主基板、热敏电阻件与风扇组件构成，电磁加热器旁设置两个风扇(66)，可对电磁加热器进行散热，恒温水浴箱的具体水浴温度可由控制模块(9)进行调控；箱体底部设置一定厚度的水箱隔板(72)，水箱隔板(72)采用不锈钢材质，可将水箱储水处与电磁加热器￠5)隔开，同时可作为电磁加热的加热介质。
5.如权利要求1所述一种酶催化尿液废水连续处理装置，其特征在于废水预处理箱模块(4)包括废水预处理箱体(19)、废水预处理箱顶盖(20)、废水进水口(21)、储酶管(22)、桨式搅拌器(23)、旋转密封器(24)、抽液管(25)以及抽液泵(26);废水预处理箱体(19)呈圆柱型设计，其储液体积约为10L，箱体与恒温水箱顶盖(16)接触处采用斜型螺旋卡扣设计，废水处理箱体可拆卸；废水预处理箱顶盖(20)采用双层设计，并六角对称安装六个法兰，上层顶盖可通过法兰与下层顶盖紧密结合，两层顶盖间使用O型密封圈密封；在废水预处理箱顶盖(20)轴心处设计安装桨式搅拌器(23)，搅拌轴下部平行安装5组共计10个搅拌桨叶，搅拌桨叶长约2-4cm，宽约l_3cm，搅拌器由搅拌机驱动，搅拌机转速可控，其具体转速可由控制模块(9)进行调节；搅拌器与废水预处理箱体接触部分采用旋转密封器(24)进行密封处理；围绕桨式搅拌器(23)为中心呈六方设计安装四个储酶管(22)、抽液管(25)以及废水进水口(21)，分别与桨式搅拌器(23)保持一定距离，以保证搅拌器的正常工作；储酶管(22)包括管体(27)、六边形镂空(28)以及储酶管顶盖(29)，管体(27)呈圆柱长管设计，管体与废水预处理箱顶盖(20)接触处采用螺旋卡扣设计，储酶管可拆卸，储酶管顶盖(29)采用螺塞设计，螺塞与管体接触处使用O型密封圈密封，储酶管壁上均匀分布高密度的六边形镂空(28)，镂空有利于待处理废水与酶接触，提升本装置反应效率；废水进水口(21)开关由进水口螺塞控制，螺塞与顶盖间采用O型橡胶密封圈进行密封；抽液管(25)与废水预处理箱顶盖(20)接触点利用一金属卡扣螺旋相连，抽液管一端与抽液泵(26)相连接；在废水处理过程中，起催化作用的酶被填充四个储酶管(22)中，待处理的废水通过废水进水口(21)进入废水处理箱中进行处理，处理后的废水通过抽液管(25)被抽出抽液泵(26)抽出并进行后续蒸馏处理。
6.如权利要求1所述一种酶催化尿液废水连续处理装置，其特征在于低压蒸馏箱模块(5)包括蒸馏箱体(30)、蒸馏箱顶盖(31)、蒸馏箱进水口(32)、桨式搅拌器(73)、旋转密封器(74)、残液抽离管(33)、抽液泵(76)、压力传感器(34)、减压管(35)以及蒸馏管(36);蒸馏箱体(30)呈圆柱型设计，其储液体积约为10L，箱体与恒温水箱顶盖￠8)接触处采用斜型螺旋卡扣设计，蒸馏箱体可拆卸；蒸馏箱顶盖(31)采用双层设计，两层顶盖之间通过六个法兰紧密结合，同时两层顶盖间使用O型密封圈密封；蒸馏箱顶盖(31)中心处安装桨式搅拌器(73)，搅拌器搅拌速率可由控制模块(9)进行监控调节，搅拌器与蒸馏箱体接触部分采用旋转密封器(74)进行密封处理；箱体顶部同时设计有蒸馏箱进水口(32)，进水口开关由阀门控制，用于输送待蒸馏的废水；箱体顶部设计有残液抽离管(33)，其开关由阀门控制，上端与抽液泵(76)相连；箱体上部侧壁处安装一个压力传感器(34)，用于直接测定蒸馏箱中的蒸汽压力；箱体上部另一处侧壁安装一个减压管(35)，其减压管与外界连通，其开关由阀门控制；蒸馏箱顶部安装蒸馏管(36)，蒸汽入口处安装一个挡板，挡板采用不锈钢材料，呈弧形设计，挡板与蒸馏管之间采用四个不锈钢棍相连接，用以防止尿液突然爆沸进入蒸馏管，从而影响出水质量。
7.如权利要求1所述一种酶催化尿液废水连续处理装置，其特征在于废液收集箱模块(6)包括废液收集箱箱体(37)、废液收集箱顶盖(38)、废液进水口(39)、废液收集箱出水口(40)、玻璃窗(41)、风扇(79)、电磁加热器(80)、废液收集箱隔板(81)以及蒸馏管(82)；废液收集箱箱体(37)呈长方体设计，其储液体积约为1L ;废液收集箱顶盖(38)设计为两层，下层顶盖四角位置安装四个法兰，两层顶盖之间通过法兰扣紧，同时安装O型密封圈保证密封；废液进水口(39)的开关由阀门控制，其上端与抽液泵(76)连接，用于接收从蒸馏箱输送过来的废液；箱体顶部设计蒸馏管(82)，其开关由阀门控制，废液收集箱经过干燥处理后的水蒸气将通过蒸馏管(82)进入冷凝器模块(8)中进行冷凝收集；箱体下端设计废液收集箱出水口(40)，用以排出废液收集箱中的废液；箱体设计一个玻璃窗(41)，玻璃窗上标注有刻度，用以计量废液收集箱中废液体积；废液收集箱底部安装电磁加热器(80)，用于给废液收集箱进行干燥加热，同时两侧安装两个风扇(79)，风扇用于给电磁加热器散热，电磁加热器的功率可由控制模块(9)进行控制；电磁加热器(80)上方安装废液收集箱隔板(81)，用于将电磁加热器与废液隔开，同时可起到加热介质的作用。
8.如权利要求1所述一种酶催化尿液废水连续处理装置，其特征在于冷凝水箱模块(7)包括冷凝水箱箱体(42)、冷凝水箱顶盖(43)、冷凝水入口(44)、蒸汽出口(45)、压力传感器(75)、冷凝水箱出水口(46)以及玻璃窗(77);冷凝水箱箱体(42)呈长方体设计，其储液体积约为1L ;冷凝水箱顶盖(43)设计为两层，两层顶盖之间通过四个法兰紧密结合，同时加入O型密封圈进行密封；箱体上端设计有冷凝水入口(44)与蒸汽出口(45)，其开关均由阀门控制，液化的蒸汽由冷凝水入口(44)进入冷凝水箱中收集，而未完全冷凝的蒸汽从蒸汽出口(45)再次进入冷凝器中冷凝；箱体上方安装有一个压力传感器(75)，用于直接测定冷凝水箱中的蒸汽压力；箱体下端设计冷凝水箱出水口(46)，用以排出冷凝水箱中收集到的冷凝水；箱体设计一个玻璃窗(77)，玻璃窗上标注有刻度，用以计量冷凝水箱中冷凝水体积。
9.如权利要求1所述一种酶催化尿液废水连续处理装置，其特征在于冷凝器模块(8)包括冷凝器箱体(47)、小型冷凝器(48)、小型冷凝器(78)、冷却介质入口(49)、冷却介质出口(50)、蒸汽入口(51)、冷凝水出口(52)、二次冷凝蒸汽入口(53)、二次冷凝蒸汽出口(54)以及真空泵(55);冷凝器箱体(47)呈长方体设计，内部安装有两个相对独立的小型冷凝器(48)和小型冷凝器(78)，小型冷凝器中的冷凝盘管采用铜材质，以获得良好的传热效率；箱体左右两侧分别设置有一个冷却介质入口(49)与一个冷却介质出口(50)，用以输送冷却介质；冷凝器箱体上方设置有蒸汽入口(51)与二次冷凝蒸汽出口(54)，而下方设置有冷凝水出口(52)与二次冷凝蒸汽入口(53)，蒸馏出的蒸汽由蒸汽入口(51)进入冷凝器中进行冷凝，液化后的蒸汽从冷凝水出口(52)进入冷凝水箱中收集起来，部分未充分冷凝的蒸汽由二次冷凝蒸汽入口(53)再次进入冷凝器中进行二次冷凝；二次冷凝蒸汽出口(54)与真空泵(55)相连，真空泵采用水环式真空泵，用来给整个减压蒸馏系统提供低压。
10.如权利要求1所述一种酶催化尿液废水连续处理装置，其特征在于控制模块(9)包括可编辑逻辑控制器PLC(56)、控制面板(57)、打开按钮(58)、关闭按钮(59)以及急停按钮(60);控制面板(57)采用人机界面，温度传感器监测到的温度数据、压力传感器监测到的压力数据和桨式搅拌器的实时转速可显示于控制面板(57)上，两个恒温水箱的水浴温度、两个桨式搅拌器的搅拌转速均可通过控制面板进行设置；按下打开按钮(58)后，控制面板(57)呈现参数设置界面即开始设置，由可编辑逻辑控制器PLC(56)控制完成，试验结束后按下关闭按钮(59)关闭设备；紧急情况下按下急停按钮(60)关闭设备。
【专利摘要】本发明设计了一种操作简单，自动可控，设计精巧，反应高效，运行稳定，密封性强的酶催化尿液废水连续处理装置，包括支撑架、恒温水箱、废水预处理箱、低压蒸馏箱、废液收集箱、冷凝水箱，冷凝器以及控制模块；通过启动控制模块使废水预处理箱中的尿液废水在恒温水箱的作用下完成催化处理，随后进入低压蒸馏箱中进行低压蒸馏，蒸馏产物通过冷凝器的冷凝作用收集于冷凝水箱中，剩余的饱和尿液残液将被送往废液收集箱；本装置可实现尿液废水资源化，可应用于农场、密闭系统实验等场所内尿液以及其他高含盐量污水的脱盐处理，同时也可应用于工厂内其他酶参与催化的连续性污水处理和液相反应。
【IPC分类】C02F9-14
【公开号】CN104803564
【申请号】CN201510229257
【发明人】谢倍珍, 刘红, 邓生达
【申请人】北京航空航天大学
【公开日】2015年7月29日
【申请日】2015年5月7日