一种连续微波灭活生物危害废水装置及其方法

本发明涉及废水处理，特别是用于医疗机构、生物安全实验室的生物危害废水连续灭活装置。

背景技术：

1、生物危害废水是指含有病原微生物、细菌、病毒等对人类健康构成潜在危害的废水，可能来自医疗机构、生物安全实验室、生物制剂企业等。这类废水具有高度传染性和危害性，若处理不当，可能对环境和人类健康造成严重影响。

2、目前，医疗机构和高级生物安全实验室的生物危害废水处理主要采用热消杀原理进行处理，其中包括连续式和批次式两种技术和装置。批次式废水处理过程包括将废水收集到收集罐后，采用蒸汽或电加热方式加热至一定温度以实现灭活。但是，批次式处理存在能源消耗大、加热不均匀和可能的死角等问题。相比之下，连续式废水处理方法在废水流动过程中加热，具有能源消耗低、水温控制精确和装置小型化等优势。然而，现行高温消杀方法仍需在高压下运行，存在管道泄露和生物风险问题。此外，传统加热方式效率低、能量损失大。

3、微波灭活技术利用高频电磁波的强穿透力和非热灭菌效应，直接作用于废水中的微生物，提高灭活效率。微波能量迅速传递到水分子及微生物细胞内部，导致细胞膜破裂和蛋白质变性，从而灭活微生物。微波灭活操作简便、速度快、无二次污染，适用于大规模工业应用，具有显著的经济和社会效益。随着研究和技术的进步，微波技术有望成为生物危害废水处理的新解决方案。

4、申请号：2020220115738，公开了一种利用微波对生活污水中病原物灭活的装置，包括污水容器、微波发生器；所述污水容器设置有供污水进入和排出的口；微波发生器安装在在污水容器外部并能够将产生的微波馈入污水容器内；使用时，污水能够进入污水容器，并接受微波发生器产生的微波实施的灭活处理，最后将灭活处理的污水排出。本实用新型的优点在于：装置的灭活时间短、灭活能效高、灭活范围无遗漏，且完全实现自动化控制。

5、上述方案中，用于生活污水灭活，同样适用于其它领域的生物危害废水灭活，其简要工艺为：将污水输送至容器，在容器中微波灭活，然后排出。该结构和工艺虽然简单，但是使用过程中存在诸多不变，首先不能连续流动性灭活使用；容器过大，灭活不彻底，容器过小，效率又较低，缺陷较多。

技术实现思路

1、本发明的目的是针对现有技术的缺陷和不足，提供一种连续微波灭活生物危害废水装置及其方法。

2、为了实现上述的目的，本发明采用以下技术方案：

3、一种连续微波灭活生物危害废水装置，包括收集槽，所述收集槽上设有过滤网；所述收集槽的后面通过管道依次连接有止回阀i、截止阀i、活毒废水储罐、截止阀ii、水泵i、截止阀iii、止回阀ii、微波屏蔽器i、微波屏蔽罩、消杀管、微波屏蔽器ii、节流器、缓冲罐、截止阀iv、水泵ii、冷却器和排放槽。

4、进一步的，所述消杀管采用陶瓷盘管。

5、陶瓷盘管多根之间首尾相连，螺旋分布，增加消杀行程，及更好的透过微波。

6、进一步的，活毒废水储罐的顶部与加热器连接，加热器的另一端设有过滤器。

7、进一步的，所述活毒废水储罐内设有蝶形冷凝器；所述微波屏蔽器ii的另一端与带有节流器的缓冲罐连接，缓冲罐内部设置有冷凝板，缓冲罐上端通过止回阀iii与活毒废水储罐内的蝶形冷凝器连接。

8、进一步的，还包括应急罐，所述截止阀i采用三通阀，与应急罐连接。

9、本装置的特色为：

10、1、装置采用微波磁控管(18)非接触式加热方式，省略了加热器接口设计，简化了系统结构。

11、2、微波能量直接作用于流体，加热效率高，升温迅速，有助于减缓管壁的积垢。

12、3、设计了磁控管的阵列和消杀管(17)，确保灭活过程中管道中流体的温度均匀性，避免温差，减小生物风险。

13、4、装置配备了缓冲罐(21)和气液分离装置(10)(22)，能够及时释放高温气化的水蒸气，并将其收集回流至储罐(7)，稳定系统中的压力，确保了灭活过程中系统的可靠性，大大降低了生物风险。

14、5、热交换器(10)(22)可以实现灭活后的未排放废水与将要灭活的废水之间的热交换，节约能源。

15、6、可实时调节灭活的温度和时间。

16、7、采用模块化设计，可单独运行，也可多模块串联或并联运行，灵活扩容。

17、本发明的优势

18、本发明提供的常压连续式微波废水灭活装置，操作温度最高为100℃，压力不超过1个大气压，确保常压操作，降低生物泄露风险。通过微波的非热效应和强穿透力，实现高效、快速的废水灭活过程，有效保障设备的稳定性和可靠性。装置结构简单、运行成本低，适用于大规模工业应用，显著提升了废水处理的安全性和经济性。

19、利用微波强穿透力和微波的非热灭菌效应，能量直接作用于废水及其中的微生物，提高了灭活效率。整套设备中管道流动的废水温度最高为100℃，压力不超过1个大气压，是一种常压设备，可以显著降低传统生物危害废水灭活过程中的生物泄露风险，有效保障了设备的可靠性。

技术特征：

1.一种连续微波灭活生物危害废水装置，包括收集槽，所述收集槽上设有过滤网；所述收集槽的后面通过管道依次连接有止回阀i、截止阀i、活毒废水储罐、截止阀ii、水泵i、截止阀iii、止回阀ii、微波屏蔽器i、微波屏蔽罩、消杀管、微波屏蔽器ii、节流器、缓冲罐、截止阀iv、水泵ii、冷却器和排放槽。

2.根据权利要求1所述的一种连续微波灭活生物危害废水装置，其特征在于，所述消杀管采用陶瓷盘管。

3.根据权利要求1所述的一种连续微波灭活生物危害废水装置，其特征在于，所述活毒废水储罐的顶部与加热器连接，加热器的另一端设有过滤器。

4.根据权利要求1所述的一种连续微波灭活生物危害废水装置，其特征在于，所述活毒废水储罐内设有蝶形冷凝器，所述微波屏蔽器ii的另一端与带有节流器的缓冲罐连接，缓冲罐内部设置有冷凝板，缓冲罐上端通过止回阀iii与活毒废水储罐内的蝶形冷凝器连接。

5.根据权利要求1-4任意一条所述的装置，其方法，如下步骤：

技术总结
本申请公开了一种连续微波灭活生物危害废水装置，包括收集槽，所述收集槽上设有过滤网；所述收集槽的后面通过管道依次连接有止回阀I、截止阀I、活毒废水储罐、截止阀II、水泵I、截止阀III、止回阀II、微波屏蔽器I、微波屏蔽罩、消杀管、微波屏蔽器II、节流器、缓冲罐、截止阀IV、水泵II、冷却器和排放槽。通过微波的非热效应和强穿透力，实现高效、快速的废水灭活过程，有效保障设备的稳定性和可靠性。装置结构简单、运行成本低，适用于大规模工业应用，显著提升了废水处理的安全性和经济性。

技术研发人员：浦跃武,耿梅慧,杨思维,田霄飞,曲莉芝,崔思颖
受保护的技术使用者：华南理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5