入废水收集罐，当清洗罐内的液位到达第一液位计时，关闭第一开关阀和第六开关阀，打开第二开关阀，关闭抽液泵，充液通道内的酸液经加压泵在充液通道内循环，同时通过电加热器对充液通道内的酸液加热至75～85度，保温15～25分钟，向清洗罐内注入软水，打开第一开关阀、第六开关阀，关闭第二开关阀，启动抽液泵，使软水冲洗充液通道中的酸液流入废水收集罐，

步骤3、完成碱洗程序、酸洗程序后，通过第二pH值传感器检测废水收集罐中的pH值，若废水收集罐的pH值＞7值，则判断能进行下一步灭活处理；若废水收集罐的pH值≤7，则不能进行下一步灭活处理。

连续式生物安全实验室废水处理设备的除垢方法，灭活处理包括以下步骤：打开第三开关阀、第七开关阀和第五开关阀，关闭第一开关阀、第二开关阀、第六开关阀和第四开关阀，启动加压泵，关闭抽液泵，废水收集罐中的废水依次经第三开关阀、加压泵、第七开关阀后进入电加热器和保温单元灭活，灭活后的废水经流量计、第五开关阀进行排放。

连续式生物安全实验室废水处理设备的除垢方法，当进行灭活处理时，若流量计显示的流量小于设定流量值的60%，停止灭活处理，并重复步骤1～步骤3。

与现有技术相比较，本发明的有益效果如下：

可以有效去除电加热器内附着的垢，同时通过监测每次碱洗、酸洗前清洗罐内pH值，避免因设备故障导致酸洗、碱洗时对灭菌管道造成损伤，另外，通过监测碱洗酸洗后的废水pH值，呈弱碱性时才能进行灭活操作，保障连续式高等级生物安全实验室废水处理设备安全稳定运行。

附图说明

图1为本发明的系统连接图。

图中，1-废水收集罐；2-第一开关阀；3-第二开关阀；4-第三开关阀；5-第一液位计；6-第二液位计；7-清洗罐；8-酸泵；9-碱泵；10-酸罐；11-碱罐；12-电加热器；13-流量计；14-第一pH值传感器；15-第四开关阀；16-第五开关阀；17-第二pH值传感器；18-加压泵；19-第六开关阀；20-抽液泵；21-第七开关阀；22-保温单元。

具体实施方式

为了便于本领域普通技术人员理解和实施本发明，下面结合实施例对本发明作进一步的详细描述，应当理解，此处所描述的实施示例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

连续式生物安全实验室废水处理设备的除垢系统，包括废水收集罐1，还包括清洗罐7、酸罐10、碱罐11、酸泵8、碱泵9、抽液泵20、加压泵18和流量计13，

清洗罐7通过酸泵8与酸罐10连接，清洗罐7通过碱泵9与碱罐11连接，清洗罐7内设置有第一pH值传感器14，清洗罐7内设置有第一液位计5和第二液位计6，第二液位计6位于第一液位计5上方，清洗罐7通过抽液泵20与第六开关阀19一端连接，第六开关阀19另一端分别与第二开关阀3一端、第三开关阀4一端、加压泵18的进端连接，加压泵18的出端通过第七开关阀21与电加热器12一端连接，电加热器12另一端与保温单元22一端连接，保温单元22一端与流量计13一端连接，流量计13另一端分别与第五开关阀16一端和第四开关阀15一端连接，第四开关阀15另一端分别与第二开关阀3另一端和第一开关阀2一端连接，第一开关阀2另一端与废水收集罐1连接，第三开关阀4另一端与废水收集罐1的底部连接，废水收集罐1内设置有第二pH值传感器17。

连续式生物安全实验室废水处理设备的除垢方法，包括以下步骤：

步骤1、进行碱洗程序，具体为：

向清洗罐7注入软水至第二液位计6的高度，通过碱泵9将高浓度碱液（7.5 mol/LNaOH溶液）注入清洗罐7，通过第一pH值传感器14控制碱泵9向清洗罐7中注入碱液，（碱液注入量PID控制），使清洗罐7内的碱液稀释后的pH值为13.6～13.7，打开第一开关阀2、第二开关阀3、第六开关阀19，关闭第七开关阀21、第三开关阀4、第四开关阀15、第五开关阀16，启动抽液泵20，将清洗罐7内的碱液反向注入废水收集罐1，反向注入的过程：碱液经过第六开关阀19、第二开关阀3进入废水收集罐1，然后关闭第二开关阀3，打开第七开关阀21、第四开关阀15，启动加压泵18和抽液泵20，将清洗罐7内的碱液正向注入废水收集罐1，正向注入的过程：碱液经过第六开关阀19、第七开关阀21、电加热器12、保温单元22、流量计13、第四开关阀15、第一开关阀2，最终流入废水收集罐1，如此完成充液管道的填充。当清洗罐7内的液位到达第一液位计5时，关闭第一开关阀2、第六开关阀19，打开第二开关阀3，关闭抽液泵20，充液通道内的碱液经加压泵18在充液通道内循环，同时通过电加热器12对充液通道内的碱液加热至80度，保温20分钟，除去充液通道内附着的有机物垢质，完成后，向清洗罐7内注入软水，打开第一开关阀2、第六开关阀19，关闭第二开关阀3，启动抽液泵20，使软水冲洗充液通道中的碱液流入废水收集罐1。

清洗罐7内第二液位计6的高度至第一液位计5的高度之间的容积大于充液通道容积（清洗罐7内第二液位计6的高度至第一液位计5的高度之间的容积大于充液通道容积的1.2倍～2倍），充液通道为打开第二开关阀3、第四开关阀15和第七开关阀21，关闭第一开关阀2、第三开关阀4、第六开关阀19和第五开关阀16，启动加压泵18的条件下，加压泵18、第七开关阀21、电加热器12、保温单元22、流量计13、第四开关阀15、第二开关阀3构成的循环通道。

步骤2、进行酸洗程序，具体为：

向清洗罐7注入软水至第二液位计6的高度，通过酸泵8将高浓度的酸液（10.32mol/L的HNO₃溶液：）注入清洗罐7，通过第一pH值传感器14控制酸泵8向清洗罐7中注入酸液（酸液注入量PID控制），使清洗罐7内的酸液稀释后pH值为0.43～0.45，打开第一开关阀2、第二开关阀3、第六开关阀19，关闭第七开关阀21、第三开关阀4、第四开关阀15、第五开关阀16，启动抽液泵20，将清洗罐7内的酸液反向注入废水收集罐1，反向注入的过程：酸液经过第六开关阀19、第二开关阀3进入废水收集罐1，然后关闭第二开关阀3，打开第七开关阀21、第四开关阀15，启动加压泵18和抽液泵20，将清洗罐7内的酸液正向注入废水收集罐1，正向注入的过程：酸液经过第六开关阀19、第七开关阀21、电加热器12、保温单元22、流量计13、第四开关阀15、第一开关阀2，最终流入废水收集罐1，如此完成充液管道的填充。当清洗罐7内的液位到达第一液位计5时，关闭第一开关阀2、第六开关阀19，打开第二开关阀3，关闭抽液泵20，充液通道内的酸液经加压泵18在充液通道内循环，同时通过电加热器12对充液通道内的酸液加热至80度，保温20分钟，除去充液通道内附着的碱性垢质（碳酸钙、碳罐镁等），完成后，向清洗罐7内注入软水，打开第一开关阀2、第六开关阀19，关闭第二开关阀3，启动抽液泵20，使软水冲洗充液通道中的酸液流入废水收集罐1。

步骤3、完成碱洗程序、酸洗程序后，通过第二pH值传感器17检测废水收集罐1中的pH值，若废水收集罐1的pH值＞7值，则判断能进行下一步灭活处理；若废水收集罐1的pH值≤7，则需要排查废水呈酸性的原因，不能进行下一步灭活处理。

灭活处理包括以下步骤：打开第三开关阀4、第七开关阀21、第五开关阀16，关闭第一开关阀2、第二开关阀3、第六开关阀19、第四开关阀15，启动加压泵18，关闭抽液泵20，废水收集罐1中的废水依次经第三开关阀4、加压泵18、第七开关阀21后进入电加热器和保温单元灭活，灭活后的废水经流量计13、第五开关阀16进行排放。

当进行灭活处理时，若流量计13显示的流量小于设定流量值的60%，则判断充液通道内出现结垢现象，停止灭活处理，并重复步骤1～步骤3。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (1)

1.连续式生物安全实验室废水处理设备的除垢方法，利用除垢系统，除垢系统包括废水收集罐（1）、清洗罐（7）、酸罐（10）、碱罐（11）、酸泵（8）、碱泵（9）、抽液泵（20）、加压泵（18）和流量计（13），

清洗罐（7）通过酸泵（8）与酸罐（10）连接，清洗罐（7）通过碱泵（9）与碱罐（11）连接，清洗罐（7）内设置有第一pH值传感器（14），清洗罐（7）内设置有第一液位计（5）和第二液位计（6），第二液位计（6）位于第一液位计（5）上方，清洗罐（7）通过抽液泵（20）与第六开关阀（19）一端连接，第六开关阀（19）另一端分别与第二开关阀（3）一端、第三开关阀（4）一端、加压泵（18）的进端连接，加压泵（18）的出端通过第七开关阀（21）与电加热器（12）一端连接，电加热器（12）另一端与保温单元（22）一端连接，保温单元（22）一端与流量计（13）一端连接，流量计（13）另一端分别与第五开关阀（16）一端和第四开关阀（15）一端连接，第四开关阀（15）另一端分别与第二开关阀（3）另一端和第一开关阀（2）一端连接，第一开关阀（2）另一端与废水收集罐（1）连接，第三开关阀（4）另一端与废水收集罐（1）的底部连接，废水收集罐（1）内设置有第二pH值传感器（17），清洗罐（7）内第二液位计（6）的高度至第一液位计（5）的高度之间的容积大于充液通道容积的1.2倍～2倍，充液通道为打开第二开关阀（3）、第四开关阀（15）和第七开关阀（21），关闭第一开关阀（2）、第三开关阀（4）、第六开关阀（19）和第五开关阀（16），启动加压泵（18）的条件下，加压泵（18）、第七开关阀（21）、电加热器（12）、保温单元（22）、流量计（13）、第四开关阀（15）、第二开关阀（3）构成的循环通道，

其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、进行碱洗程序，具体为：

向清洗罐（7）注入软水至第二液位计（6）的高度，通过碱泵（9）将碱液注入清洗罐（7），使清洗罐（7）内的碱液稀释后的pH值为13.6～13.7，打开第一开关阀（2）、第二开关阀（3）、第六开关阀（19），关闭第七开关阀（21）、第三开关阀（4）、第四开关阀（15）、第五开关阀（16），启动抽液泵（20），将清洗罐（7）内的碱液反向注入废水收集罐（1），反向注入的过程：碱液经过第六开关阀（19）、第二开关阀（3）进入废水收集罐（1），然后关闭第二开关阀（3），打开第七开关阀（21）、第四开关阀（15），启动加压泵（18）和抽液泵（20），将清洗罐（7）内的碱液正向注入废水收集罐（1），正向注入的过程：碱液经过第六开关阀（19）、第七开关阀（21）、电加热器（12）、保温单元（22）、流量计（13）、第四开关阀（15）、第一开关阀（2）进入废水收集罐（1），当清洗罐（7）内的液位到达第一液位计（5）时，关闭第一开关阀（2）、第六开关阀（19），打开第二开关阀（3），关闭抽液泵（20），充液通道内的碱液经加压泵（18）在充液通道内循环，同时通过电加热器（12）对充液通道内的碱液加热至75～85度，保温15～25分钟，除去充液通道内附着的有机物垢质，完成后，向清洗罐（7）内注入软水，打开第一开关阀（2）、第六开关阀（19），关闭第二开关阀（3），启动抽液泵（20），使软水冲洗充液通道中的碱液流入废水收集罐（1），

清洗罐（7）内第二液位计（6）的高度至第一液位计（5）的高度之间的容积大于充液通道容积，充液通道为打开第二开关阀（3）、第四开关阀（15）和第七开关阀（21），关闭第一开关阀（2）、第三开关阀（4）、第六开关阀（19）和第五开关阀（16），启动加压泵（18）的条件下，加压泵（18）、第七开关阀（21）、电加热器（12）、保温单元（22）、流量计（13）、第四开关阀（15）、第二开关阀（3）构成的循环通道，

步骤2、进行酸洗程序，具体为：

向清洗罐（7）注入软水至第二液位计（6）的高度，通过酸泵（8）将酸液注入清洗罐（7），使清洗罐（7）内的pH值为0.43～0.45，打开第一开关阀（2）、第二开关阀（3）、第六开关阀（19），关闭第七开关阀（21）、第三开关阀（4）、第四开关阀（15）、第五开关阀（16），启动抽液泵（20），将清洗罐（7）内的酸液反向注入废水收集罐（1），反向注入的过程：酸液经过第六开关阀（19）、第二开关阀（3）进入废水收集罐（1），然后关闭第二开关阀（3），打开第七开关阀（21）和第四开关阀（15），启动加压泵（18）和抽液泵（20），将清洗罐（7）内的酸液正向注入废水收集罐（1），正向注入的过程：酸液经过第六开关阀（19）、第七开关阀（21）、电加热器（12）、保温单元（22）、流量计（13）、第四开关阀（15）和第一开关阀（2）进入废水收集罐（1），当清洗罐（7）内的液位到达第一液位计（5）时，关闭第一开关阀（2）和第六开关阀（19），打开第二开关阀（3），关闭抽液泵（20），充液通道内的酸液经加压泵（18）在充液通道内循环，同时通过电加热器（12）对充液通道内的酸液加热至75～85度，保温15～25分钟，向清洗罐（7）内注入软水，打开第一开关阀（2）、第六开关阀（19），关闭第二开关阀（3），启动抽液泵（20），使软水冲洗充液通道中的酸液流入废水收集罐（1），

步骤3、完成碱洗程序、酸洗程序后，通过第二pH值传感器（17）检测废水收集罐（1）中的pH值，若废水收集罐（1）的pH值＞7值，则判断能进行下一步灭活处理；若废水收集罐（1）的pH值≤7，则不能进行下一步灭活处理，

灭活处理包括以下步骤：打开第三开关阀（4）、第七开关阀（21）和第五开关阀（16），关闭第一开关阀（2）、第二开关阀（3）、第六开关阀（19）和第四开关阀（15），启动加压泵（18），关闭抽液泵（20），废水收集罐（1）中的废水依次经第三开关阀（4）、加压泵（18）、第七开关阀（21）后进入电加热器和保温单元灭活，灭活后的废水经流量计（13）、第五开关阀（16）进行排放，

当进行灭活处理时，若流量计（13）显示的流量小于设定流量值的60%，停止灭活处理，并重复步骤1～步骤3。

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