CN215288054U - 一种生物安全实验室连续式废水处理用热交换系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种生物安全实验室连续式废水处理用热交换系统，属于废水处理设备技术领域。该热交换系统包括位于废水进水口的双层套管换热器一，以及软水注水口的阀一，双层套管换热器一上的双层套管分为内部管道以及外部管道，双层套管换热器一的内部管道通过不锈钢管道固定连接有加热装置的进口管道，加热装置的出口管道通过不锈钢管道固定连接有保温盘管。该热交换系统通过设置电加热装置预热软水，可以将连续式废水处理系统启动初期的废水进行预热，再经过加热装置二次加热至灭活温度，实现阶梯式加热，解决了废水加热初期温度提升困难以及加热装置功率过大的难题，并避免了管道温差过大出现结垢的问题。

Description

一种生物安全实验室连续式废水处理用热交换系统

技术领域

本实用新型属于废水处理设备技术领域，具体而言，涉及一种生物安全实验室连续式废水处理用热交换系统。

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。连续式废水处理比序批式废水处理占地面积小，得到了部分小型实验室的青睐。

现有技术中，连续式废水处理设备主要通过电加热或蒸汽加热的方式，将管道内的废水加热至121℃以上，经过保温灭菌后排除。但无论是哪种加热方式，都要考虑热能的回收，否则能源损耗极大，对实验室的运行带来较大经济损失。然而，连续式废水处理系统在热能回收时，往往需要等待废水加热后，流入到排放端的热交换器才能进行热能回收，而在系统启动初期，废水温度较低，往往无法直接加热到灭活温度或者由于加热装置功率过大，容易造成管道结垢。

为了解决上述问题，我们提出了一种生物安全实验室连续式废水处理用热交换系统。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种生物安全实验室连续式废水处理用热交换系统，通过软水作为中间媒介进行热交换，可以有效提高系统的生物安全防护能力，同时又能实现快速热能回收的目的。

为实现上述技术目的，本实用新型人结合多年来的生物安全实验室工作经验，大胆尝试并创新后提供如下技术方案：一种生物安全实验室连续式废水处理用热交换系统，包括位于废水进水口的双层套管换热器一以及软水注水口的阀一，所述双层套管换热器一上的双层套管分为内部管道以及外部管道；

所述双层套管换热器一的内部管道通过不锈钢管道固定连接有加热装置的进口管道，所述加热装置的出口管道通过不锈钢管道固定连接有保温盘管的进口管道，所述保温盘管的出口管道通过不锈钢管道固定连接有双层套管换热器二的内部管道，所述双层套管换热器二内部管道的出水口与废水排出口相连接，所述双层套管换热器一与加热装置、保温盘管、双层套管换热器二的内部管道依次连通；

所述双层套管换热器一的外部管道通过阀一与软水注水口相连通，所述双层套管换热器一外部管道连接的不锈钢管道上还依次设置有循环泵、压力传感器、阀二、稳压罐一、双层套管换热器二外部管道、温度传感器二、阀四、温度传感器一、安全阀、稳压罐二并形成循环回路。

进一步优化本技术方案，所述双层套管换热器一以及双层套管换热器二上的双层套管均分为内部管道以及外部管道，所述内部管道内通废水，用于废水处理，所述外部管道内通软水，用于软水热交换。

进一步优化本技术方案，所述压力传感器与阀二之间的不锈钢管道上设置有阀三，所述温度传感器一与阀四之间的不锈钢管道上设置有阀七，所述阀三与阀七之间的不锈钢管道上设置有电加热装置。

进一步优化本技术方案，所述温度传感器一与阀四之间的不锈钢管道上还依次设置有阀五、阀六以及排气阀，所述阀五、阀六和排气阀通过不锈钢管道进行连通。

进一步优化本技术方案，所述稳压罐二和双层套管换热器一外部管道之间设置有阀八，所述阀八的一端与蒸汽入口进行连通，用于对软水管道消毒。

与现有技术相比，本实用新型提供了一种生物安全实验室连续式废水处理用热交换系统，具备以下有益效果：

(1)本实用新型在系统启动灭菌的初期，通过电加热装置将软水进行预加热，可以将连续式废水处理系统启动初期的废水进行预热，再经过加热装置二次加热至灭活温度，实现阶梯式加热，解决了废水加热初期温度提升困难的问题，以及解决了加热装置功率过大容易导致管道温差大而出现结垢的难题。

(2)本实用新型将灭活后的高温废水与双层套管换热器二外层管道的软水进行热交换，再将热量传递给双层套管换热器一的内层管道中的未灭活废水，实现热能回收，整个过程采用软水作为中间媒介，避免将灭活后的废水与灭活前的废水直接进行热交换，从而可以防止出现管道泄漏时带来的病原微生物泄漏的问题。

附图说明

图1为本实用新型提出的一种生物安全实验室连续式废水处理用热交换系统的示意图；

图中：1、双层套管换热器一；2、阀一；3、循环泵；4、加热装置；5、保温盘管；6、压力传感器；7、阀二；8、稳压罐一；9、阀三；10、电加热装置；11、双层套管换热器二；12、温度传感器二；13、阀四；14、阀五；15、阀六；16、排气阀；17、阀七；18、温度传感器一；19、安全阀；20、稳压罐二；21、阀八。

具体实施方式

下面将结合本实用新型的实施例，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

实施例一：

请参阅图1，一种生物安全实验室连续式废水处理用热交换系统，包括位于废水进水口的双层套管换热器一1以及软水注水口的阀一2，所述双层套管换热器一1上的双层套管分为内部管道以及外部管道；

所述双层套管换热器一1的内部管道通过不锈钢管道固定连接有加热装置4的进口管道，所述加热装置4的出口管道通过不锈钢管道固定连接有保温盘管5的进口管道，所述保温盘管5的出口管道通过不锈钢管道固定连接有双层套管换热器二11的内部管道，所述双层套管换热器二11内部管道的出水口与废水排出口相连接，所述双层套管换热器一1与加热装置4、保温盘管5、双层套管换热器二11的内部管道依次连通；

所述双层套管换热器一1的外部管道通过阀一2与软水注水口相连通，所述双层套管换热器一1外部管道连接的不锈钢管道上还依次设置有循环泵3、压力传感器6、阀二7、稳压罐一8、双层套管换热器二11外部管道、温度传感器二12、阀四13、温度传感器一18、安全阀19、稳压罐二20并形成循环回路。两个稳压罐用于稳定软水的压力，由于软水温度变化，会导致管道内压力变化，安全阀19可以防止压力过高。

连续式废水处理用热交换系统是将废水加热至高温(121℃以上)，保温20分钟及以上，达到灭活目的。将灭活后的高温废水与双层套管换热器二11外部管道的软水进行热交换，再将热量传递给双层套管换热器一1的内部管道中的未灭活废水，实现热能回收。

具体的，所述双层套管换热器一1以及双层套管换热器二11上的双层套管均分为内部管道以及外部管道，所述内部管道内通废水，用于废水处理，所述外部管道内通软水，用于软水热交换。

具体的，所述压力传感器6与阀二7之间的不锈钢管道上设置有阀三9，所述温度传感器一18与阀四13之间的不锈钢管道上设置有阀七17，所述阀三9与阀七17之间的不锈钢管道上设置有电加热装置10。

具体的，所述温度传感器一18与阀四13之间的不锈钢管道上还依次设置有阀五14、阀六15以及排气阀16，所述阀五14、阀六15和排气阀16通过不锈钢管道进行连通。

具体的，所述稳压罐二20和双层套管换热器一1外部管道之间设置有阀八21，所述阀八21的一端与蒸汽入口进行连通，用于对软水管道消毒。

另外，本实施例的生物安全实验室连续式废水处理用热交换系统在加热初期采用电加热对热交换系统进行预热，实现废水处理的阶梯式加热，解决了废水加热初期温度提升困难、以及管道温差过大容易结垢的难题。具体地，该系统的使用方法是：在将软水注满热交换系统的管道，为后面热交换作准备工作时，具体包括以下步骤：

S1、打开阀一2、阀二7、阀三9、阀四13、阀五14、阀七17，关闭阀六15，经阀一2将软水注入热交换系统的管道，启动循环泵，管道内的气体会在排气阀16处逐渐排出，10分钟后，关闭阀一2，软水注满管道；

S2、控制阀一2和阀六15，使压力传感器6的数值在1.5±0.1bar，若压力高于这个区间，则关闭阀一2，以500ms时间间隔反复开关阀六15，使压力传感器6的压力数值降到目标范围内。

具体的，所述S2中，若压力传感器6的数值压力低于区间，则关闭阀六15，以500ms时间间隔反复开关阀一2，使压力升至目标范围，调节完毕后，关闭阀五14，使软水进出口完全关闭。

具体的，所述热交换系统在启动灭活程序前，先关闭阀二7、阀四13，打开阀三9、阀七17，启动电加热装置10，启动循环泵3，控制温度传感器一18的数值在100～110℃之间，该温度区间可以根据系统的硬件情况进行匹配调整，确保初次换热后，加热装置4可以将废水加热至灭活温度。

具体的，所述热交换系统在启动灭活程序时，废水进入双层套管换热器一1的内部管道，与双层套管换热器一1外部管道内的软水进行热交换，经预热后的废水通过加热装置4加热至灭活温度，灭活温度设定在134～160℃，再流入保温盘管5内，保温盘管5使流入的废水经20分钟以上后流出，将废水中的病原微生物杀灭。

具体的，所述保温盘管5后端流出的高温废水进入双层套管换热器二11的内部管道，与双层套管换热器二11外部管道内的软水进行热交换，当温度传感器二12内的数值达到100～110℃之间时，开启阀二7、阀四13，关闭阀三9、阀七17，关闭电加热装置10，使软水在双层套管换热器一1和双层套管换热器二11内循环流动，如此，软水作为中间媒介，可实现将灭活后的高温废水的热量与灭活前的低温废水进行热交换。

实施例二：

根据实施例一的生物安全实验室连续式废水处理用热交换系统，本实施例提供了一种热交换系统的消毒方法，该方法包括：关闭阀一2，打开阀二7、阀三9、阀四13、阀五14、阀六15、阀七17、阀八21，通过蒸汽压力，将软水排出至废水收集罐。一定时间后，待软水排完，间歇式开关阀五14，间歇式开关方式为关闭阀五14，每30秒打开阀五半秒，排掉管道内的冷凝水，从而对热交换系统进行消毒处理。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种生物安全实验室连续式废水处理用热交换系统，其特征在于，包括位于废水进水口的双层套管换热器一(1)以及软水注水口的阀一(2)，所述双层套管换热器一(1)上的双层套管分为内部管道以及外部管道；

所述双层套管换热器一(1)的内部管道通过不锈钢管道固定连接有加热装置(4)的进口管道，所述加热装置(4)的出口管道通过不锈钢管道固定连接有保温盘管(5)的进口管道，所述保温盘管(5)的出口管道通过不锈钢管道固定连接有双层套管换热器二(11)的内部管道，所述双层套管换热器二(11)内部管道的出水口与废水排出口相连接，所述双层套管换热器一(1)与加热装置(4)、保温盘管(5)、双层套管换热器二(11)的内部管道依次连通；

所述双层套管换热器一(1)的外部管道通过阀一(2)与软水注水口相连通，所述双层套管换热器一(1)外部管道连接的不锈钢管道上还依次设置有循环泵(3)、压力传感器(6)、阀二(7)、稳压罐一(8)、双层套管换热器二(11)外部管道、温度传感器二(12)、阀四(13)、温度传感器一(18)、安全阀(19)、稳压罐二(20)并形成循环回路。

2.根据权利要求1所述的生物安全实验室连续式废水处理用热交换系统，其特征在于，所述双层套管换热器一(1)以及双层套管换热器二(11)上的双层套管均分为内部管道以及外部管道。

3.根据权利要求1所述的生物安全实验室连续式废水处理用热交换系统，其特征在于，所述压力传感器(6)与阀二(7)之间的不锈钢管道上设置有阀三(9)，所述温度传感器一(18)与阀四(13)之间的不锈钢管道上设置有阀七(17)，所述阀三(9)与阀七(17)之间的不锈钢管道上设置有电加热装置(10)。

4.根据权利要求1所述的生物安全实验室连续式废水处理用热交换系统，其特征在于，所述温度传感器一(18)与阀四(13)之间的不锈钢管道上还依次设置有阀五(14)、阀六(15)以及排气阀(16)，所述阀五(14)、阀六(15)和排气阀(16)通过不锈钢管道进行连通。

5.根据权利要求1所述的生物安全实验室连续式废水处理用热交换系统，其特征在于，所述稳压罐二(20)和双层套管换热器一(1)外部管道之间设置有阀八(21)，所述阀八(21)的一端与蒸汽入口进行连通。

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