CN110040799A - 一种连续式高等级生物安全实验室废水灭活装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种连续式高等级生物安全实验室废水灭活装置，包括废水收集罐、储罐、第二电加热器、冷冻机、第二温度计、第二电动泵、第一电动泵、压力表、热交换器、第一电加热器、保温盘管、流量计、第一温度计。本发明还公开了一种连续式高等级生物安全实验室废水灭活方法，本发明可以连续处理废水收集罐内的废水，其灭活方法是先用干净水测试灭活条件是否达到要求，再进行灭活，严格控制了生物安全风险，同时通过控制储罐与废水收集罐内的水温一致，保证了灭活时切换管道后温度控制的准确性，减少生物安全风险，提高了设备的可靠性。

Description

一种连续式高等级生物安全实验室废水灭活装置及方法

技术领域

本发明涉及废水处理设备领域，具体涉及一种连续式高等级生物安全实验室废水灭活装置，还涉及一种连续式高等级生物安全实验室废水灭活方法。

背景技术

目前，生物安全实验室内的废水处理方式主要有连续式和序批式两种。序批式废水处理就是将废水通过收集罐收集后，采用蒸汽或电加热方式将其加热到一定温度后实现灭活，其能源消耗较大，加热不均匀且可能存在死角。连续式废水处理通过管道加热后灭活，可以实现废水的连续处理，能源消耗相对较小，水温控制精确，但存在管道泄露的风险。两种废水处理方式都存在生物风险控制的问题，一旦处理不好，可能会引起较大的生物风险。

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，提供一种连续式高等级生物安全实验室废水灭活装置，还提供一种连续式高等级生物安全实验室废水灭活方法，极大降低了灭活过程中的生物风险，有效保障了设备的可靠性。

为了实现上述的目的，本发明采用以下技术方案：

一种连续式高等级生物安全实验室废水灭活装置，包括废水收集罐，还包括储罐，储罐通过管道分别与第二电加热器和冷冻机连接，储罐内设置有第二温度计，储罐通过第二电动泵与第二开关阀一端连接，第二开关阀另一端分别与第一开关阀的一端、第六开关阀的一端、以及第一电动泵的进水端连接，第一开关阀的另一端与废水收集罐连接，第一电动泵的出水端设置有压力表，第一电动泵的出水端依次通过热交换器的第一换热通道、第一电加热器、保温盘管、流量计与第七开关阀一端连接，第七开关阀另一端设置有第三温度计并通过热交换器的第二换热通道与第三开关阀一端和第四开关阀一端连接，第四开关阀另一端与冷却器连接，第三开关阀另一端与第五开关阀一端以及第六开关阀另一端连接，第五开关阀另一端与废水收集罐连接，废水收集罐内设置有第一温度计。

一种连续式高等级生物安全实验室废水灭活方法，包括以下步骤：

步骤1、向储罐内注入设定量自来水，通过第一温度计和第二温度计对比废水收集罐和储罐内的水温差，

若废水收集罐内的水温度比储罐内的水温度高3度或高3度以上，则通过第二电加热器将自来水加热后注入储罐中，使废水收集罐内的水温度与储罐（8）内的水温度的差值的绝对值小于3度；

若废水收集罐内的水温度比储罐内的水温度低3度或低3度以上，则通过冷冻机将自来水制冷后注入储罐中，使废水收集罐内的水温度与储罐内的水温度的差值的绝对值小于3度，

步骤2、打开第二开关阀、第七开关阀、和第四开关阀，关闭第一开关阀、第三开关阀、第五开关阀、和第六开关阀，启动第一电动泵和第二电动泵，使储罐内的水通过热交换器的第一换热通道、第一电加热器、保温盘管、流量计、第七开关阀、热交换器的第二换热通道、第四开关阀、冷却器后排出，

控制第一电加热器的加热功率，使得第三温度计测量的温度在134度及以上，控制第七开关阀的开度，通过流量计对流量进行监测，使得水流过保温盘管的时间满足大于等于20分钟的条件，

步骤3、关闭第二开关阀，打开第一开关阀，控制第一电加热器的加热功率，使得第三温度计测量的温度在134度及以上，控制第七开关阀的开度，通过流量计对流量进行监测，使得废水收集罐中的水流过保温盘管的时间满足大于等于20分钟的条件，直至废水收集罐中的废水处理完毕，

步骤4、启动第二电加热器，使储罐内的水达到95度及以上，然后关闭第一开关阀、第四开关阀、第六开关阀；打开第二开关阀、第三开关阀、第五开关阀、和第七开关阀，使储罐内的水依次通过第二电动泵、第二开关阀、第一电动泵、热交换器的第一换热通道、第一电加热器、保温盘管、流量计、第七开关阀、热交换器的第二换热通道、第三开关阀、第五开关阀注入废水收集罐，

步骤5、关闭第五开关阀和第二开关阀，停止第一电动泵，打开第六开关阀，第一电动泵继续运行，使水在第六开关阀、第一电动泵、热交换器的第一换热通道、第一电加热器、保温盘管、流量计、第七开关阀、热交换器的第二换热通道、第三开关阀形成的循环管道中循环，通过第一电加热器进行加热，使第三温度计测量的温度达到134度及以上，控制第七开关阀的开度，通过流量计对流量进行监测，使得水流过保温盘管的时间满足大于等于20分钟的条件，运行设定时间，关闭第三开关阀，打开第四开关阀，水经冷却器排出。

与现有技术相比较，本发明的有益效果如下：

1、储罐内自来水的温度是通过第二温度计与第一温度计对比，控制第二电加热器或冷冻机的功率向储罐补水，实现储罐与废水收集罐内水温的一致，其最大温差须在3度内。当自来水经管道加热升温至134度以上，达到灭活条件时，切换至废水灭活，由于两种水的温差很小，确保了灭活过程中，管道内水温不会产生波动，减小生物风险。

2、热交换器可以将灭活后的废水与刚要进行灭活的废水实现热交换，节省能源。

3、保温盘管有足够的容积，使达到灭活条件时，管道内液体通过保温盘管的时间需要20分钟及以上。

4、消毒方法是先加热自来水，再注入管道，可以减少管道内水温提升的时间，尽快达到消毒的目的。

5、灭活方法对灭活的温度控制、时间控制可以根据需求进行调节。

6、灭活方法是先用自来水加热到134度以上，测试系统条件达到稳定状态后，再切换至活毒废水，这样确保了灭活时系统的可靠性，极大程度减小了生物风险。

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-第五开关阀；3-第六开关阀；4-第一开关阀；5-第二温度计；6-第二电加热器；7-冷冻机；8-储罐；9-第二电动泵；10-第二开关阀；11-第一电动泵；12-热交换器；13-第一电加热器；14-保温盘管；15-第七开关阀；16-第三温度计；17-冷却器；18-第四开关阀；19-第三开关阀；20-压力表；21-第一温度计；22-流量计。

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。

如图1所示，一种连续式高等级生物安全实验室废水灭活装置，包括废水收集罐1，还包括储罐8，储罐8通过管道分别与第二电加热器6和冷冻机7连接，储罐8内设置有第二温度计5，储罐8通过第二电动泵9与第二开关阀10一端连接，第二开关阀10另一端分别与第一开关阀4的一端、第六开关阀3的一端、以及第一电动泵11的进水端连接，第一开关阀4的另一端与废水收集罐1连接，第一电动泵11的出水端设置有压力表20，第一电动泵11的出水端依次通过热交换器12的第一换热通道、第一电加热器13、保温盘管14、流量计22与第七开关阀15一端连接，第七开关阀15另一端设置有第三温度计16并通过热交换器12的第二换热通道与第三开关阀19一端和第四开关阀18一端连接，第四开关阀18另一端与冷却器17连接，第三开关阀19另一端与第五开关阀2一端以及第六开关阀2另一端连接，第五开关阀2另一端与废水收集罐1连接，废水收集罐1内设置有第一温度计21。

一种连续式高等级生物安全实验室废水灭活灭活方法，包括如下步骤：

步骤1、向储罐8内注入设定量自来水，通过第一温度计21和第二温度计5对比废水收集罐1和储罐8内的水温差，

若废水收集罐1内的水温度比储罐8内的水温度高3度或高3度以上，则通过第二电加热器6将自来水加热后注入储罐8中，使废水收集罐1内的水温度与储罐8内的水温度的差值的绝对值小于3度；

若废水收集罐1内的水温度比储罐8内的水温度低3度或低3度以上，则通过冷冻机7将自来水制冷后注入储罐8中，使废水收集罐1内的水温度与储罐8内的水温度的差值的绝对值小于3度，

储罐8内自带浮球阀，储罐8内水量达到设定体积后会排出。

步骤2、打开第二开关阀10、第七开关阀15、第四开关阀18，关闭第一开关阀4、第三开关阀19、第五开关阀2、第六开关阀3，启动第一电动泵11和第二电动泵9运转，使储罐8内的水可以通过热交换器12、第一电加热器13的第一换热通道、保温盘管14、流量计22、第七开关阀15、热交换器12的第二换热通道、第四开关阀18、冷却器17后排出，其中热交换器12可以对从储罐8进入第一电加热器13的水提前预热，控制第一电加热器13的加热功率，使得第三温度计16测量的温度在134度及以上，控制第七开关阀15的开度，通过流量计22对流量进行监测，使得水流过保温盘管14的时间满足大于等于20分钟的条件，运行3～5分钟，

第一电动泵11的转速是恒定设定值，使得压力表20的压力控制在4～7BAR（确保保温盘管14内水温可以提升至134度及以上）。第一电动泵11的转速是恒定的，通过调节第七开关阀15的开度，可以控制流量计22的流量大小，而流过保温盘管14的时间，只与保温盘管14本身的容积和流量的大小有关，压力表20的大小主要取决于第一电动泵11的功率，功率越大，压力会越大，压力控制在4～7bar，有利于保温盘管14内的温度快速上升至134度及以上，最终的目的就是控制第三温度计16的温度和流量计22的流量。

这样可以确保保温盘管14内的水可以在134度及以上的温度灭活20分钟及以上，最终经冷却器17排出。

步骤3、切换管道，具体为：关闭第二开关阀10；打开第一开关阀4，其它开关阀不变化（即打开第七开关阀15、第四开关阀18；关闭第三开关阀19、第五开关阀2、第六开关阀3），控制第一电加热器13的加热功率，使得第三温度计16测量的温度在134度及以上，控制第七开关阀15的开度，通过流量计22对流量进行监测，使得水流过保温盘管14的时间满足大于等于20分钟的条件，至废水收集罐1中的废水处理完毕，

第一电动泵11的转速是恒定设定值，使得压力表20的压力控制在4～7BAR（确保保温盘管14内水温可以提升至134度及以上）。这样可以确保保温盘管14内的废水可以在134度及以上的温度灭活20分钟及以上，最终经冷却器17排出。从而实现生物废水的安全处理。

步骤4、当废水收集罐1内的所有废水快处理完时，管道内不可避免在最后过程中会有残留废水无法完全处理，特别是第一开关阀4与第一电动泵11之间的这一段，因此需要对管道进消毒。

其消毒方法是：启动第二电加热器6，以最大功率加热自来水，使储罐8内的水达到95度及以上，然后关闭第一开关阀4、第四开关阀18、第六开关阀3；打开第二开关阀10、第三开关阀19、第五开关阀2、第七开关阀15，使储罐8内的水依次通过第二电动泵9、第二开关阀10、第一电动泵11、热交换器12的第一换热通道、第一电加热器13、保温盘管14、流量计第七开关阀15、热交换器12的第二换热通道、第三开关阀19、第五开关阀2注入废水收集罐1，

步骤5、整个管道中充满水后，关闭第五开关阀2、第二开关阀10，停止第一电动泵11，打开第六开关阀3，第一电动泵11继续运行，其他的开关阀与步骤4中相同，即关闭第一开关阀4、第四开关阀18；打开第三开关阀19、第七开关阀15，使水在第六开关阀3、第一电动泵11、热交换器12的第一换热通道、第一电加热器13、保温盘管14、流量计22、第七开关阀15、热交换器12的第二换热通道、第三开关阀19形成的循环管道中循环，通过第一电加热器13进行加热，使第三温度计16测量的温度达到134度及以上，控制第七开关阀15的开度，通过流量计22对流量进行监测，使得水流过保温盘管14的时间满足大于等于20分钟的条件，运行设定时间，关闭第三开关阀19，打开第四开关阀18，水经冷却器17排出，最后结束，实现管道消毒的目的。

以上是实现废水灭活的方法及管道消毒的方法，管道消毒是灭活后不可缺少的一环，否则会存在生物安全风险。

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 (2)

1.一种连续式高等级生物安全实验室废水灭活装置，包括废水收集罐（1），其特征在于，还包括储罐（8），储罐（8）通过管道分别与第二电加热器（6）和冷冻机（7）连接，储罐（8）内设置有第二温度计（5），储罐（8）通过第二电动泵（9）与第二开关阀（10）一端连接，第二开关阀（10）另一端分别与第一开关阀（4）的一端、第六开关阀（3）的一端、以及第一电动泵（11）的进水端连接，第一开关阀（4）的另一端与废水收集罐（1）连接，第一电动泵（11）的出水端设置有压力表（20），第一电动泵（11）的出水端依次通过热交换器（12）的第一换热通道、第一电加热器（13）、保温盘管（14）、流量计（22）与第七开关阀（15）一端连接，第七开关阀（15）另一端设置有第三温度计（16）并通过热交换器（12）的第二换热通道与第三开关阀（19）一端和第四开关阀（18）一端连接，第四开关阀（18）另一端与冷却器（17）连接，第三开关阀（19）另一端与第五开关阀（2）一端以及第六开关阀（3）另一端连接，第五开关阀（2）另一端与废水收集罐（1）连接，废水收集罐（1）内设置有第一温度计（21）。

2.一种连续式高等级生物安全实验室废水灭活方法，利用权利要求1所述的连续式高等级生物安全实验室废水灭活装置，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、向储罐（8）内注入设定量自来水，通过第一温度计（21）和第二温度计（5）对比废水收集罐（1）和储罐（8）内的水温差，

若废水收集罐（1）内的水温度比储罐（8）内的水温度高3度或高3度以上，则通过第二电加热器（6）将自来水加热后注入储罐（8）中，使废水收集罐（1）内的水温度与储罐（8）内的水温度的差值的绝对值小于3度；

若废水收集罐（1）内的水温度比储罐（8）内的水温度低3度或低3度以上，则通过冷冻机（7）将自来水制冷后注入储罐（8）中，使废水收集罐（1）内的水温度与储罐（8）内的水温度的差值的绝对值小于3度，

步骤2、打开第二开关阀（10）、第七开关阀（15）、和第四开关阀（18），关闭第一开关阀（4）、第三开关阀（19）、第五开关阀（2）、和第六开关阀（3），启动第一电动泵（11）和第二电动泵（9），使储罐（8）内的水通过热交换器（12）的第一换热通道、第一电加热器（13）、保温盘管（14）、流量计（22）、第七开关阀（15）、热交换器（12）的第二换热通道、第四开关阀（18）、冷却器（17）后排出，

控制第一电加热器（13）的加热功率，使得第三温度计（16）测量的温度在134度及以上，控制第七开关阀（15）的开度，通过流量计（22）对流量进行监测，使得水流过保温盘管（14）的时间满足大于等于20分钟的条件，

步骤3、关闭第二开关阀（10），打开第一开关阀（4），控制第一电加热器（13）的加热功率，使得第三温度计（16）测量的温度在134度及以上，控制第七开关阀（15）的开度，通过流量计（22）对流量进行监测，使得废水收集罐（1）中的水流过保温盘管（14）的时间满足大于等于20分钟的条件，直至废水收集罐（1）中的废水处理完毕，

步骤4、启动第二电加热器（6），使储罐（8）内的水达到95度及以上，然后关闭第一开关阀（4）、第四开关阀（18）、第六开关阀（3）；打开第二开关阀（10）、第三开关阀（19）、第五开关阀（2）、和第七开关阀（15），使储罐（8）内的水依次通过第二电动泵（9）、第二开关阀（10）、第一电动泵（11）、热交换器（12）的第一换热通道、第一电加热器（13）、保温盘管（14）、流量计（22）、第七开关阀（15）、热交换器（12）的第二换热通道、第三开关阀（19）、第五开关阀（2）注入废水收集罐（1），

步骤5、关闭第五开关阀（2）、和第二开关阀（10），停止第一电动泵（11），打开第六开关阀（3），第一电动泵（11）继续运行，使水在第六开关阀（3）、第一电动泵（11）、热交换器（12）的第一换热通道、第一电加热器（13）、保温盘管（14）、流量计（22）、第七开关阀（15）、热交换器（12）的第二换热通道、第三开关阀（19）形成的循环管道中循环，通过第一电加热器（13）进行加热，使第三温度计（16）测量的温度达到134度及以上，控制第七开关阀（15）的开度，通过流量计（22）对流量进行监测，使得水流过保温盘管（14）的时间满足大于等于20分钟的条件，运行设定时间，关闭第三开关阀（19），打开第四开关阀（18），水经冷却器（17）排出。