本实用新型涉及教育教学技术领域，尤其涉及一种实验室含铀废水即时处理套管。
背景技术：
随着我国核工业技术的迅猛发展，在对铀矿进行开采、提取、试验等过程中，会不可避免地产生含有铀元素的放射性废水。如若不进行及时有效的处理，仅将含铀放射性废水当作一般工业废水任意排放，不仅会对自然环境如土壤、水体等造成污染，还可能由于生物富集效应进入人体，增加人体患各种疾病的风险，甚至导致细胞癌变，危害人类健康。
在大多数高校和研究机构中较为常见的方式是完成实验后，对放射性废水进行收集和集中化处理。然而这种处理方式具有一定复杂度，废液的储存和放射性去除类药物的投加使整个过程变得不够经济方便。相比而言，通常小型实验室在进行放射性实验时未设置专门的废水处理装置，一般是直接排入排水管中，产生污染。目前，我国污水厂普遍不具备处理污水中放射性元素的工艺条件，水中放射性污染得不到有效遏制。由于城市中的水循环特性，上述处理方式极易造成二次甚至多次污染。
因此，有必要提供一种实验室含铀废水即时处理套管来解决上述问题。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于提供一种结构简单的实验室含铀废水即时处理套管。
本实用新型提供的一种实验室含铀废水即时处理套管，包括絮凝反应槽、导流管以及设置有滤料层的套管，所述絮凝反应槽上部呈漏斗状，下部为圆柱体，所述下部圆柱体连接设置有滤料层的套管，套管与絮凝反应槽之间通过卡箍管件连接，所述导流管一端连通絮凝反应槽中部，导流管另一端连通絮凝反应槽下部，导流管主要起转输、引流作用，絮凝反应槽下部设置过滤网，用来过滤废水携带的絮体，过滤网由尼龙材料制成，具有很好的抗腐蚀能力，过滤网孔径大小为100μm，可保证在过滤絮体的同时，废水以一定速率下渗。
优选的，滤料层由上至下布置，分别为交联壳聚糖层、有机改性蛭石层、铁屑层、谷壳-活性炭混合物层，通过滤料层的物理吸附或化学反应，吸附絮凝后未被去除的铀。
优选的，所述设置滤料层的套管部分管径DN＝45mm，略小于小型实验室排水管管径50mm，对于排水管管径DN的情况均适用。
优选的，所述管道由碳化硼材料制成，内外衬有多层复合材料，由内向外分别为环氧树脂、熔铸铁、碳化硼、氮化硼，采用以上材料可降低废水处理过程中对外的放射性，并具有一定防腐蚀能力。
优选的，所述絮凝反应槽中部铺设坡度为3‰的斜板，厚度为20mm，倾斜端距絮凝反应槽下底面100mm。
优选的，所述斜板上设置刺状挡块，斜板与刺状挡块为一体结构，材质均为碳化硼，斜板和刺状挡块可起到降低废水流速、阻挡废水的作用，并且能够增大化学反应的接触面积，达到充分絮凝的效果。
优选的，所述导流管管径DN＝25mm，方便在废水经过絮凝后排出，导流管材料为碳化硼制成，导流管为三段式结构，包括上部、下部倾斜段和中部垂直段，中部垂直段形成跌水。
优选的，导流管进水口设置在斜板倾斜端一侧，进水口的下沿与斜板倾斜端底端平齐。
优选的，同样考虑到絮凝时长和废水的短暂停留及之后的排出，在导流管进水口处设有一表面涂衬环氧树脂的不锈钢板制成的闸门，长宽均为30mm。在进行絮凝时可将此闸门关闭，需要进行引流排水时将其打开。
优选的，所述导流管进水口处的闸门设有用于控制闸门开合的控制电路，该控制电路包括时间继电器、开关及小型电机。
与相关技术相比，本实用新型提供的一种实验室含铀废水即时处理套管具有以下有益效果：
一、通过设计套管，可以做到对实验室含铀废水的即时处理，取代原有的不处理或粗处理方式，从源头控制放射性污染；
二、采用多种材料，结合其自身的特性，将各材料的优势充分发挥，实现复合功能的集成；
三、装置能重复利用，节约资源，保护环境；
四、设计套管操作简便灵活，有效减轻操作者的操作负担。
附图说明
图1为本实用新型提供的实验室含铀废水即时处理套管的结构示意图；
图2为图1的俯视图；
图3为本实用新型实施例中闸门控制电路图。
其中，絮凝反应槽-1、导流管-2、滤料层-3、套管-4、闸门装置-5、挡板-6、过滤网-7、刺状挡块-8，卡箍管件-9。
具体实施方式
以下将参考附图并结合具体实施方式来详细说明本实用新型。需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。为叙述方便，下文中如出现“上”、“下”、“左”、“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用。
请同时参阅图1和图2，其中，图1为本实用新型提供的实验室含铀废水即时处理套管的结构示意图，图2为图1中的俯视图，图3为本实用新型实施例中时间控制电路图，本实用新型提供的实验室含铀废水即时处理套管，包括絮凝反应槽1、导流管2以及设置滤料层3的套管4，其中絮凝反应槽1上部呈漏斗状，下部为圆柱体，下部连接设置滤料层的套管4，并通过卡箍管件9连接，导流管2一端连通絮凝反应槽1中部，导流管2另一端连通絮凝反应槽1下部，导流管主要起转输、引流作用，絮凝反应槽外形为无上下底面的倒置空心圆台，上底面直径φ＝200mm，下底面直径φ＝45mm，高200mm，在距絮凝反应槽下底面100mm处设置过滤网7，用以过滤废水携带的絮体，过滤网由尼龙材料制成，具有很好的抗腐蚀能力，可通过收集通风系统中废弃的滤网得到，过滤网孔径大小为100μm，可保证在过滤絮体的同时，废水以一定速率下渗。
滤料层由上至下布置有四层分别为：交联壳聚糖层、有机改性蛭石层、铁屑层、谷壳-活性炭混合物层，通过物理吸附或化学反应，吸附絮凝后未被去除的铀。
本实施例中各层吸附材料厚度
废水将依次经过上述吸附层，最后通过承接槽上的孔洞排出设计管段，进入实验室排水管道。设置滤料层的套管部分管径DN＝45mm，略小于小型实验室排水管管径50mm，对于排水管管径DN的情况均适用，下层滤料段主要起过滤、吸附作用。
管道主体为碳化硼材料制成，内外衬有多层复合材料，由内向外分别为：环氧树脂-熔铸铁-碳化硼-氮化硼，采用以上材料降低废水处理过程中对外的放射性，并具有一定防腐蚀能力。
考虑到一般情况下絮凝时间较长，为阻挡废水使其能够在槽内进行短暂停留，在絮凝反应槽中部铺设的挡板6本实施例选用坡度为3‰的斜板，厚度为20mm，右侧最低处距下底面100mm，每隔8mm设有刺状挡块8，密铺于斜板上，上述斜板与刺状挡块结构一体，材质均为碳化硼。
处理废水时，可先将絮凝剂倒入槽内，使其平整均匀地铺在斜板表面。排入废水时，斜板和刺状挡块可起到降低废水流速、阻挡废水的作用，并且能够增大化学反应的接触面积，达到充分絮凝的效果。
导流管管径DN＝25mm，方便在废水经过絮凝后排出，导流管材料仍为碳化硼，分上中下三级连接，其中第二级导流管设置跌水的垂直段，第一、三级倾斜段。
三级导流管参数
导管进水口设置在斜板右侧底端，进水口的下沿(即管外底)与斜板右侧底端平齐。同样考虑到絮凝时长和废水的短暂停留及之后的排出，在进水口处设有一表面涂衬环氧树脂的不锈钢板，长宽均为30mm。在进行絮凝时可将此闸门关闭，需要进行引流排水时将其打开。同时为保证导管中废水的流速，打开幅度为70％(17.5mm)，即保证导管进口处的充满度h/D为0.7。
本实施例的导流管进水口处的闸门装置5外接一时间控制电路(如图3)，该电路连接有时间继电器、空气开关及小型电机，具体电路为380V电源通过空气开关QK、保险FU1和接触器KM的常开触点连接阀门驱动电机(小型电机)M，在三相电源的任意两相之间(图中所示为W相和V相)连接低压控制电路；低压控制电路包括第一开关SB1(常闭开关)、第二开关SB2(常开开关)、时间继电器KT、接触器KM和第二保险FU2；电源W相通过串联的第一开关SB1、第二开关SB2、时间继电器的常闭触点、接触器的控制线圈和第二保险FU2连接电源V相，接触器的常开触点并联在第二开关SB2的两端，同时时间继电器的控制线圈并联在串联的时间继电器的常闭触点和接触器的控制线圈线圈的两端。
在絮凝反应槽中的废水达到设计絮凝时间后，通过电路自动控制实现闸门的开启，方便用户，减少操作过程中不必要耗费的人力。
本实施例的工作原理如下：
絮凝：通过投加絮凝剂，以离子交换和絮体的吸附作用初步除铀。将废水倒入絮凝反应槽中，在槽左侧加入铁粉和KMnO4，并在此后加入少量PAC和阴离子聚丙烯酰胺(APAM，约加入相对于废水体积的1/10000)，顶部盖上铅盖，反应约40min，充分产生絮凝沉淀。
导流：达到规定时间后，时间控制电路触发信号，小型电动机运转，闸门开启，槽内废水以一定流速沿导流管排出至主管段。
过滤：在废水流经滤网时，漂浮在水面上的絮体被截留在滤网上，废水下渗。
吸附：废水依次通过交联壳聚糖、有机改性蛭石、铁屑、谷壳-活性炭混合物4层滤料段。废水中的铀元素与其中的固体吸附颗粒通过发生物理化学作用，由+6价转变为+4价，并被吸附在吸附剂表面。
排出：废水在通过滤料段后，经承接槽上设置的孔洞进入排水管。
本实用新型管道设计简单，使用方便灵活，选用材料价格较低廉，成本较低，通过设计计算证明该管道理论除铀率较高，对于一般的含铀实验室废水，经处理后达到国家标准0.05mg/L以下。
以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。