生物实验室的微型污水处理系统的制作方法

1.本实用新型是关于生物污水处理领域，特别是关于一种适用于p2、pcr或方舱等生物实验室的微型污水处理系统。


背景技术：

2.生物实验室在运行中会产生生物污水，这些生物污水具有高风险，必须经过有效消毒灭菌之后，才可以正常排放。一般生物污水处理系统外形尺寸都比较大，单次处理污水能力从几百公斤到几吨不等，系统复杂、体积大、占地宽，主要为大型生物实验室配置。
3.然而，诸多p2(p2实验室是指生物实验室安全等级的一个分类。在各类实验室当中，p2实验室是使用最为广泛的生物安全等级实验室。其等级有p1、p2、p3、p4。按照实验室的性质要求来取舍相应的等级)、pcr(pcr实验室又叫基因扩增实验室。pcr是聚合酶链式反应(polymerase chain reaction)的简称。是一种分子生物学技术，用于放大特定的dna片段，可看作生物体外的特殊dna复制。通过dna基因追踪系统，能迅速掌握患者体内的病毒含量，其精确度高达纳米级别)、方舱等小型的生物实验室，在使用中也会产生小量的生物污水，却难以配置大型污水处理系统进行处理。因此，很有必要将生物污水处理系统小型化，以满足更多小型生物实验室的应用需求。
4.本研发项目便是寻求研发一种生物实验室微型污水处理系统，用于处理小型生物实验室所产生的小量级生物污水，以解决上述现有技术存在的问题。
5.公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本实用新型的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。


技术实现要素：

6.本实用新型的目的在于提供一种生物实验室的微型污水处理系统，其能够处理小型生物实验室所产生的小量级生物污水。
7.为实现上述目的，本实用新型提供了一种生物实验室的微型污水处理系统，包括至少一个收集桶、进水阀、抽水阀、第一三通、循环泵、药瓶、加药泵、加药阀、第二三通、罐循环阀、处理罐、四通以及总循环阀；进水阀通过管路与收集桶的上部连通，收集桶通过进水阀收集废水；抽水阀的进水口通过管路与收集桶的下部连通；第一三通的第一进水口通过管路与抽水阀的出水口连通；循环泵的进水口通过管路与第一三通的出水口连通；加药泵的进药口通过管路与药瓶连通；加药阀的进药口通过管路与加药泵的出药口连通，加药阀的出药口通过管路与循环泵的进水口连通；第二三通进水口通过管路与循环泵的出水口连通；罐循环阀的进水口通过管路与第二三通的第一出水口连通；罐循环阀的顶部通过管路与罐循环阀的出水口连通，处理罐内设置有加热器；四通的进水口通过管路与处理罐的底部连通；总循环阀的进水口通过管路与四通的第一出水口连通，总循环阀的出水口与第一三通的第二进水口连通。
8.在一优选的实施方式中，生物实验室的微型污水处理系统还包括桶循环阀、排放阀以及温度传感器；桶循环阀的进水口通过管路与第二三通的第二出水口连通，桶循环阀的出水口通过管路与收集桶的上部连通；排放阀的进水口通过管路与四通的第二出水口连通；温度传感器设置在处理罐的内部。
9.在一优选的实施方式中，生物实验室的微型污水处理系统还包括桶上水位计、桶下水位计、罐上水位计以及罐下水位计；桶上水位计设置在收集桶内部的上部；桶下水位计设置在收集桶内部的下部；罐上水位计设置在处理罐内部的上部；罐下水位计设置在处理罐内部的下部。
10.在一优选的实施方式中，生物实验室的微型污水处理系统还包括控制装置，其数据连接抽水阀、循环泵、加药泵、加药阀、罐循环阀、加热器、总循环阀、桶循环阀、排放阀、温度传感器、桶上水位计、桶下水位计、罐上水位计以及罐下水位计。
11.在一优选的实施方式中，控制装置包括plc、触摸屏以及配套电气线路。
12.在一优选的实施方式中，生物实验室的微型污水处理系统还包括架体，其呈矩形框架结构，收集桶、处理罐、药瓶以及控制装置集成在矩形框架结构内。
13.在一优选的实施方式中，收集桶包括桶维护口以及过滤器；桶维护口设置在收集桶的顶部，并用以收集桶内部的检修；过滤器设置在收集桶的顶部，并用以收集桶内部的通气。
14.在一优选的实施方式中，处理罐还包括罐维修口、观察窗以及呼吸器；罐维修口设置在处理罐的顶部，并用以处理罐内部的检修；观察窗设置在处理罐的顶部，并位于罐维修口的一侧，从观察窗能够看到处理罐的内部情况；呼吸器设置在处理罐的顶部，并位于罐维修口的一侧，呼吸器用以为处理罐的内部通气。
15.在一优选的实施方式中，生物实验室的微型污水处理系统还包括采样阀，其进水口通过管路与四通的第三出水口连通。
16.在一优选的实施方式中，处理罐的容积大于收集桶的容积。
17.与现有技术相比，本实用新型的生物实验室的微型污水处理系统具有以下有益效果：本系统通过在收集桶、处理罐和药瓶之间根据功能设计配置了相应的管路与阀门，配合控制器的程序控制，实现处理污水的各种功能。本系统是一款小型化的生物污水处理系统，既能满足生物污水处理要求，也能适应小型生物实验室的实际条件，节约成本、节省空间，是诸如p2、pcr、方舱等小型生物实验室理想和实用的专业污水处理设备。本系统能够通过控制器的程序控制适用于不同规格以及不同性质的实验室，可以进行比较广泛的推广。
附图说明
18.图1是根据本实用新型一实施方式的微型污水处理系统的系统配置图；
19.图2是根据本实用新型一实施方式的微型污水处理系统的主视结构示意图；
20.图3是根据本实用新型一实施方式的微型污水处理系统的侧视结构示意图；
21.图4是根据本实用新型一实施方式的微型污水处理系统的俯视结构示意图；
22.图5是根据本实用新型一实施方式的微型污水处理系统的废水转移过程示意图；
23.图6是根据本实用新型一实施方式的微型污水处理系统的加药循环过程示意图；
24.图7是根据本实用新型一实施方式的微型污水处理系统的加热循环过程示意图；
25.图8是根据本实用新型一实施方式的微型污水处理系统的废水排放过程示意图；
26.图9是根据本实用新型一实施方式的微型污水处理系统的收集桶加药循环过程示意图。
具体实施方式
27.下面结合附图，对本实用新型的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本实用新型的保护范围并不受具体实施方式的限制。
28.除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。
29.如图1至图4所示，根据本实用新型优选实施方式的一种生物实验室的微型污水处理系统，其主要包括至少一个收集桶、进水阀、抽水阀、第一三通、循环泵、药瓶、加药泵、加药阀、第二三通、罐循环阀、处理罐、四通以及总循环阀。进水阀通过管路与收集桶的上部连通，收集桶通过进水阀收集废水。抽水阀的进水口通过管路与收集桶的下部连通。第一三通的第一进水口通过管路与抽水阀的出水口连通。循环泵的进水口通过管路与第一三通的出水口连通。加药泵的进药口通过管路与药瓶连通。加药阀的进药口通过管路与加药泵的出药口连通，加药阀的出药口通过管路与循环泵的进水口连通。第二三通进水口通过管路与循环泵的出水口连通。罐循环阀的进水口通过管路与第二三通的第一出水口连通。罐循环阀的顶部通过管路与罐循环阀的出水口连通，处理罐内设置有加热器。四通的进水口通过管路与处理罐的底部连通。总循环阀的进水口通过管路与四通的第一出水口连通，总循环阀的出水口与第一三通的第二进水口连通。
30.在一些实施方式中，生物实验室的微型污水处理系统还包括桶循环阀、排放阀以及温度传感器。桶循环阀的进水口通过管路与第二三通的第二出水口连通，桶循环阀的出水口通过管路与收集桶的上部连通。排放阀的进水口通过管路与四通的第二出水口连通；温度传感器设置在处理罐的内部。
31.在一些实施方式中，生物实验室的微型污水处理系统还包括桶上水位计、桶下水位计、罐上水位计以及罐下水位计。桶上水位计设置在收集桶内部的上部。桶下水位计设置在收集桶内部的下部。罐上水位计设置在处理罐内部的上部。罐下水位计设置在处理罐内部的下部。
32.在一些实施方式中，生物实验室的微型污水处理系统还包括控制装置，其数据连接抽水阀、循环泵、加药泵、加药阀、罐循环阀、加热器、总循环阀、桶循环阀、排放阀、温度传感器、桶上水位计、桶下水位计、罐上水位计以及罐下水位计。控制装置包括plc、触摸屏以及配套电气线路，plc可编程逻辑控制器可以根据实验室的特点设置各种控制程序，触摸屏可以用于编程等控制操作以及数据显示等。
33.在一些实施方式中，生物实验室的微型污水处理系统还包括呈矩形框架结构的架体，收集桶、处理罐、药瓶以及控制装置集成在矩形框架结构内。
34.在一些实施方式中，收集桶也可以设置多个，且不集成在架体以内，分别设置在不同的污水产生处进行废水收集，然后可以根据每个收集桶内废水收集程度，例如达到水位上线既可以向处理罐进行送水。或者也可以通过多条管路与进水阀连接，这样也可以提高
收集桶的利用率。收集桶的数量以及设置位置可以根据各实验室的情况以及产生废水多少灵活配置。在一般情况下，进水阀为常开手动阀，不遇特殊情况不关闭。
35.在一些实施方式中，药瓶也可以设置多个分别装填不同的化学药剂，根据不同试验台产生的不同废水，由控制装置按照事先的编程控制不同药剂处理不同的污水。
36.在一些实施方式中，收集桶包括桶维护口以及过滤器。桶维护口设置在收集桶的顶部，并用以收集桶内部的检修。过滤器设置在收集桶的顶部，并用以收集桶内部的通气。
37.在一些实施方式中，处理罐还包括罐维修口、观察窗以及呼吸器。罐维修口设置在处理罐的顶部，并用以处理罐内部的检修。观察窗设置在处理罐的顶部，并位于罐维修口的一侧，从观察窗能够看到处理罐的内部情况。呼吸器设置在处理罐的顶部，并位于罐维修口的一侧，呼吸器用以为处理罐的内部通气。
38.在一些实施方式中，生物实验室的微型污水处理系统还包括进水口通过管路与四通的第三出水口连通的采样阀，采样阀用以定期抽样检验污水处理的质量是否符合排放标准。
39.在一些实施方式中，处理罐的容积大于收集桶的容积。本实施例的处理罐的容积大约是收集桶的容积三倍左右，架体的外形尺寸为100cm
×
60cm
×
80cm(长*宽*高)，单次处理污水量为30升左右，收集桶和处理罐均采用不锈钢材料制成，收集桶为方形桶，处理罐为圆柱形罐体，但本实用新型并不以此为限。
40.在一些实施方式中，本实用新型的生物实验室的微型污水处理系统的工作原理及过程大致如下：
41.首先如图5所示，当收集桶内的废水达到了水位上限时，桶上水位计将收集桶的水位信息传递给控制装置，控制装置指令抽水阀、罐循环阀打开以及循环泵启动，其余的阀或泵均关闭，将收集桶内的废水输送到处理罐内，直到收集桶内的废水下降至水位下线，桶下水位计将收集桶的水位信息传递给控制装置，控制装置指令抽水阀、罐循环阀关闭以及循环泵停机。
42.然后如图6所示，当处理罐内的水位达到上限时，罐上水位计将处理罐的水位信息传递给控制装置，控制装置指令循环泵和加药泵启动以及罐循环阀和总循环阀打开对处理罐内的废水进行加药循环过程，当经过事先设定的加药时间或者加药量后，加药泵停机，加药阀关闭。
43.再如图7所示，加热器开始加热，此时罐循环阀和总循环阀继续打开以及循环泵继续工作，直到处理罐内的水温达到设定要求后，处理罐内的温度传感器将处理罐的废水温度信息传递给控制装置，此时控制装置开始计时，且加热器继续保持加热状态，并始终保持处理罐内的废水温度处于设定温度范围内，本实施例的设定温度例如是但不限于95
°
至100
°
之间。在经过事先设定的处理时长后，例如是但不限于30分钟(可以根据不同种类生物污水设置不同处理时长)，控制装置指令加热器停止加热，同时罐循环阀和总循环阀继续打开以及循环泵继续工作，直到处理罐内的水温降到符合排放温度后，例如是但不限于低于50
°
等。
44.又如图8所示，此时，控制装置指令罐循环阀和总循环阀关闭以及循环泵停机，排放阀打开开始排放，直到处理罐内的水位降至水位下限，罐下水位计将处理罐内的水位信息传递给控制装置，控制装置指令排放阀关闭，一个处理循环过程完成。在处理罐处于废水
处理过程中，收集桶内的废水暂时不向处理罐输送。一般情况下，由于本系统都适用于微型实验室，废水产量相对较小，在一个废水处理过程中，收集桶内的废水不会超过水位上限，在略微废水产量多的实验室，可以设置多个收集桶进行解决。
45.最后如图9所示，当处理罐这边临时出现故障或者检修时，又恰巧遇到收集桶内废水已满，而且必须处理并排放时，操作者可以启动特殊控制模式，此时控制装置指令关闭总循环阀、罐循环阀，循环泵和加药泵开启，桶循环阀和抽水阀打开进行收集桶的加药循环过程，在满足了一定时间或者一定药量的添加后，控制装置指令加药泵停机和加药阀关闭，循环泵以及桶循环阀和抽水阀继续工作一段时间(该时间可以事先在控制装置的plc可编程逻辑控制器设定)后，关闭桶循环阀和抽水阀以及循环泵，打开总循环阀和排放阀进行放水，直到收集桶内的水位降到水位下限后，桶下水位计将收集桶的水位信息传递给控制装置并指令关闭排放阀或总循环阀。这种工况下，操作者可以手动将进水阀关闭，处理完成后再将进水阀手动打开。
46.综上所述，本实用新型的生物实验室的微型污水处理系统具有以下有益效果：本系统通过在收集桶、处理罐和药瓶之间根据功能设计配置了相应的管路与阀门，配合控制器的程序控制，实现处理污水的各种功能。本系统是一款小型化的生物污水处理系统，既能满足生物污水处理要求，也能适应小型生物实验室的实际条件，节约成本、节省空间，是诸如p2、pcr、方舱等小型生物实验室理想和实用的专业污水处理设备。本系统能够通过控制器的程序控制适用于不同规格以及不同性质的实验室，可以进行比较广泛的推广。
47.前述对本实用新型的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本实用新型限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本实用新型的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本实用新型的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本实用新型的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。