一种水处理便携式芯片实验室制造技术

本发明专利技术公开了一种水处理便携式芯片实验室，包括气动微流体控制装置、消毒液、污水样品、微流控芯片和紫外灯，所述消毒液和污水样品的一端通过管路与气动微流体控制装置相连，另一端与微流控芯片相连，所述气动微流体控制装置用于提供稳压气体驱动控制所述微流控芯片内流体，所述微流控芯片内设有流体微通道，污水样品和消毒液在流体微通道内充分混合，并经紫外灯照射后流出微流控芯片。本发明专利技术利用微流控芯片技术来搭建水处理实验室，体积小、方便携带且成本低，同时采用本发明专利技术得到的工艺参数可以很好地指导实际中水处理设备的生产。

A portable chip Laboratory for water treatment

The invention discloses a water treatment portable chip laboratory, which comprises a pneumatic microfluidic control device, a disinfectant, a sewage sample, a microfluidic chip and an ultraviolet lamp. One end of the disinfectant and a sewage sample is connected with a pneumatic microfluidic control device through a pipeline, and the other end is connected with a microfluidic chip. The volume control device is used to provide a stable gas drive to control the fluid in the microfluidic chip. The microfluidic chip is provided with a fluid microchannel. The sewage sample and the disinfectant are fully mixed in the fluid microchannel, and the microfluidic chip is illuminated by an ultraviolet lamp. The invention uses the microfluidic chip technology to build the water treatment laboratory, which is small in size, convenient to carry and low in cost. At the same time, the technological parameters obtained by the invention can guide the production of the actual water treatment equipment.

【技术实现步骤摘要】
一种水处理便携式芯片实验室
本专利技术涉及微流控
、环保领域及污水处理领域，更具体地，涉及一种水处理便携式芯片实验室。
技术介绍
在环保领域，水体污染是一个不容忽视的问题。无论是化工、冶金等公众默认的传统污染大户还是电子电气等看似无污染的行业，在生产过程中均会产生富含重金属及有机污染物的污水和废水，这些有害物质毒性大、生物富集性强、不易甚至无法自然降解，对人类的生活环境和健康构成了很大的威胁。目前有些污水处理厂仅采用紫外线照射的方法对污水进行消毒,紫外消毒的原理是紫外线通过破坏病毒、细菌和其他微生物病原体的遗传物质DNA使其失去生物活性无法复制繁殖从而达到消毒的目的，紫外消毒是物理消毒方法，虽然不像化学消毒方法那样会产生消毒副产物，但是消毒效果依赖于紫外照射时间和强度，一旦停止紫外照射，细菌及微生物病原体易复活，消毒效果不理想；多数污水处理厂家采用吸附剂与强氧化剂对污水中的有害离子进行吸附与消毒，常用的消毒液有二氧化氯、次氯酸钠等，但是实际中为达到消毒标准往往添加过量的消毒液，然而增加消毒液的投入直接导致成本升高和资源浪费，少了则达不到国家规定指标，因此集成一个既能够方便调节及对不同水质测定消毒液剂量又可控制紫外消毒强度的试验装置就很有必要。市场上在售的水处理设备体积庞大，不易携带，污水处理厂家只能通过网络调研或实地调研来选择水处理设备，由于每个污水厂区的水质不同，所以必须实地在线检测才有意义，如果客户想在购买前进行试验，只能由设备厂家将设备运到客户处，不仅耗时而且费用高昂。集成一套微型方便携带又可以精确控制流体工艺参数的水处理系统可以很好地改变现状，还可以指导水处理设备的研制，对水处理领域及环保领域将产生积极的影响，而精确控制流体及体积小是微流控技术的专长。微流控技术指的是使用微米尺度管道处理或操纵微小流体(体积为纳升到阿升)的系统所涉及的科学和技术，是一门涉及化学、流体物理、微电子、新材料、生物学和生物医学工程的交叉学科。因为具有微型化、集成化、智能化等特征，微流控装置通常被称为微流控芯片，也被称为芯片实验室。
技术实现思路
为了解决现有技术的不足，本专利技术设计了一种水处理便携式芯片实验室，该实验室能精确的控制流体流速，便捷的调节工艺参数，且其体积小、成本低又方便携带，不仅可以很好地改变现状，还可以指导水处理设备的研制。为了实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：一种水处理便携式芯片实验室，包括气动微流体控制装置、消毒液、污水样品、微流控芯片和紫外灯，所述消毒液和污水样品的一端通过管路与气动微流体控制装置相连，另一端与微流控芯片相连，所述气动微流体控制装置用于提供稳压气体驱动控制所述微流控芯片内流体，所述微流控芯片内设有流体微通道，污水样品和消毒液在流体微通道内充分混合，并经紫外灯照射后流出所述微流控芯片。进一步的，所述气动微流体控制装置包括气源，所述气源通过减压阀和压力开关与多个自动调压模块相连，所述自动调压模块设有多个出口管路，每个出口管路上均设有电磁阀。进一步的，所述气动微流体控制装置通过改变气体压力来调节所述微流控芯片内的消毒液流速与用量。进一步的，所述气动微流体控制装置通过改变气体压力来调节所述微流控芯片内的污水样品流速与流量。进一步的，所述微流控芯片采用高分子聚合物聚二甲基硅氧烷制造。进一步的，所述流体微通道包括弯曲的蛇形微通道和涡旋形微通道，两种通道的结合有利于实现污水样品和消毒液的快速充分混合。进一步的，所述流体微通道的宽度和深度根据实际需要在微米级甚至到毫米量级间自定义设计。进一步的，所述流体微通道出口通过管路与收集器相接，所述收集器为收集瓶。进一步的，所述紫外灯与电源调节器连接。进一步的，所述电源调节器通过调整电压来控制所述紫外灯的照射强度。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：1)本专利技术利用微流控芯片技术来搭建水处理实验室，体积小、方便携带及成本低；2)本专利技术可以简单方便地选择工艺参数，只需换不同浓度的消毒剂或改变多功能微流体控制装置内的气体压力，无需像传统方法那样非得搭建中试设备才能进行试验；3)采用本专利技术得到的工艺参数可以很好地指导实际中水处理设备的生产；且采用本专利技术中所述的芯片实验室样品消耗量极少，节能环保。附图说明构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。图1为本专利技术水处理便携式芯片实验室的装置结构示意图；图2为本专利技术气动微流体控制装置的结构示意图。其中，1气动微流体控制装置，2、消毒液，3、污水样品，4、PDMS芯片，5、收集器，6、紫外灯，7、电源调节器。具体实施方式下面结合附图与具体实施例对本专利技术做进一步的说明。应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。在本专利技术中，术语如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“侧”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，只是为了便于叙述本专利技术各部件或元件结构关系而确定的关系词，并非特指本专利技术中任一部件或元件，不能理解为对本专利技术的限制。本专利技术中，术语如“固接”、“相连”、“连接”等应做广义理解，表示可以是固定连接，也可以是一体地连接或可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的相关科研或技术人员，可以根据具体情况确定上述术语在本专利技术中的具体含义，不能理解为对本专利技术的限制。正如
技术介绍
所介绍的，现有技术中存在水处理设备体积庞大、不易携带，且无法精确的控制消毒液的添加的问题，为了解决如上的技术问题，本申请提供了一种水处理便携式芯片实验室，该实验室能精确的控制流体流速，便捷的调节工艺参数，且其体积小、成本低又方便携带，可以很好地改变现状，还可以指导水处理设备的研制。如图1所示，一种水处理便携式芯片实验室，包括气动微流体控制装置1、消毒液2、污水样品3、微流控芯片4和紫外灯6，所述消毒液2和污水样品3的一端通过管路与气动微流体控制装置1相连，另一端与微流控芯片4相连，所述气动微流体控制装置1用于提供稳压气体驱动控制所述微流控芯片4内流体，所述微流控芯片4内设有流体微通道，污水样品3和消毒液2在流体微通道内充分混合，并经紫外灯6照射后流出微流控芯片4。如图2所示，所述气动微流体控制装置1包括气源，所述气源通过减压阀和压力开关与多个自动调压模块相连，所述自动调压模块设有多个出口管路，每个出口管路上均设有电磁阀。具体实施中，所述压力开关与泄压保护阀相连，所述电磁阀能够正负压双重控制。本申请中自动调压模块以电控方式实现对压力的连续控制，其阀口根据需要打开任意设定角度，由此控制压力的大小，满足不同的实验需求。所述气动微流体控制装置1通过改变气体压力来调节所述微流控芯片4本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水处理便携式芯片实验室，其特征在于：包括气动微流体控制装置、消毒液、污水样品、微流控芯片和紫外灯，所述消毒液和污水样品的一端通过管路与气动微流体控制装置相连，另一端与微流控芯片相连，所述气动微流体控制装置用于提供稳压气体驱动控制所述微流控芯片内流体，所述微流控芯片内设有流体微通道，污水样品和消毒液在流体微通道内充分混合，并经紫外灯照射后流出微流控芯片。

【技术特征摘要】
1.一种水处理便携式芯片实验室，其特征在于：包括气动微流体控制装置、消毒液、污水样品、微流控芯片和紫外灯，所述消毒液和污水样品的一端通过管路与气动微流体控制装置相连，另一端与微流控芯片相连，所述气动微流体控制装置用于提供稳压气体驱动控制所述微流控芯片内流体，所述微流控芯片内设有流体微通道，污水样品和消毒液在流体微通道内充分混合，并经紫外灯照射后流出微流控芯片。2.如权利要求1所述的一种水处理便携式芯片实验室，其特征在于，所述所述气动微流体控制装置包括气源，所述气源通过减压阀和压力开关与多个自动调压模块相连，所述自动调压模块设有多个出口管路，每个出口管路上均设有电磁阀。3.如权利要求1所述的一种水处理便携式芯片实验室，其特征在于，所述气动微流体控制装置通过改变气体压力来调节所述微流控芯片内的消毒液流速与用量。4.如权利要求1所述的一种水处理便携式芯片实验室，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：田寒梅，尉婕，侯延进，王常海，傅士盛，刘光霞，王立秋，
申请(专利权)人：山东省科学院能源研究所，山东新日电气设备有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37