一种实验室废水分拣自处置循环净化工作台的制作方法

本发明涉及一种实验室台柜设施，具体涉及一种实验室废水分拣自处置循环净化工作台。

背景技术：

台柜是实验室的一种常用设施，实验室台柜是实验室实验用的操作台和储存实验用具柜子的组合，承担着实验用具的收纳和实验操作平台的作用。

常见的台柜为长方体形，其上表面平整，内部中空，并带有柜门和抽屉以便存储实验器具。实验室台柜根据实验需要具有不同的种类，部分台柜上设置有形状各异的支架，以便摆放实验器具，还有的台柜上设置有水槽和水龙头。其中，水龙头与供水管路连通，用于清洗实验器具。水槽用于承接废水、污水，且将废水、污水排出或储存。

目前，公告号为cn208632151u的中国实用新型专利公开了一种实验室综合废水处理的活性炭装置，包括固定架，固定架上固定有进水槽和出水槽，出水槽位于进水槽下方，所述进水槽顶部设有废水入口，进水槽底部中空并设有过滤板，进水槽底部设有第一出水漏斗，第一出水漏斗上活动连接有出水组件，出水组件下方设置出水槽，出水槽中设有活性炭吸附层；所述出水组件包括储水桶，储水桶底部沿储水桶的圆周方向上均匀的设有四根出水管，出水管一侧设有若干个第一出水孔，出水管的另一侧设有若干个第二出水孔；所述第一出水孔与第二出水孔交错设置。

上述技术方案中，经过过滤板的废水进入储水槽中并通过出水管排出，出水管排水的过程中，水通过第一出水孔和第二出水孔的过程中给出水管一个推力，推动出水管沿圆周方向转动，从而使水能够均匀的进入到活性炭吸附层中，从而使活性炭吸附层每处的吸附效果相等。但存在以下缺陷：废水的处理缺少分类，实验室中不同种类的废水的性质不同，需要分开处理。为此，亟需一种实验室废水分拣自处置循环净化工作台，具有分别处理各类废水的功能。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种实验室废水分拣自处置循环净化工作台，具有分别处理各类废水的功能，减少废水对环境的危害，保护环境。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种实验室废水分拣自处置循环净化工作台，包括柜体和固定在柜体上的台面，所述台面上安装有水龙头、水槽和控制器，所述水槽底部位于柜体内且其上连通有下水管，所述下水管底部安装有选择性将废液导向不同废水处理箱的分拣机构

通过采用上述技术方案，利用分拣机构将不同种类的废水导向不同的废水处理箱中进行对应的处理，避免了废水直排造成的环境污染，从而有利于保护环境。

本发明进一步设置为，多个所述废水处理箱沿环形均匀排列分布，且每一所述废水处理箱上开设有承接口，所述分拣机构包括转动连接在所述下水管底端并与所述下水管连通的转动管，所述转动管上连通有倾斜向下延伸以将废液导向承接口的导流管；所述柜体内壁上固定有气缸，所述气缸的活塞杆延伸向转动管，所述转动管周侧壁上固定有齿圈，所述气缸的活塞杆端部开设有多个条形槽，所述条形槽内铰接有与所述齿圈抵触的卡齿，所述卡齿以及齿圈上的齿的截面均为直角三角形，且所述卡齿与条形槽内壁的铰接轴上安装有扭簧，所述柜体内还安装有与控制器电连接的脚踏开关，所述柜体表面开设有供使用者脚部伸入的缺口。

通过采用上述技术方案，利用转动管可绕下水管旋转的特性，使得导流管的位置得以调节，以此实现分拣功能，便于废水的分类处理；当气缸的活塞杆伸长时，活塞杆端部的卡齿与齿圈上的齿抵触并随活塞杆运动将其推动，以此驱动转动管转动，从而调节导流管的位置，将不同类别的废水导向不同废水处理箱进行分类处理；当活塞杆缩回时，截面为直角三角形的设计使得卡齿被压入条形槽中，从而使得气缸复位而不影响转动管，便于下一次调节导流管的位置；由于操作人员的日常工作中，双手需要拿着试管、试剂等物品，故而脚踏开关的设计方便了操作人员控制导流管的位置。

本发明进一步设置为，所述齿圈上表面上开设有环形槽，所述环形槽内设有电阻线圈，所述环形槽的内壁上固定有多个用于支撑电阻线圈的短杆，所述电阻线圈两端与电源以及控制器电连接，所述水槽底部固定有底端与电阻线圈抵触的导电柱，所述导电柱顶端与控制器电连接，所述台面上还安装有多个指示灯和一个蜂鸣器，所述指示灯和蜂鸣器均与控制器电连接。

通过采用上述技术方案，利用电阻线圈与导电柱实现控制器与指示灯、蜂鸣器以及电阻线圈的电连接，由于电阻线圈转动至不同位置时，其电阻不同，因而经过导电柱的电流大小不同，从而便于控制器识别电阻线圈的位置，从而判断出转动管转动的角度以及导流管的位置，并通过指示灯和蜂鸣器提示使用者，其准确度高，减小了使用者误操作的可能。

本发明进一步设置为，所述转动管底部连通有直排管，所述直排管一端与转动管转动连接，另一端连通有放置在柜体内用于沉淀的沉淀箱，且所述转动管上安装有用于切换废水流向的电动三通阀，所述沉淀箱内一体成型有漏斗，所述漏斗上套设有防水袋，所述漏斗外侧壁上固定有与防水袋开口边缘抵触的环形板，所述环形板上放置有用于将防水袋开口边缘夹紧的环形重块。

通过采用上述技术方案，设置直排管和沉淀箱以便将生活用水等无腐蚀性和其他成分的废水作沉淀处理，便于这部分废水的回收利用；而沉淀箱内漏斗与防水袋的设计，方便了使用者对沉淀在防水袋底部的杂物进行清理；环形板和环形重块之间的可拆卸连接提高了防水袋更换的便利性。

本发明进一步设置为，所述沉淀箱上连通有第一出水管，每一所述废水处理箱上均连通有第二出水管，所述柜体内设有与所述第一出水管和第二出水管连通的汲取罐，所述汲取罐内填充有用于汲取第一出水管和第二出水管内水分的汲取液，且所述第一出水管和第二出水管与汲取罐连通处设有正向渗透膜。

通过采用上述技术方案，利用高浓度的汲取液和正向渗透膜将第一出水管和第二出水管内的水分汲取至汲取罐中，以此实现了水分回收，便于后续循环利用，节省了水资源。

本发明进一步设置为，所述汲取罐两端分别放置有储液罐和浓缩罐，所述储液罐与汲取罐之前连通有循环泵，所述浓缩罐与汲取罐之间连通有增压泵，所述浓缩罐内设有反向渗透膜，且所述浓缩罐上连通有将浓缩后的浓液输送至储液罐的输液管。

通过采用上述技术方案，利用反渗透技术对稀释后的汲取液进行浓缩，并将浓缩后的汲取液送入储液罐中，实现了汲取液的循环利用。

本发明进一步设置为，所述浓缩罐上还连通有用于将反渗透所得的淡水输送至水龙头上的输水管和水泵。

通过采用上述技术方案，利用反渗透技术将汲取液中的水分压出，并通过输水管将水分回用至水龙头，实现了水资源的循环利用，有效节约了水资源。

本发明进一步设置为，所述输水管外露在台面上的部分形成检测部，所述检测部呈s形并由透明材料制成，且所述台面上固定有用于保护检测部的防护框。

通过采用上述技术方案，利用透明材质的检测部以显示其内经过的水流的颜色和浑浊情况，以便使用者简单判断水质，而防护框起到了保护作用，避免检测部在日常使用中受损，延长其使用寿命。

本发明进一步设置为，所述检测部上设有用于检测回用水的ph值的ph测试仪以及用于检测回用水导电率的电导率测定仪。

通过采用上述技术方案，利用ph测试仪检测回用水的酸碱性，以此确保回用水无腐蚀性；而电导率测定仪可检测其内离子浓度，间接反应回用水的纯净度，从而便于使用中实时了解水质情况。

本发明进一步设置为，所述第一出水管以及每一所述第二出水管靠近汲取罐的一端上均连通有支管，所述柜体内设有与所有支管连通的排液管，且所述支管上安装有与控制器电连接的电磁阀，所述沉淀箱和废水处理箱内均安装有与控制器电连接的水位传感器。

通过采用上述技术方案，利用排液管将经废水处理箱处理以及汲取罐汲取后的废水排出，并通过水位传感器实时监测沉淀箱和废水处理箱内的水位，当水位过高时，控制器控制电磁阀开启，以此降低水位，避免沉淀箱和废水处理箱出现故障。

本发明进一步设置为，多个所述废水处理箱上共同罩设有一个防护罩，所述转动管贯穿防护罩并与其转动连接，且连接处安装有密封圈。

通过采用上述技术方案，利用防护罩将多个承接口以及转动管遮盖，并采用密封圈进行密封处理，从而避免防护罩内的气体溢散至外部，起到隔绝废水的气味的作用。

综上所述，本发明的有益技术效果为：

1.本方案利用分拣将不同种类的废水导向不同的废水处理箱中进行对应的处理，避免了废水直排造成的环境污染，从而有利于保护环境；

2.本方案利用防护罩将多个承接口以及转动管遮盖，并采用密封圈进行密封处理，从而避免防护罩内的气体溢散至外部，起到隔绝废水的气味的作用；

3.本方案利用高浓度的汲取液和正向渗透膜将第一出水管和第二出水管内的水分汲取至汲取罐中，以此实现了水分回收，便于后续循环利用，节省了水资源，并利用反渗透技术对稀释后的汲取液进行浓缩，并将浓缩后的汲取液送入储液罐中，实现了汲取液的循环利用。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是本发明中柜体内部的结构示意图；

图3是本图2中a处结构的放大示意图；

图4是本发明中气缸和转动管的剖面结构示意图；

图5是本发明中沉淀箱的剖面结构示意图；

图6是本发明中控制器与各部件的连接框图。

附图标记：1、柜体；11、柜门；12、抽屉；13、缺口；2、台面；21、水槽；22、水龙头；23、下水管；24、防护框；3、废水处理箱；31、承接口；32、第二出水管；33、支管；34、电磁阀；35、排液管；4、转动管；41、导流管；42、直排管；43、电动三通阀；44、驱动组件；441、气缸；442、条形槽；443、卡齿；444、扭簧；445、齿圈；446、环形槽；451、电阻线圈；452、控制器；453、指示灯；454、蜂鸣器；455、脚踏开关；456、导电柱；46、防护罩；5、沉淀箱；51、第一出水管；52、侧门；521、短柄；53、漏斗；531、环形板；532、环形重块；54、防水袋；55、水位传感器；6、汲取罐；61、储液罐；62、循环泵；64、增压泵；65、浓缩罐；66、水泵；67、输水管；671、检测部；672、ph测试仪；673、电导率测定仪；68、输液管。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

如图1所示，一种实验室废水分拣自处置循环净化工作台，包括柜体1，柜体1为长方体形，其内部中空，其上设有台面2。柜体1正面还安装有两个抽屉12以便使用者存放物品和器具。柜体1两侧均安装有柜门11，柜门11一侧边与柜体1铰接，以此便于使用者开闭。台面2一侧边缘中部安装有水龙头22，用于供水。台面2中部设有水槽21，用于承接废水、污水。

如图1、图2所示，水槽21底部连通有下水管23，以便水槽21内的水分排出。结合图3所示，下水管23底部安装有分拣机构，分拣机构包括转动管4、导流管41以及转动组件。转动管4呈圆管形，其顶部与下水管23转动连接，且转动管4顶部设有向内延伸的凸缘，下水管23底部设有向外延伸的凸缘，以此支撑转动管4。转动管4上连通有一导流管41，导流管41一端与转动管4相连，另一端向下倾斜延伸。柜体1内部放置有多个废水处理箱3，每一废水处理箱3对应一种分类的废水的处理，且多个废水处理箱3环绕在转动管4周围并均匀分布。废水处理箱3可根据实验条件设定，包括但不限于针对有机废水、无机废水、含重金属废水，含氧化铁废、含其它金属氧化物的化合物的废水、含汞及其化合物废水、含有机汞化合物废水、含氰化物废物废水、磷酸类废液以及生活废水。每一废水处理箱3顶部均设有承接口31，承接口31与废水处理箱3连通，且导流管41末端与其接近以便将废水导入废水处理箱3中。结合图4所示，转动组件包括安装在柜体1内壁上的气缸441，气缸441的一端固定在柜体1面积较大的内侧壁上，另一端向转动管4延伸。且气缸441的活塞杆上开设有多个条形槽442，多个条形槽442沿气缸441的长度方向均匀排列分布。且每一条形槽442内均安装有一个卡齿443，卡齿443的截面为直角三角形。转动管4的周侧壁上固定有一个齿圈445，齿圈445周侧均匀分布有截面为直角三角形的齿，且齿圈445与卡齿443配合。当气缸441的活塞杆伸长时，活塞杆端部的卡齿443的平面与齿圈445上的齿的平面抵触，随着活塞杆的继续伸长，卡齿443推动齿圈445转动，当活塞杆伸到最长时，齿圈445带动转动管4转动一个工位，以此改变了导流管41的位置，从而将不同类别的废水导向不同废水处理箱3进行分类处理；当活塞杆缩回时，截面为直角三角形的设计使得卡齿443被压入条形槽442中，从而使得气缸441复位而不影响转动管4，便于下一次调节导流管41的位置。柜体1底部还安装有一个脚踏开关455，柜体1上开设有供使用者脚部伸入的缺口13，脚踏开关455与气缸441电连接，用于控制气缸441的启闭。

如图2、图4所示，台面2上还安装有多个指示灯453和一个蜂鸣器454，台面2下表面上固定有一个控制器452，控制器452与指示灯453以及蜂鸣器454电连接。齿圈445上表面上开设有一圈环形槽446，环形槽446的中心轴线与转动管4的中心轴线重合，且环形槽446的内壁上固定有多个短杆（未示出），环形槽446内设有电阻线圈451，短杆用于支撑电阻线圈451。电阻线圈451两端与电源以及控制器452电连接，结合图3、图6所示，水槽21底部还固定有一根导电柱456，导电柱456底端与电阻线圈451抵触，另一端与控制器452电连接。当气缸441驱动齿圈445转动时，电阻线圈451相对导电柱456转动，导电柱456与电阻线圈451不同位置接触时，由于电阻变化，其电流也产生变化，而电流信号传输至控制器452后，控制器452识别后输出电信号，控制指示灯453的亮灭以及蜂鸣器454播报的废水处理箱3编号，从而提示使用者此时的导流管41的位置。

如图2、图3所示，多个废水处理箱3上共同罩设有一个防护罩46，防护罩46呈半球形，其底部与废水处理箱3上表面抵触，且顶部设有供转动管4穿过的开口。转动管4与防护罩46转动连接，且两者之间设有密封圈，用于避免防护罩46内的气体溢散至外部，起到隔绝废水的气味的作用。

转动管4底部连通有直排管42，直排管42一端弯折延伸至防护罩46外部，且柜体1内放置有沉淀箱5，直排管42延伸至防护罩46外的一端与沉淀箱5连通。转动管4上安装有电动三通阀43，电动三通阀43的三通分别对应转动管4、直排管42和导流管41，用于切换废水流通的方向。沉淀箱5用于将生活用水等无腐蚀性和其他成分的废水作沉淀处理，结合图5所示，沉淀箱5为长方体形，其内壁上一体成型有漏斗53，漏斗53底部直径小于顶部直径。漏斗53外侧壁上固定有一圈环形板531，环形板531由金属制成。环形板531上套设有一个防水袋54，防水袋54用于盛装沉淀下来的杂质和水，防水袋54开口边缘与环形板531上表面抵触。环形板531上还设有环形重块532，环形重块532有多个，每个环形重块532均为圆弧形，且相互拼接成环形。本实施例中，环形重块532由磁铁制成，能够吸附在环形板531上，以此加强对防水袋54的夹紧作用。沉淀箱5一侧安装有侧门52，侧门52可为侧开式或下翻式，本实施例中，侧门52底部与沉淀箱5底部铰接，且侧门52外表面顶部固定有便于使用者启闭侧门52的短柄521。沉淀箱5顶部还连通有第一出水管51，用于将沉淀箱5内的上层清液导出。沉淀箱5和废水处理箱3内均安装有水位传感器55，水位传感器55与控制器452电连接，本实施例中，水位传感器55采用data-51系列，用于监测动态的水位，并将检测信号传输至控制器452中，控制器452识别后作出是否需要排水的判断。

如图2、图3所示，柜体1内还放置有汲取罐6，汲取罐6水平放置，其长度方向与柜体1的长度方向一致，且其，两端分别放置有储液罐61和浓缩罐65。储液罐61内储存有高浓度的汲取液，本实施例中，选择浓度为5%-15%的氯化钠溶液作为汲取液，其性质稳定、成本低。储液罐61与汲取罐6之前连通有循环泵62，循环泵62用于将汲取液从储液罐61中输送至汲取罐6中。每一废水处理箱3上均连通有第二出水管32，第一出水管51和第二出水管32均与汲取罐6连通，且连通处设有正向渗透膜。浓缩罐65与汲取罐6之间连通有增压泵64，增压泵64用于增强汲取液的压力。浓缩罐65内安装有反向渗透膜，利用反渗透技术将汲取液中的水分压出。浓缩罐65上安装有循环机构，循环机构包括输水管67和水泵66，输水管67一端与浓缩罐65连通，且输水管67端部位于浓缩罐65背侧底部，输水管67末端与水龙头22相通，且输水管67还与市政输水体系相通（未示出），以便提供充足的水源。水泵66安装在输水管67上，用于将反渗透所得的淡水输送至水龙头22上。浓缩罐65上还连通有输液管68，输液管68一端与浓缩罐65上部连通，另一端与储液罐61连通，用于将浓缩后的汲取液输送回储液罐61中循环利用。

沉淀箱5内的上层清液经过第一出水管51和正向渗透膜进入汲取罐6中，废水处理箱3排出的处理后的废水经过第二出水管32和正向渗透膜进入汲取罐6中，汲取液从储液罐61中进入汲取罐6后，由于其浓度较第一出水管51和第二出水管32中液体的浓度更高，第一出水管51和第二出水管32中的水分渗透至汲取罐6中，随着水分不断进入汲取罐6中，汲取液的浓度有所下降，当汲取液进入浓缩罐65中后，反渗透膜实现了对稀释后的汲取液的浓缩，以此将水分再次分离并通过水泵66和输水管67实现回用。浓缩后的汲取液通过输液管68进入储液罐61中回收利用，实现了汲取液的循环利用，节省了成本。

第一出水管51和第二出水管32靠近汲取罐6的一端上均连通有支管33，支管33向下延伸，且柜体1内还设有排液管35，排液管35的长度方向与柜体1的长度方向一致，且排液管35一市政污水管道相通，支管33底部与排液管35相通。支管33上还安装有电磁阀34，电磁阀34与控制器452电连接，以便自动排放废水。

如图2所示，输水管67外露在台面2上的部分形成检测部671，检测部671呈s形，弯折延伸，且检测部671由透明材料制成，例如塑料和玻璃，以显示其内经过的水流的颜色和浑浊情况。台面2上还固定有用于保护检测部671的防护框24。检测部671多个弯折部分顶端分别安装有ph测试仪672和电导率测定仪673，两者均与控制器452电连接。本实施例中，ph测试仪672采用bph-220测试仪，用于检测回用水的ph值；电导率测定仪673采用便携式bec520型，用于检测回用水导电率。当ph值或电导率超出正常纯净水的范围时，ph测试仪672和电导率测定仪673的信号输送至控制器452中，控制器452识别后输出，并控制指示灯453闪烁、蜂鸣器454报警，以此提醒使用者谨慎使用回用水，及时排查故障。

本实施例在使用时，使用者判断好废水种类后，可以踩在脚踏开关455上，通过踩踏次数实现对气缸441伸缩次数的控制，以此调节转动管4和导流管41的位置，直至对应废水种类的废水处理箱3的指示灯453亮起、蜂鸣器454播报正确时，方可进行试验或排放废水，废水通过转动管4和导流管41进入对应的废水处理箱3中进行处理，最终废水通过排液管35排入市政污水体系，部分水分通过汲取罐6汲取后得以回收利用。

上述方案利用转动管4可绕下水管23旋转的特性，使得导流管41的位置得以调节，以此将不同种类的废水导向不同的废水处理箱3中进行对应的处理，避免了废水直排造成的环境污染，从而有利于保护环境。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。