CN107311399B - 一种化学实验废液全自动净化装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种化学实验废液全自动净化装置，属于化学实验装置领域，其在基本无机物废液处理装置的基础上增加了第二处理容器和有机物分解容器，用来分解废液中的有机物；又在前述基础上增加了第一处理容器和过氧化物分解容器，用于防止并消去醚产生过氧化物；还设有与控制器电连接的振动器、颜色传感器及PH传感器等驱动单元；还设置了一种新式净化机构。本发明具有三种工作模式，分别针对醚、有机物及无机物进行净化处理，使得处理工作更为严谨细致，可进一步提升化学实验废液净化处理的有益效果；且处理净化过程可实现全自动化，提高了净化效率；另外，其中的净化机构净化效果优越，还能节约空间，实用性强。

Description

一种化学实验废液全自动净化装置

技术领域

本发明涉及化学实验装置领域，具体的涉及一种化学实验废液全自动净化装置。

背景技术

随着环境管理科学化程度的不断提高，对环境监测的要求也越来越高。环境监测正在不断拓宽监测领域，提高为环境管理服务的能力。

化学实验中产生的废液对环境污染严重，有机污染物、无机污染物不仅会污染重要资源，残留物还会影响实验人员的身体健康。排放实验废液，如不加以处理将直接污染环境，危害人们的健康，其后果十分严重。因此，相关人员必须以高度的责任心，严肃认真的科学态度自觉地采取正确的措施，对实验废液进行处理，达到国家允许的排放标准，以减少对环境的污染，保护好生态环境。为净化实验室，提高化学实验的安全性和可靠性，化学实验废液处理必须合理规划，运用恰当的方式处理废液。因为废液中的组成经常变化，所以选取单一、传统的废液净化处理方式已无法完全排除废液的有害特征。

醚在处理过程中易产生有爆炸性的过氧化物，极有可能会发生爆炸事故，进而威胁到相关人员和设备的安全。但是，目前现有的化学实验废液净化装置仅分为有机物和无机物，未设置有针对醚的处理机构。另外，现有的化学实验废液净化装置中多采用三重净化器来净化废液滤液，其包括三个装有活性炭的箱体容器，占据较大的空间，需要作出改进。

发明内容

1.要解决的技术问题通过

本发明要解决的技术问题在于提供一种化学实验废液全自动净化装置，其具有三种工作模式，分别针对醚、有机物及无机物进行净化处理，使得处理工作更为严谨细致，可进一步提升化学实验废液净化处理的有益效果；且处理净化过程可实现全自动化，提高了净化效率；另外，其中的净化机构净化效果优越，还能节约空间，实用性强。

2.技术方案

为解决上述问题，本发明采取如下技术方案：

一种化学实验废液全自动净化装置，包括控制器、净化器具及驱动单元，

所述净化器具包括废液进口槽、进液管、内置有钠或铁屑的第一处理容器、内置有厌氧活性菌群生物液的第二处理容器、内置有沉淀剂的第三处理容器、过氧化物分解容器、有机物分解容器、过滤器、净化机构、稀释容器及排液管，所述废液进口槽连接进液管的输入端，所述第一处理容器、第二处理容器和第三处理容器分别与进液管的输出端连接；所述第一处理容器输出端置有淀粉-碘化钾试纸，第一处理容器输出端分别连接过氧化物分解容器和第二处理容器的输入端，且所述过氧化物分解容器输出端与第二处理容器输入端连接；所述有机物分解容器分别连接第二处理容器的输出端和第三处理容器的输入端；所述第三处理容器、过滤器、净化机构及稀释容器依次连接，所述稀释容器的输出端与排液管连接；所述各器具之间通过连接管连接，所述过滤器上还安装有滤渣收取管；

所述驱动单元包括设于进液管输出端与三个处理容器连接处的电阀门，设于连接管、排液管及滤渣收取管上的电磁阀，设于过氧化物分解容器输出端与第二处理容器输入端连接管上的压力泵，设于过氧化物分解容器底部的振动器，设于第三处理容器和稀释容器内的搅拌器，设于贴近淀粉-碘化钾试纸的颜色传感器，设于第三处理容器内的pH传感器，所述颜色传感器及pH传感器连接控制器的输入端，所述电阀门、电磁阀、压力泵、振动器及搅拌器连接控制器的输出端；

所述控制器包括三种控制模式，即醚废液净化模式、有机物净化模式及无机物净化模式，所述无机物净化模式下，仅有废液进口槽、进液管、第三处理容器、过滤器、净化机构、稀释容器、排液管、滤渣收取管及连接管参与运作；有机物净化模式下，在无机物净化模式的基础上增加了第二处理容器和有机物分解容器参与运作；醚废液净化模式下，在有机物净化模式的基础上增加了第一处理容器和过氧化物分解容器参与运作。

具体地，所述净化机构包括净化器及螺旋式环绕净化器的净化管，且净化管下端设有插入净化器底部的输液管，所述净化器上端一侧设有供连接管连接的开口，以连通净化器和稀释容器；所述净化器内填充满活性炭，所述净化管内中心处设有沿净化管螺旋的固定轴，所述固定轴上均匀套设有环形挡片，所述挡片与固定轴之间的连接方式为滑动连接，挡片周边固定有环形滤纸，所述挡片之间填充满活性炭，所述净化管下端口设有封口塞；所述净化管内从上到下均匀分为三部分，其依次填充满大孔活性炭、过渡孔活性炭及微孔活性炭。

更具体地，所述大孔活性炭的半径为25000nm，所述过渡孔活性炭的半径为1000nm，所述微孔活性炭的半径为150nm。

具体地，所述过氧化物分解容器内装有浓度为5％的硫酸亚铁溶液，所述有机物分解容器内装有好氧活性菌群生物液。

具体地，所述第三处理容器中在进行调节pH反应时，添加的物质为中和剂；在进行生成沉淀的反应时，添加的物质为沉淀剂。

3.有益效果

(1)本发明所提供的化学实验废液净化装置具有三种工作模式，分别针对仅含无机物的废液、含有有机物的废液及含有醚的废液，以适应化学实验废液组成经常变化的特点。细化分析处理化学实验废液，对废液作进一步分类，并加以合理处理，使得处理工作更为严谨细致，可进一步提升化学实验废液处理排放的有益效果。

(2)本发明所提供的化学实验废液净化装置中的净化机构包括净化器及螺旋式环绕净化器的净化管，待净化废液先经净化管受到一次吸附净化作用，再经净化器受到二次吸附净化作用，其作用效果足以达标；相比于三重净化器，本发明所提供的净化机构还具有节约空间的优点。

(3)本发明所提供的净化管内从上到下均匀分为三部分，依次填充满大孔活性炭、过渡孔活性炭及微孔活性炭，净化器中填充满活性炭。三种不同规格的活性炭可分级对废液进行吸附，使得其适用于各种杂质吸附的应用，从而提升了净化效果；而且，经净化管净化后的废液从净化器下端进入，从净化器上端流出，又对废液进行了一次较好的吸附净化，进一步强化吸附净化效果。由此可知，本发明所提供的净化机构的净化效果优越。

(4)因为本发明所提供的净化管为螺旋状，其内部填充的活性炭存在难以更换的问题，为解决此问题，本发明在其内部中心处设有沿净化管螺旋的固定轴，并在固定轴上均匀套设有环形挡片，所述挡片与固定轴之间的连接方式为滑动连接，活性炭填充于挡片之间。更换活性炭时，打开净化管下端端口，利用挡片的自重作用，使其沿固定轴向下运动，分段将活性炭推出；然后堵住净化管下端端口，从净化管上端端口填充活性炭，每填充一部分就在固定轴上穿设一挡片，直至填充结束。由此可知，上述活性炭存在难以更换的问题得到了很好的解决。

(5)本发明所提供的净化管内挡片周边固定有环形滤纸，可进一步过滤废液，促进废液净化，提升净化效果。

(6)本发明采用活性菌群生物液对废液中的有机物进行处理，使其分解成无机物，然后进行无机物的净化即可。在有机物的分解过程中，先采用厌氧活性菌群进行初步分解，再采用有氧活性菌进行深度分解，使得有机物尽可能分解完全，生成简单的无机物，便于后续处理。

(7)本发明针对醚，先加入钠或铁屑，可防止形成过氧化物；在进行分解之前，先利用淀粉-碘化钾试纸对其进行检测，若显蓝色，则说明有过氧化物生成，利用硫酸亚铁溶液去除过氧化物后在进行分解。可确保避免过氧化物的威胁，保证后续操作过程中的安全性。

(8)本发明所提供的化学实验废液净化装置中还包括检测淀粉-碘化钾试纸是否显蓝色的颜色传感器、检测第三处理容器中废液的pH值是否达标的pH传感器。控制器根据检测结果的不同开启相应的电磁阀，实现自动化控制，提高装置的自动程度，促进实现装置的全自动，有利于提高净化效率。

本发明具有三种工作模式，分别针对醚、有机物及无机物进行净化处理，使得处理工作更为严谨细致，可进一步提升化学实验废液净化处理的有益效果；且处理净化过程可实现全自动化，提高了净化效率；另外，其中的净化机构净化效果优越，还能节约空间，实用性强。

附图说明

图1为本发明的结构示意简图；

图2为净化机构的结构示意图；

图3为净化管9的内部结构示意图；

图4为图3中的A-A截面图。

其中，1-废液进口槽，2-进液管，3-第一处理容器，4-过氧化物分解容器，5-第二处理容器，6-有机物分解容器，7-第三处理容器，8-过滤器，9-净化管，10-净化器，11-输液管，12-稀释容器，13-排液管，14-连接管，15-滤渣收取管，16-电阀门，17-淀粉-碘化钾试纸，18-电磁阀，19-压力泵，20-颜色传感器，21-振动器，22-搅拌器，23-pH传感器，24-固定轴，25-挡片，26-环形滤纸，27-封口塞。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明。

实施例

如图1所示的一种化学实验废液全自动净化装置，包括控制器、净化器具及驱动单元，

所述净化器具包括废液进口槽1、进液管2、内置有钠或铁屑的第一处理容器3、内置有厌氧活性菌群生物液的第二处理容器5、内置有沉淀剂的第三处理容器7、过氧化物分解容器4、有机物分解容器6、过滤器8、净化机构、稀释容器12及排液管13，所述废液进口槽1连接进液管2的输入端，所述第一处理容器3、第二处理容器5和第三处理容器7分别与进液管2的输出端连接；所述第一处理容器3输出端置有淀粉-碘化钾试纸17，第一处理容器3输出端分别连接过氧化物分解容器4和第二处理容器5的输入端，且所述过氧化物分解容器4输出端与第二处理容器5输入端连接；所述有机物分解容器6分别连接第二处理容器5的输出端和第三处理容器7的输入端；所述第三处理容器7、过滤器8、净化机构及稀释容器12依次连接，所述稀释容器12的输出端与排液管13连接；所述各器具之间通过连接管14连接，所述过滤器8上还安装有滤渣收取管15；

所述驱动单元包括设于进液管2输出端与三个处理容器连接处的电阀门16，设于连接管14、排液管13及滤渣收取管15上的电磁阀18，设于过氧化物分解容器输出端与第二处理容器输入端连接管上的压力泵，设于过氧化物分解容器4底部的振动器21，设于第三处理容器7和稀释容器12内的搅拌器22，设于贴近淀粉-碘化钾试纸17的颜色传感器20，设于第三处理容器7内的pH传感器23，所述颜色传感器20及pH传感器23连接控制器的输入端，所述电阀门16、电磁阀18、压力泵19、振动器21及搅拌器22连接控制器的输出端；

所述控制器包括三种控制模式，即醚废液净化模式、有机物净化模式及无机物净化模式，所述无机物净化模式下，仅有废液进口槽1、进液管2、第三处理容器7、过滤器8、净化机构、稀释容器12、排液管13、滤渣收取管15及连接管14参与运作；有机物净化模式下，在无机物净化模式的基础上增加了第二处理容器5和有机物分解容器6参与运作；醚废液净化模式下，在有机物净化模式的基础上增加了第一处理容器3和过氧化物分解容器4参与运作。

具体地，如图2、图3及图4所示，所述净化机构包括净化器10及螺旋式环绕净化器10的净化管9，且净化管9下端设有插入净化器10底部的输液管11，所述净化器10上端一侧设有供连接管14连接的开口，以连通净化器10和稀释容器12；所述净化器10内填充满活性炭，所述净化管9内中心处设有沿净化管9螺旋的固定轴24，所述固定轴24上均匀套设有环形挡片25，所述挡片25与固定轴24之间的连接方式为滑动连接，挡片25周边固定有环形滤纸26，所述挡片25之间填充满活性炭，所述净化管9下端口设有封口塞27；所述净化管9内从上到下均匀分为三部分，其依次填充满大孔活性炭、过渡孔活性炭及微孔活性炭。

在本实施例中，所述大孔活性炭的半径为25000nm，所述过渡孔活性炭的半径为1000nm，所述微孔活性炭的半径为150nm。

具体地，所述过氧化物分解容器4内装有浓度为5％的硫酸亚铁溶液，所述有机物分解容器6内装有好氧活性菌群生物液。

具体地，所述第三处理容器7中在进行调节pH反应时，添加的物质为中和剂；在进行生成沉淀的反应时，添加的物质为沉淀剂。

上述化学实验废液全自动净化装置的应用内容包括：

1.实验废液中仅含有无机物

(1)缓慢将废液从废液进口槽1倒入，并选择无机物净化模式，控制器控制打开第三处理容器7与进液管2连接处的电阀门16，废液进入第三处理容器7，废液倾倒结束后，在废液进口槽1上部装上与控制器电连接的供水箱；

(2)启动pH传感器23对废液进行pH检测，若pH值未在6～9的范围内，则缓慢加入准备好的中和剂，直至达标；控制器控制加入准备好的沉淀剂，静置一段时间；在加入中和剂和沉淀剂时都启动了第三处理容器7内的搅拌器22；

(3)待沉淀完全后，打开第三处理容器7与过滤器8之间连接管14上的电磁阀18，沉淀混合液进入过滤器8；

(4)打开过滤器8与净化机构之间连接管14上的电磁阀18，滤液经过过滤器8并流入净化机构，沉淀物留在过滤器8内(打开滤渣收取管15上的电磁阀18，即可将沉淀物取出)；

(5)滤液从净化管9上端进入，经过三部分活性炭的吸附净化，从净化管9下端的输液管进入净化器10，打开净化机构与稀释容器12之间连接管14上的电磁阀18，随着输入液体的增多，滤液逐渐上升并在上升过程中受到二次吸附净化作用，然后从净化器10上端溢流入连接管14，并流向稀释容器12；在净化后期，打开供水箱，从废液进口槽1处接入清水，清水沿废液流经顺序流过(顺便对相关装置进行简单的清洗)，最终到达净化器，并和滤液一起进入稀释容器12(残留在净化器10内的水可采用在净化器10底部设置通水管的方式排出)，启动稀释容器12内的搅拌器22，使清水和废液滤液混合均匀，并成功稀释滤液；

(6)打开排液管13上的电磁阀18，将稀释后的废液滤液排出。

2.实验废液中含有有机物

(1)缓慢将废液从废液进口槽1倒入，并选择有机物净化模式，控制器控制打开第二处理容器5与进液管2连接处的电阀门16，废液进入第二处理容器5，废液倾倒结束后，在废液进口槽1上部装上与控制器电连接的供水箱；

(2)第二处理容器5中的厌氧活性菌群对有机物进行初步分解；

(3)初步分解结束后，打开第二处理容器5与有机物分解容器6之间连接管14上的电磁阀18，废液进入有机物分解容器6，其中的好氧活性菌群对有机物进行深度分解；

(4)分解结束后，打开有机物分解容器6与第三处理容器7之间连接管14上的电磁阀18，废液进入第三处理容器7，之后如上述无机物净化模式运行。

3.实验废液中含有醚

(1)缓慢将废液从废液进口槽1倒入，并选择醚废液净化模式，控制器控制打开第一处理容器3与进液管2连接处的电阀门16，废液进入第一处理容器3，废液倾倒结束后，在废液进口槽1上部装上与控制器电连接的供水箱；

(2)第一处理容器3中的钠或铁屑可防止过氧化物的形成，废液流经淀粉-碘化钾试纸，启动颜色传感器20，若试纸未显蓝色，则控制器开启通往第二处理容器5的连接管14上的电磁阀18；若试纸显蓝色(表示有过氧化物生成)，则开启通往过氧化物分解容器4的连接管14上的电磁阀18，废液进入过氧化物分解容器4，启动振动器21，过氧化物分解容器4内的硫酸亚铁溶液将过氧化物进行分解，去除过氧化物，再关闭振动器21并打开过氧化物分解容器4与第二处理容器5之间连接管14上的电磁阀18和压力泵19，废液流向第二处理容器5；

(3)废液进入第二处理容器5，之后如上述有机物净化模式运行。

本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求范围内。

Claims (5)

1.一种化学实验废液全自动净化装置，其特征在于，包括控制器、净化器具及驱动单元，

所述净化器具包括废液进口槽(1)、进液管(2)、内置有钠或铁屑的第一处理容器(3)、内置有厌氧活性菌群生物液的第二处理容器(5)、内置有沉淀剂的第三处理容器(7)、过氧化物分解容器(4)、有机物分解容器(6)、过滤器(8)、净化机构、稀释容器(12)及排液管(13)，所述废液进口槽(1)连接进液管(2)的输入端，所述第一处理容器(3)、第二处理容器(5)和第三处理容器(7)分别与进液管(2)的输出端连接；所述第一处理容器(3)输出端置有淀粉-碘化钾试纸(17)，第一处理容器(3)输出端分别连接过氧化物分解容器(4)和第二处理容器(5)的输入端，且所述过氧化物分解容器(4)输出端与第二处理容器(5)输入端连接；所述有机物分解容器(6)分别连接第二处理容器(5)的输出端和第三处理容器(7)的输入端；所述第三处理容器(7)、过滤器(8)、净化机构及稀释容器(12)依次连接，所述稀释容器(12)的输出端与排液管(13)连接；所述净化器具之间通过连接管(14)连接，所述过滤器(8)上还安装有滤渣收取管(15)；

所述驱动单元包括设于进液管(2)输出端与三个处理容器连接处的电阀门(16)，设于连接管(14)、排液管(13)及滤渣收取管(15)上的电磁阀(18)，设于过氧化物分解容器(4)输出端与第二处理容器(5)输入端连接管上的压力泵(19)，设于过氧化物分解容器(4)底部的振动器(21)，设于第三处理容器(7)和稀释容器(12)内的搅拌器(22)，设于贴近淀粉-碘化钾试纸(17)的颜色传感器(20)，设于第三处理容器(7)内的pH传感器(23)，所述颜色传感器(20)及pH传感器(23)连接控制器的输入端，所述电阀门(16)、电磁阀(18)、压力泵(19)、振动器(21)及搅拌器(22)连接控制器的输出端；

所述控制器包括三种控制模式，即醚废液净化模式、有机物净化模式及无机物净化模式，所述无机物净化模式下，仅有废液进口槽(1)、进液管(2)、第三处理容器(7)、过滤器(8)、净化机构、稀释容器(12)、排液管(13)、滤渣收取管(15)及连接管(14)参与运作；有机物净化模式下，在无机物净化模式的基础上增加了第二处理容器(5)和有机物分解容器(6)参与运作；醚废液净化模式下，在有机物净化模式的基础上增加了第一处理容器(3)和过氧化物分解容器(4)参与运作。

2.根据权利要求1所述的一种化学实验废液全自动净化装置，其特征在于，所述净化机构包括净化器(10)及螺旋式环绕净化器(10)的净化管(9)，且净化管(9)下端设有插入净化器(10)底部的输液管(11)，所述净化器(10)上端一侧设有供连接管(14)连接的开口，以连通净化器(10)和稀释容器(12)；所述净化器(12)内填充满活性炭，所述净化管(9)内中心处设有沿净化管(9)螺旋的固定轴(24)，所述固定轴(24)上均匀套设有环形挡片(25)，所述挡片(25)与固定轴(24)之间的连接方式为滑动连接，挡片(25)周边固定有环形滤纸(26)，所述挡片(25)之间填充满活性炭，所述净化管(9)下端口设有封口塞(27)；所述净化管(9)内从上到下均匀分为三部分，其依次填充满大孔活性炭、过渡孔活性炭及微孔活性炭。

3.根据权利要求2所述的一种化学实验废液全自动净化装置，其特征在于，所述大孔活性炭的半径为25000nm，所述过渡孔活性炭的半径为1000nm，所述微孔活性炭的半径为150nm。

4.根据权利要求1所述的一种化学实验废液全自动净化装置，其特征在于，所述过氧化物分解容器(4)内装有浓度为5％的硫酸亚铁溶液，所述有机物分解容器(6)内装有好氧活性菌群生物液。

5.根据权利要求1所述的一种化学实验废液全自动净化装置，其特征在于，所述第三处理容器(7)中在进行调节pH反应时，添加的物质为中和剂；在进行生成沉淀的反应时，添加的物质为沉淀剂。

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