CN207446949U - 一种生物安全实验室动物尸体无害化处理设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种生物安全实验室动物尸体无害化处理设备，包括碱解罐，该碱解罐包括通过支架支撑的罐体和设置在罐体上的罐盖，罐体的周壁上设有碱解过程所需介质进入的进料口，罐体的底端设有供罐内残留物排出的出料口；罐体内腔设有搅拌器，罐体周壁上设有搅拌电机，搅拌电机通过搅拌轴带动搅拌器旋转；罐体的周壁上设有供搅拌轴穿出的通孔，搅拌轴的一端与搅拌器连接，另一端自通孔穿出后与搅拌电机的输出轴连接。本实用新型通过在罐体内安装搅拌器，在分解过程中和蒸发过程中对被处理动物尸体进行搅拌，大大缩短了分解的时间，降低了分解过程的能耗。

Description

一种生物安全实验室动物尸体无害化处理设备

技术领域

本实用新型属于动物尸体无害化处理领域，具体涉及一种生物安全实验室动物尸体无害化处理设备。

背景技术

随着畜牧业的发展，动物疫病成为当今阻碍畜牧业发展的主要问题，动物疫病的防治是当今畜牧业的主要课题，死于疫病的动物尸体的处理，是防疫工作的关键，尤其是实施动物疫病研究的动物实验室和动物疫苗生产研究单位的实验动物尸体处理不当，会直接造成疫病的扩散，同时造成环保污染，严重威胁公共安全，GB50447《实验动物设施建筑技术规范》中规定，“负压屏障环境设施应设置无害化处理设施和设备，废弃物品、笼具、动物尸体应无害化处理后运出试验区”在生物安全实验室中，一般采用高压灭菌法对动物尸体进行灭菌，灭菌后填埋或交专业单位焚烧，灭菌法处理动物尸体由于无法保证大块动物尸体内部是否热穿透到位，无法保证灭菌的彻底，劳动强度大，而灭菌后的动物尸体填埋会产生环境污染的隐患，焚烧法会产生大量有害气体，污染环境，随着技术的进步，引进了一种碱解法可有效地处理动物尸体，然而，传统的碱解法具有以下不足：

传统碱解处理法处理后的产物为液体，其特点是具有很高的BOD值和pH值，直接排放会造成环境污染，需要经过生化处理后才可排放，因此企业或机构必须设有污水生化处理系统，把碱解排放物的BOD、pH等处理到达标后，才可排放，没有污水处理设施的企业或机构很难处理这些排放物，即使有污水处理系统的企业，由于碱解产物的BOD浓度非常高，处理难度大，同时加大污水处理系统的负荷，增加处理成本。

传统的碱解处理办法动物尸体在碱解设备内静止，分解效率低，处理时间长，能耗高。

传统碱解处理法处理不完全，降解产物中残留的骨骼、牙齿、残渣等需要进行再次处理，尤其是在生物安全实验室中的动物尸体，在碱解处理后，残留的物质还需要再次消毒才能从生物安全区取出，骨骼、牙齿等动物尸体残渣不能直接丢弃，需要进行焚烧等再次处理，处理过程繁琐，费用高，焚烧产生的气体污染环境。

传统碱解设备考虑了设备的清洗，单由于碱解罐内含有油污等污渍，不能快速有效的清洗干净。

传统碱解设备设计没有考虑生物安全实验室的使用，不适用与安装在生物安全实验室。

发明内容

为了解决传统的碱解处理办法动物尸体在碱解设备内静止，分解效率低，处理时间长，能耗高的问题，本实用新型提供了一种生物安全实验室动物尸体无害化处理设备。本实用新型要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

一种生物安全实验室动物尸体无害化处理设备，包括碱解罐，该碱解罐包括通过支架支撑的罐体和设置在罐体上的罐盖，所述罐体的周壁上设有供碱解过程所需介质进入的进料口，所述罐体的底端设有供罐内残留物排出的出料口；

所述罐体内腔设有搅拌器，所述罐体周壁上设有搅拌电机，所述搅拌电机通过搅拌轴带动搅拌器旋转；所述罐体的周壁上设有供搅拌轴穿出的通孔，所述搅拌轴的一端与搅拌器连接，另一端自通孔穿出后与搅拌电机的输出轴连接。

上述的生物安全实验室动物尸体无害化处理设备，所述搅拌器为环形搅拌器，所述环形搅拌器的周壁上均布多个搅拌齿，该搅拌齿用于充分搅拌碱解物。

上述的生物安全实验室动物尸体无害化处理设备，所述环形搅拌器上且与搅拌轴相对的另一侧还设有旋转轴，所述罐体上还设有供旋转轴穿过的旋转孔，该旋转孔的轴线与所述通孔的轴线重合；

所述旋转孔周壁上设有轴承，所述旋转轴的一端与环形搅拌器连接，所述旋转轴的另一端与轴承内圈紧配合。

上述的生物安全实验室动物尸体无害化处理设备，沿所述罐体的径向对称设置有至少两个支腿，所述支架的顶端与支腿联接，以实现对所述罐体的支撑。

上述的生物安全实验室动物尸体无害化处理设备，所述罐体包括上端和下端均开口的筒体、自所述筒体下端开口处向下延伸的球形封头，所述筒体的上端部与罐盖铰接。

本实用新型的有益效果：

本实用新型通过在罐体内安装搅拌器，在分解过程中和蒸发过程中对被处理动物尸体进行搅拌，大大缩短了分解的时间，降低了分解过程的能耗，同时，经过搅拌器的强力搅拌和破碎，提高了分解效率，碱解产物中没有骨头、残渣等大块物质的存在，因此，本实用新型的处理设备在处理动物尸体时，处理过程一次性完成，无需后续处理。

以下将结合附图及实施例对本实用新型做进一步详细说明。

附图说明

图1碱解罐体结构图；

图2是碱解工艺原理图；

图3是生物安全密封结构图；

图4是罐盖密封和锁紧结构图。

图中：1.罐体，2.盘管夹套，3.保温层，4.外包皮，5.进料口，6.法兰，7.预埋件，8.土建楼板，9.L型法兰，10.第一密封垫，11.压紧法兰；12.压紧螺丝；13.第一压紧法兰；14.第一压紧螺丝；15.铰链；16.罐盖开关液压缸；17.罐盖旋转开关；18.罐盖；19.视镜灯；20.齿形锁紧环；21.罐盖法兰；22.第二密封垫；23.齿形法兰；24.支腿；25.称重模块；26.上夹套接口；27.环形搅拌器；28.搅拌齿；29.球形封头；30.支架；31.下夹套接口；32.罐底阀；33.搅拌轴；34.搅拌电机；35.液压控制系统；36.排空阀；37.第一压力变送器；38.清洗控制阀；39.第二压力变送器；40.蒸发控制阀；41.蒸汽控制阀；42.冷却水回水控制阀；43.排空阀；44.蒸汽进口；45.冷却水回水口；46.冷却水进水口；47.自来水进口；48.温度变送器；49.蒸汽控制阀；50.蒸汽进口；51.自来水控制阀；52.换热器；53.冷凝水控制阀；54.疏水阀；55.清洗排水口；56.冷凝水排放口；57.凝结水排放口；58.冷却水回水控制阀；59.冷却水给水控制阀；60.冷却水给水控制阀；61.机架；62.凝结水泵；63.凝结水排水控制阀；64.冷凝器；65.清洗排水控制阀；66.小车；67.排放口；68.排放控制阀；69.疏水阀；70.冷凝水控制阀；71.温度变送器；72.除味剂控制阀；73.碱液控制阀；74.压缩空气控制阀；75.除味剂进料口；76.碱液进料口；77压缩空气接口。

具体实施方式

为进一步阐述本实用新型达成预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及实施例对本实用新型的具体实施方式、结构特征及其功效，详细说明如下。

在本实用新型创造的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型创造和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型创造的限制。

此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型创造中的具体含义。

本实施例公开了一种生物安全实验室动物尸体无害化处理设备，如图1所示，包括碱解罐，该碱解罐包括通过支架30支撑的罐体1和设置在罐体1上的罐盖18，罐体1的周壁上设有供碱解过程所需介质进入的进料口5，罐体1的底端设有供罐内残留物排出的出料口；罐体1内腔设有搅拌器，罐体1周壁上设有搅拌电机，搅拌电机通过搅拌轴带动搅拌器旋转；罐体1的周壁上设有供搅拌轴穿出的通孔，搅拌轴的一端与搅拌器连接，另一端自通孔穿出后与搅拌电机的输出轴连接。

需指出，本实施例中提到的碱解过程所需的介质有压缩空气、碱液、中和剂等等。

碱解罐的罐体1是采用不锈钢材质制作的，罐体1顶部焊接有齿形法兰，罐体1底部采用球形封头29，与罐体1焊接连接，球形封头29底部焊接有罐底阀；罐体1外部依次是半圆管盘管夹套、保温和包皮；罐体1侧部设有与罐体1内部连通的进料口5，与罐体1夹套连通的上夹套接口，罐体1底部设有与夹套连通的下夹套接口；罐体1侧壁四周均布焊接有四个支腿，四个支腿分别通过四个称重传感器与支架30连接；罐体1侧壁安装有搅拌电机，搅拌电机通过搅拌轴与罐体1内部的环形搅拌器27连接，环形搅拌器27四周均布焊接有搅拌齿28；罐体1顶部安装有罐盖18，罐盖18上焊接有罐盖18法兰，罐盖18法兰上设有燕尾槽，槽内安装有密封垫，罐盖18法兰上安装有齿形锁紧环20，罐盖18上安装有带灯视镜；罐盖18与罐体1通过活动铰链连接；在罐体1两侧分别安装有两个带限位开关的罐盖18开关液压缸，在罐盖18两侧分别安装有两个带限位开关的锁紧液压缸；设备配置有冷凝器，冷凝器通过管路系统与冷凝水排水泵连接，还配置有换热器；冷凝器、冷凝水泵、换热器碱解罐组装在机架上，并通过管路系统相互连接。

罐体1的制作充分考虑了生物安全实验室环境下的使用，设备可安装在两层楼之间，两层楼之间采用楼板隔离，上层作为生物安全污染区，下层作为洁净区，使用中从生物安全污染区打开罐盖18装载动物尸体，处理后可从下层洁净区排泄处理产物，整套设备的关键技术模块安装在下层洁净区，便于操作维护；设备与楼板之间设有专用的密封措施，能够满足生物安全实验室规范规定的打压要求；具体结构和安装方法是在楼板浇筑时，在楼板中浇筑预埋件7，在预埋件7上焊接L形法兰9，罐体1侧壁焊接有法兰，法兰与法兰之间安装有密封垫，在密封垫上安装有压紧法兰和压紧法兰，通过压紧螺丝和压紧密封。

在本实施例中，优选所述隔离件为楼板，该楼板内预埋有与所述L型法兰的竖直段固定连接的预埋件7。所述生物安全污染区与所述洁净区毗邻设置，均位于所述碱解设备的内腔；且所述洁净区位于隔离件的下方，该洁净区可排泄动物尸体处理后的产物。

需指出，本实施例的罐盖18和罐体1可以铰接，也可以将罐盖18固定轴接在罐体1上，罐盖18与罐体1的连接处可以通过锁环齿箍连接，也可以通过内齿形锁紧环20连接，锁环齿箍或内齿形锁紧环20上设有控制锁环齿箍或内齿形锁紧环20旋转的旋转开关，控制器控制旋转开关左旋或右旋，拧紧或松开内齿形锁紧环20。本实施例的罐盖18与罐体1铰接，罐盖18开关液压缸的一端与罐体1连接，另一端与罐盖18连接。罐盖18开关液压缸16上可以设置两个液压缸限位开关，一个液压缸限位开关用于检测罐盖18是否已经打开到位，另一个液压缸限位开关用于检测罐盖18是否关闭到位。

本实施例打开罐盖的过程是：启动控制器上的开盖按钮，液压控制系统35向罐盖开关液压缸16供油，罐盖开关液压缸16的活塞伸出，推动罐盖向上运动，从而打开罐盖18，当液压缸限位开关检测到罐盖已经打开到位时，液压控制系统35停止供油，罐盖18打开完毕。

本实施例关闭罐盖的过程是：启动控制器上的关盖按钮，液压控制系统35向罐盖开关液压缸16反向供油，当液压缸限位开关检测到罐盖已经关闭到位时，罐盖18关闭完毕。

本实施例在罐盖18上设置燕尾槽的目的是为了安装密封垫22，罐盖18关闭时，罐盖法兰21与焊接在罐体1上的齿形法兰23闭合，把密封垫22夹在罐盖法兰21和齿形法兰23之间，从而对罐盖和罐体之间起到密封作用。

本实施例罐盖锁紧的过程是：锁紧环20的齿和齿形法兰23的齿上设有斜面，在操作屏幕上点击“罐盖锁紧”按钮，液压控制系统35向罐盖旋转开关17供油，罐盖旋转开关17带动齿形锁紧环20旋转，使齿形锁紧环20的齿和罐体上的齿形法兰23上的齿相互啮合，通过斜面的作用，把密封垫22压紧在罐盖法兰21和齿形法兰23中间。本实施例的罐盖旋转开关17安装在齿形锁紧环20或罐盖上。

本实施例罐盖松开的过程是：在操作屏幕上点击“罐盖松开”按钮，液压控制系统35向罐盖旋转开关17反向供油，罐盖旋转开关17带动齿形锁紧环20反向旋转，使齿形锁紧环20的齿和罐体上的齿形法兰23上的齿相互脱开，罐盖18松开。

参照图2和图3，详细描述本实施例生物安全实验室动物尸体无害化处理设备的处理过程：

1、装载：当需要处理动物尸体时，可通过控制系统操作屏幕开启液压控制系统35，通过液压控制系统驱动液压缸16，打开罐盖18，把需要处理的动物尸体装入罐体1内，然后通过控制器控制，液压控制系统35驱动罐盖开关液压缸16返回，使罐盖18关闭，然后将齿形锁紧环20与齿形法兰23啮合并锁紧罐盖18，同时第二密封垫22对罐体1和罐盖18进行密封。

2、保压测试：装载完成后，本实施例的设备先进性保压测试，压缩空气控制阀74打开，压缩空气通过压缩空气接口77进入罐体内部，当压力达到压力变送器37反馈的压力值达到控制系统设定的测试压力时，压缩空气控制阀74关闭，开始保压，再设定的保压时间内，当第一压力变送器37反馈的压力下降到所设定的测试压力值以下时，测试未通过，系统报警，提示对设备检修；如果第一压力变送器37反馈的压力高于设定的测试压力值时，测试通过，排空阀36自动打开，给罐体泄压，泄压结束后自动关闭。

3、加入碱液：保压测试完成后，碱液控制阀73打开，碱液通过碱液进料口76进入罐体内部，控制系统通过称重传感器25对进入罐体1内部的碱液量进行控制，当碱液量和动物尸体量的比例达到预设值后，碱液控制阀73自动关闭，加入碱液结束。

4、升温：加碱完成后，蒸汽控制阀41打开，蒸汽通过蒸汽进口44进入盘管夹套2对罐体加热，冷凝水通过冷凝水控制阀70和疏水阀69从冷凝水排放管道56排放，系统通过第一压力变送器37、第二压力变送器39和温度变送器71对加热过程进行自动控制，当温度达到控制系统预设值时，系统开始维持温度，此时动物尸体分解，同时搅拌电机34启动，环形搅拌器27运行，加速搅拌过程。

5、泄压：处理时间到达设定时间后，从视镜灯19中可以观察处理情况，确认动物尸体被完全处理后，蒸汽控制阀41、冷凝水阀70关闭，蒸发控制阀40和排空阀43打开，使罐内蒸汽通过冷凝器64排放，对系统进行泄压，同时冷却水进水控制阀60和回水控制阀58打开，冷却水进入冷凝器64，对罐内排出的气体进行冷却，当液位开关检测到冷凝器64的水位较高时，凝结水排水控制阀63打开，凝结水泵62启动通过凝结水排放口57排水，水位较低时控制阀63关闭，凝结水泵62停止，泄压结束后，所有阀门关闭。

6、加中和剂：泄压结束后，除味剂控制阀72打开，中和剂通过除味剂进料口75自动打开，加入中和剂，通过称重传感器25检测加入中和剂的量达到设定值后，除味剂控制阀72关闭，中和剂加入结束。

7、干燥：中和剂加入结束后，蒸汽控制阀41、冷凝水阀70再次打开对罐体加热，并控制罐内温度到设定值，对处理后的产物中的水份进行蒸发，同时蒸发控制阀40、冷却水进水控制阀60和回水控制阀58再次打开，使罐内蒸汽通过冷凝器64冷却成为凝结水，当液位开关检测到冷凝器64的水位较高时，凝结水排水控制阀63打开，凝结水泵62启动通过凝结水排放口57排水，水位较低时凝结水排水控制阀63关闭，凝结水泵62停止。

8、冷却：称重传感器25实时检测，罐内重量减少到设定值后，蒸发结束，所有阀门关闭，冷却水进水控制阀59和回水控制阀42打开，对罐内残留物体进行冷却，当罐内温度低于设定的排放温度后，冷却水给水控制阀59和冷却水回水控制阀42关闭，冷却结束。

9、排放：冷却结束后，罐底阀32、排放控制阀68打开，压缩空气控制阀74打开，罐内残留物通过排放口67排入小车66。

10、清洗：根据称重传感器25检测，罐内残留物排放结束后，排放控制阀68、压缩空气控制阀74关闭，自来水控制阀51、清控制阀38打开，自来水通过自来水进口47和加热器52进入罐体对罐体进行清洗，同时蒸汽控制阀49和冷凝水控制阀53打开，蒸汽通过蒸汽进口50进入换热器给自来水加热，用高温水清洗，保证清洗效果，本实施例可通过温度变送器48自动控制清洗水的温度，冷凝水通过疏水阀54从冷凝水管道56排放，清洗时清洗排水控制阀65打开，清洗水通过清洗排水口55排放，清洗时间达到设定时间后，清洗结束，所有阀门关闭，整个工作流程结束。

动物尸体在碱解处理完毕后，对分解产物进行了蒸发、冷凝、干燥工艺，碱解产物中的水份经蒸发和冷凝后，BOD值大大降低，满足直接排放的标准，剩余的经干燥后的固体产物体积小，无毒无害，可直接丢弃或填埋，达到了真正的无害化处理。

设备安装了搅拌器，搅拌器具有强力搅拌和破碎的功能，缩短了处理时间，降低了处理过程中的能耗，使动物尸体分解更彻底，避免碱解产物中大尺寸残渣存在，减少了后续繁琐的处理工艺。

由于结构设计符合生物安全实验室使用要求，可在生物安全实验室安装。解决了生物安全实验室动物尸体处理的难题。

采用热水清洗设备罐体内部，提高了清洗效率，保证了清洗效果。

本实施例是采用碱解法，对动物尸体进行分解和消毒，等动物尸体完全被分解成液体后，先加入pH中和剂进行中和，然后加热蒸发，蒸发出来的蒸汽经冷凝和收集，液体具有较低的BOD值，可以直接排放；干燥后残留的泥装物质体积很少，没有大块残留及骨骼等存在，无毒、无害，经风干后可直接丢弃或填埋，解决了碱解产物必须采用污水处理系统生化处理的弊端。

本实施例无害化处理设备罐体内安装了搅拌器，在分解过程中和蒸发过程中对被处理动物尸体进行搅拌，大大缩短了分解的时间，降低了分解过程的能耗，同时，经过搅拌器的强力搅拌和破碎，提高了分解效率，碱解产物中没有骨头、残渣等大块物质的存在，因此处理过程一次性完成，无需后续处理。

考虑到生物安全实验室的使用情况，本实施例无害化处理设备设计可以穿越两个不同区域安装，罐体上半部分和罐盖在生物安全污染区，可装载携带生物安全因子的动物尸体，下半部分及设备排放口安装在洁净区，并在罐体上设计有专门的生物密封装置，可使污染区与洁净区的隔墙和设备进行可靠密封，满足生物安全区打压的要求，解决了设备在生物安全实验室中使用的问题。

本实施例无害化处理设备安装了换热器，对清洗水进行加热，使用热水对罐体内部进行清洗，提高了清洗效率。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.一种生物安全实验室动物尸体无害化处理设备，包括碱解罐，该碱解罐包括通过支架（30）支撑的罐体（1）和设置在罐体（1）上的罐盖（18），其特征在于，所述罐体（1）的周壁上设有供碱解过程所需介质进入的进料口（5），所述罐体（1）的底端设有供罐内残留物排出的出料口；

所述罐体（1）内腔设有搅拌器，所述罐体（1）周壁上设有搅拌电机（34），所述搅拌电机（34）通过搅拌轴（33）带动搅拌器旋转；所述罐体（1）的周壁上设有供搅拌轴（33）穿出的通孔，所述搅拌轴（33）的一端与搅拌器连接，另一端自通孔穿出后与搅拌电机（34）的输出轴连接。

2.如权利要求1所述的生物安全实验室动物尸体无害化处理设备，其特征在于，所述搅拌器为环形搅拌器（27），所述环形搅拌器（27）的周壁上均布多个搅拌齿（28），该搅拌齿（28）用于充分搅拌碱解物。

3.如权利要求2所述的生物安全实验室动物尸体无害化处理设备，其特征在于，所述环形搅拌器（27）上且与搅拌轴（33）相对的另一侧还设有旋转轴，所述罐体（1）上还设有供旋转轴穿过的旋转孔，该旋转孔的轴线与所述通孔的轴线重合；

所述旋转孔周壁上设有轴承，所述旋转轴的一端与环形搅拌器（27）连接，所述旋转轴的另一端与轴承内圈紧配合。

4.如权利要求1-3任一项所述的生物安全实验室动物尸体无害化处理设备，其特征在于，沿所述罐体（1）的径向对称设置有至少两个支腿（24），所述支架（30）的顶端与支腿（24）联接，以实现对所述罐体（1）的支撑。

5.如权利要求1所述的生物安全实验室动物尸体无害化处理设备，其特征在于，所述罐体（1）包括上端和下端均开口的筒体、自所述筒体下端开口处向下延伸的球形封头（29），所述筒体的上端部与罐盖（18）铰接。