一种智能生物废水连续灭活处理系统及其使用方法与流程

1.本发明涉及废水净化处理技术领域，特别是一种智能生物废水连续灭活处理系统及其使用方法。


背景技术：

2.是针对生物危害高感染废水粗粒进行的处理，以减少生物实验室、医疗机构废水、制药工业废水排放对水资源和环境的危害，对杜绝环境污染，病菌传播，改善环境质量。生物废水灭活的处理方法有多种，高压高温灭菌、化学药剂灭菌等。
3.由于化学药剂灭菌时(例如臭氧、氯、次氯酸钠、二氧化氯、甲醛、碱等方式)，一些病菌抗药性的增强及一些不明情况的病菌的不断出现，使得化学法消毒灭菌的安全可靠性逐渐降低，加上化学法操作麻烦，易造成二次污染和影响后续的生化处理工艺进程。消毒灭菌效果受微生物种类、数量、浓度、作用时间、温度、酸碱度等因素影响较大，安全可靠性相对较差。因此高温高压灭菌较为理想。
4.目前比较理想的灭菌手段是蒸汽灭菌。具体地，通过灭活罐配备相应的管路、泵和阀门，形成流体流动路线，让高温蒸汽与生物废水接触，利用蒸汽的高温让污水中细菌的菌体变性或凝固酶失去活性，同时让病毒在高温下dna/rna中的化学键断裂，从而达到杀菌的效果。但是这种灭活罐的杀菌效果有限，只能说一定程度上起到杀菌的效果，并且杀菌效率并不高。
5.我国高级别的生物安全实验室数量很少，特别是三级实验室、四级实验室，市场需求导致这方面的研发力度很小；而所谓的研发大多是，研发一些自动化控制系统、更改一些管路、增加一些罐体，最为核心的灭活罐方式却没有改动。例如，对整个管路系统进行灵活设计，能够适应水量变化；对plc控制系统进行改进，进行全自动化控制和切换，对灭菌温度和时间能够自定义设定；兼备化学消毒方式。这些改进都不是核心改进，在本质上生物污水灭活技术并没有得到进步。
6.基于此，现设计一种智能生物废水连续灭活处理系统及其使用方法，打破传统的灭活罐处理方式，采用一新型的处理模式，极大地提高灭活效果和灭活效率；为高级别生物安全实验室打下基础。


技术实现要素：

7.本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种多次灭菌、灭菌效果好、自动化程度高、满足四级生物安全实验室所需的智能生物废水连续灭活处理系统及其使用方法。
8.本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种智能生物废水连续灭活处理系统，包括灭菌高塔；所述的灭菌高塔的顶部设置有雾化
‑
蒸汽灭菌区ⅰ，雾化
‑
蒸汽灭菌区ⅰ包括雾化喷头、枝状管单元；所述的多个雾化喷头设置在灭菌高塔内顶部位置，雾化喷头与具有高压的生物污水进管相连；所述的枝状管单元，具有多个能喷射蒸汽的支管，其经管道与蒸汽进气管相连；所述的雾化喷头将生物污水雾化，枝状管单元让蒸汽分散；雾化后的生物污
水与分散后的蒸汽接触后，进行灭菌。
9.进一步地，所述的多个雾化喷头均匀分布在呈环形状的交叉管上，该交叉管固定在灭菌高塔的内顶部且与生物污水进管相连通，生物污水进管上设置有高压泵a；
10.所述的枝状管单元，其设置在雾化喷头的下方区域，其包括包括中心球壳、发散管、孔状球头；
11.多个发散管呈发散状地设置在中心球壳上，发散管的端头设置有孔状球头，中心球壳经管道与蒸汽进气管相连；蒸汽进气管内的蒸汽进入中心球壳后经发散管分散开；发散管内的蒸汽经孔状球头再次分散开，形成蒸汽充分分散的结构。
12.进一步地，所述的灭菌高塔内还具有循环灭菌区ⅱ，循环灭菌区ⅱ位于雾化
‑
蒸汽灭菌区ⅰ下方；所述的循环灭菌区ⅰ处，呈空间的椭圆球状，在其一侧侧壁的高处设有多个水平向下倾斜的循环蒸汽管a，在其另一侧侧壁的低处设置有多个水平倾斜向上的循环蒸汽管b；从雾化
‑
蒸汽灭菌区ⅰ进入到循环灭菌区ⅱ的雾化污水，在循环蒸汽管a、循环蒸汽管b的作用下在与该区域反复翻转动作，延长下降时间。
13.进一步地，所述的灭菌高涛内还具有上下依次设置的雾化
‑
蒸汽灭菌区ⅲ、冷凝区ⅳ，雾化
‑
蒸汽灭菌区ⅲ位于循环灭菌区ⅱ下方；所述的雾化
‑
蒸汽灭菌区ⅲ具有与雾化
‑
蒸汽灭菌区ⅰ一样的枝状管单元，进一步灭菌；所述的冷凝区ⅳ，设置有设置有冷凝器，其将雾化
‑
蒸汽灭菌区ⅲ中灭菌后的雾化污水冷凝。
14.进一步地，所述的灭菌高塔内还设有紫外线杀菌区
ⅴ
，紫外线杀菌区
ⅴ
位于冷凝区ⅳ下方；所述的紫外线杀菌区
ⅴ
，包括中心玻璃管、螺旋槽；所述的螺旋槽沿灭菌高塔内壁螺旋设置，且其边缘处具有透明拦板；所述的中心玻璃管沿灭菌高塔轴心设置，其内设置有多个紫外线灯，其顶部为伞状端，伞状端的边缘伸入螺旋槽的槽处；所述的冷凝区ⅳ处冷凝后的生物污水，先滴落在伞状端，再经伞状端流入螺旋槽内，生物污水沿螺旋槽流动时经中心玻璃管内的紫外线灯进行杀菌；
15.所述的紫外线杀菌区
ⅴ
处，其塔径大于冷凝区ⅳ处的塔径，形成增大空间充分杀菌的结构。
16.进一步地，所述的灭菌高塔的底部具有过滤区域
ⅵ
，过滤区域
ⅵ
处设置有滤板单元、接水仓，滤板单元能拆卸地设置在灭菌高塔底部与接水仓之间；所述的滤板单元设置在轨道上，当滤板单元沿导轨滑动到灭菌高塔底部与接水仓之间时，形成过滤结构；所述的滤板单元中心呈凹陷状，其底部均有滤网，其将过滤后的物质聚集在凹陷处；当滤板单元继续沿轨道滑动时，将过滤处的物质一起带走。
17.进一步地，还包括焚烧锅炉，其与轨道相连，其将已经过滤后的滤板单元进行焚烧灭菌；
18.所述的焚烧锅炉，其上部为蒸汽锅，蒸汽锅的出口与蒸汽进气管相连；蒸汽进气管上设置有高压泵b。
19.进一步地，所述的轨道包括向相对设置的侧轨，侧轨的向对面开有引导槽，滤板单元位于引导槽内；所述的引导槽处设置有多个驱动单元；驱动单元包括小滚柱、自锁电机；小滚柱位于引导槽内，其经转轴和轴承与侧轨适配安装；转轴的上端伸出侧轨外，其端头通过皮带轮经皮带与自锁电机驱动相连；所述的侧轨上还设置有激光感应器，当检测到滤板单元位于灭菌高塔与接水仓之间时，自锁电机自锁停止转动并让滤板单元固定。
20.进一步地，所述的轨道还与上料机相连；所述上料机具有料腔；所述的料腔，其顶部经盖板封闭，其下方设有顶板且顶板下方设有顶料气缸，其侧壁上部设有推料气缸且推料气缸的端头具有弧形推板，其另一侧壁上部具有与引导槽相连的扁口；
21.所述的顶料气缸靠近轨道侧设有挡板，其另一侧设有输料带。
22.智能生物废水连续灭活处理系统的使用方法，其处理步骤为：
23.步骤一、初步灭菌；
24.生物污水经高压泵a增压后经生物污水进管进入雾化喷头，进行雾化；
25.焚烧锅炉中的高温蒸汽经高压泵b增压后进入枝状管单元，蒸汽分散；
26.分散后的高温高压蒸汽与雾化后的生物污水混合，进行杀菌；
27.步骤二、初步灭菌后的生物污水、蒸汽进入到循环灭菌区ⅱ中，在在循环蒸汽管a、循环蒸汽管b的作用下在与该区域反复翻转动作，延长下降时间，充分灭菌；
28.步骤三、然后再进入到雾化
‑
蒸汽灭菌区ⅲ，与步骤一相似，再次进行灭菌；
29.步骤四、进入到冷凝区ⅳ进行冷凝，形成液体，液体流到紫外线杀菌区
ⅴ
内；
30.步骤五、液体先掉落在伞状端上，然后再经伞状端流入螺旋槽内；当生物污水沿螺旋槽流动时，在紫外线灯光的照射下，再次进行杀菌；
31.步骤六、然后进入到滤区域
ⅵ
进行过滤，过滤后的干净水排出；过滤后聚集在滤网的物质跟随滤网单元沿轨道移动，最后进入到焚烧锅炉中焚烧灭菌；同时上料机自动上新的过滤单元。
32.本发明具有以下优点：
33.(1)雾化
‑
蒸汽灭菌区ⅰ中，通过设置雾化喷头、枝状管单元，雾化问头将生物污水雾化后在于蒸汽进行充分混合，相比于常规的蒸汽与液体状的生物污水灭菌的方式，本方案达到非常良好的灭菌效果；并且通过雾化
‑
蒸汽灭菌区ⅲ进一步进行灭菌；
34.(2)循环灭菌区ⅱ中，让雾化的生物污水与蒸汽之间混合停留的时间长，充分灭菌，相比于常规的蒸汽通入液体生物污水又立马排出的方式，本方案蒸汽得到充分利用，节约能源；
35.(3)紫外线杀菌区
ⅴ
，只要紫外线强度够强，细菌与病毒基本都能充分杀死，进一步提高杀菌效果；
36.(4)滤板单元、接水仓、轨道、上料机的设计，让滤板单元能够自动更换，自动化程度高；并且已经过滤后的滤板单元进入到焚烧锅炉中焚烧，充分焚烧灭菌；而焚烧锅炉既能灭菌又能将水加热形成蒸汽，蒸汽进入灭菌高塔进行杀菌。
附图说明
37.图1为本发明的结构示意图；
38.图2为灭菌高塔的结构示意图；
39.图3为灭菌高塔中雾化
‑
蒸汽灭菌区ⅰ、循环灭菌区ⅱ、雾化
‑
蒸汽灭菌区ⅲ、冷凝区ⅳ之间设置的结构示意图；
40.图4为雾化
‑
蒸汽灭菌区ⅰ的结构示意图；
41.图5为循环灭菌区ⅱ的结构示意图；
42.图6为紫外线杀菌区
ⅴ
、过滤区域
ⅵ
之间的结构示意图；
43.图7为过滤区域
ⅵ
的结构示意图；
44.图8为上料机、轨道、焚烧锅炉之间连接示意图；
45.图9为轨道的结构示意图；
46.图10为上料机的结构示意图；
47.图11为枝状管单元的结构示意图；
48.图中：1
‑
灭菌高塔，2
‑
雾化喷头，3
‑
枝状管单元，301
‑
中心球壳，302
‑
发散管，303
‑
孔状球头，4
‑
生物污水进管，5
‑
蒸汽进气管，6
‑
高压泵a，7
‑
循环蒸汽管a，8
‑
冷凝器，9
‑
中心玻璃管，10
‑
螺旋槽，11
‑
透明拦板，12
‑
伞状端，13
‑
滤板单元，1301
‑
滤网，14
‑
接水仓，15
‑
轨道，16
‑
焚烧锅炉，17
‑
高压泵b，18
‑
侧轨，19
‑
引导槽，20
‑
驱动单元，21
‑
小滚柱，22
‑
自锁电机，23
‑
转轴，24
‑
输送带，25
‑
皮带，26
‑
激光感应器，27
‑
上料机，28
‑
料腔，29
‑
盖板，30
‑
顶板，31
‑
顶料气缸，32
‑
推料气缸，33
‑
挡板，34
‑
循环蒸汽管b。
具体实施方式
49.下面结合附图对本发明做进一步的描述，但本发明的保护范围不局限于以下所述。
50.如图1～图11所示，一种智能生物废水连续灭活处理系统，包括灭菌高塔1；灭菌高塔1的顶部设置有雾化
‑
蒸汽灭菌区ⅰ，雾化
‑
蒸汽灭菌区ⅰ包括雾化喷头2、枝状管单元3；多个雾化喷头2设置在灭菌高塔1内顶部位置，雾化喷头与具有高压的生物污水进管4相连；枝状管单元3，具有多个能喷射蒸汽的支管，其经管道与蒸汽进气管5相连；雾化喷头2将生物污水雾化，枝状管单元3让蒸汽分散；雾化后的生物污水与分散后的蒸汽接触后，进行灭菌。
51.本实施例中，多个雾化喷头均匀分布在呈环形状的交叉管上，该交叉管固定在灭菌高塔1的内顶部且与生物污水进管4相连通，生物污水进管4上设置有高压泵a6；
52.枝状管单元3，其设置在雾化喷头2的下方区域，其包括包括中心球壳301、发散管302、孔状球头303；
53.多个发散管302呈发散状地设置在中心球壳301上，发散管302的端头设置有孔状球头303，中心球壳301经管道与蒸汽进气管5相连；蒸汽进气管5内的蒸汽进入中心球壳301后经发散管302分散开；发散管302内的蒸汽经孔状球头303再次分散开，形成蒸汽充分分散的结构。
54.可选的，一种智能生物废水连续灭活处理系统，还包括循环灭菌区ⅱ，循环灭菌区ⅱ位于灭菌高塔1内且位于雾化
‑
蒸汽灭菌区ⅰ下方。
55.具体的，循环灭菌区ⅰ处，呈空间的椭圆球状，在其一侧侧壁的高处设有多个水平向下倾斜的循环蒸汽管a7，在其另一侧侧壁的低处设置有多个水平倾斜向上的循环蒸汽管b34；从雾化
‑
蒸汽灭菌区ⅰ进入到循环灭菌区ⅱ的雾化污水，在循环蒸汽管a7、循环蒸汽管b34的作用下在与该区域反复翻转动作，延长下降时间。
56.可选的，还包括雾化
‑
蒸汽灭菌区ⅲ、冷凝区ⅳ，两者均位于灭菌高涛1内，循环灭菌区ⅱ、雾化
‑
蒸汽灭菌区ⅲ、冷凝区ⅳ从上至下依次设置。
57.具体地，雾化
‑
蒸汽灭菌区ⅲ具有与雾化
‑
蒸汽灭菌区ⅰ一样的枝状管单元3，进一步灭菌；冷凝区ⅳ，设置有设置有冷凝器8，其将雾化
‑
蒸汽灭菌区ⅲ中灭菌后的雾化污水冷凝。
58.可选的，一种智能生物废水连续灭活处理系统，，灭菌高塔1内还设有紫外线杀菌区
ⅴ
，紫外线杀菌区
ⅴ
位于冷凝区ⅳ下方。
59.具体地，紫外线杀菌区
ⅴ
，包括中心玻璃管9、螺旋槽10；螺旋槽10沿灭菌高塔1内壁螺旋设置，且其边缘处具有透明拦板11；中心玻璃管9沿灭菌高塔1轴心设置，其内设置有多个紫外线灯，其顶部为伞状端12，伞状端12的边缘伸入螺旋槽10的槽处；冷凝区ⅳ处冷凝后的生物污水，先滴落在伞状端12，再经伞状端12流入螺旋槽10内，生物污水沿螺旋槽10流动时经中心玻璃管9内的紫外线灯进行杀菌。
60.本实施例中，紫外线杀菌区
ⅴ
处，其塔径大于冷凝区ⅳ处的塔径，形成增大空间充分杀菌的结构。
61.可选的，一种智能生物废水连续灭活处理系统，灭菌高塔1的底部具有过滤区域
ⅵ
，过滤区域
ⅵ
处设置有滤板单元13、接水仓14，滤板单元13能拆卸地设置在灭菌高塔1底部与接水仓14之间。
62.具体地，滤板单元13设置在轨道15上，当滤板单元13沿导轨15滑动到灭菌高塔1底部与接水仓14之间时，形成过滤结构；滤板单元13中心呈凹陷状，其底部均有滤网1301，其将过滤后的物质聚集在凹陷处；当滤板单元13继续沿轨道15滑动时，将过滤处的物质一起带走。
63.可选的，一种智能生物废水连续灭活处理系统，还包括焚烧锅炉16，其与轨道15相连，其将已经过滤后的滤板单元13进行焚烧灭菌；焚烧锅炉16，其上部为蒸汽锅，蒸汽锅的出口与蒸汽进气管5相连；蒸汽进气管5上设置有高压泵b17。
64.本实施例中，轨道15包括向相对设置的侧轨18，侧轨18的向对面开有引导槽19，滤板单元13位于引导槽19内；引导槽19处设置有多个驱动单元20；驱动单元20包括小滚柱21、自锁电机22；小滚柱21位于引导槽19内，其经转轴23和轴承与侧轨18适配安装；转轴23的上端伸出侧轨18外，其端头通过皮带轮经皮带25与自锁电机22驱动相连。
65.本实施例中，侧轨18上还设置有激光感应器26，当检测到滤板单元13位于灭菌高塔1与接水仓14之间时，自锁电机22自锁停止转动并让滤板单元13固定。
66.本实施例中，轨道15还与上料机27相连；上料机27具有料腔28；料腔28，其顶部经盖板29封闭，其下方设有顶板30且顶板30下方设有顶料气缸31，其侧壁上部设有推料气缸32且推料气缸32的端头具有弧形推板，其另一侧壁上部具有与引导槽19相连的扁口；顶料气缸31靠近轨道15侧设有挡板33，其另一侧设有输料带24。
67.智能生物废水连续灭活处理系统的使用方法，其处理步骤为：
68.步骤一、初步灭菌；
69.生物污水经高压泵a6增压后经生物污水进管4进入雾化喷头2，进行雾化；
70.焚烧锅炉16中的高温蒸汽经高压泵b17增压后进入枝状管单元3，蒸汽分散；
71.分散后的高温高压蒸汽与雾化后的生物污水混合，进行杀菌；
72.步骤二、初步灭菌后的生物污水、蒸汽进入到循环灭菌区ⅱ中，在在循环蒸汽管a7、循环蒸汽管b34的作用下在与该区域反复翻转动作，延长下降时间，充分灭菌；
73.步骤三、然后再进入到雾化
‑
蒸汽灭菌区ⅲ，与步骤一相似，再次进行灭菌；
74.步骤四、进入到冷凝区ⅳ进行冷凝，形成液体，液体流到紫外线杀菌区
ⅴ
内；
75.步骤五、液体先掉落在伞状端12上，然后再经伞状端12流入螺旋槽10内；当生物污
水沿螺旋槽10流动时，在紫外线灯光的照射下，再次进行杀菌；
76.步骤六、然后进入到滤区域
ⅵ
进行过滤，过滤后的干净水排出；过滤后聚集在滤网1301的物质跟随滤网单元13沿轨道15移动，最后进入到焚烧锅炉16中焚烧灭菌；同时上料机27自动上新的过滤单元13。
77.上述实施例仅表达了较为优选的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。