一種基于微藻去除pm2.5的空氣凈化器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種基于微藻去除PM2.5的空氣凈化器，屬于氣體凈化器領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)全國(guó)大范圍霧霾頻發(fā)，多地PM2.5爆表，大氣環(huán)境污染已然成為威脅人類生存的重大問(wèn)題?，F(xiàn)代人80%?90%以上的時(shí)間是在室內(nèi)度過(guò)，室內(nèi)空氣中的污染物對(duì)人體健康產(chǎn)生很大影響，因此，對(duì)室內(nèi)空氣污染進(jìn)行控制和治理是目前改善人類生存環(huán)境的有效途徑。
[0003]對(duì)于生活在現(xiàn)代城市的大多數(shù)人來(lái)說(shuō)，約有60%?70%的時(shí)間是在室內(nèi)度過(guò)，居住條件的好壞與身體健康有著密切的關(guān)系。室內(nèi)污染物濃度高于室外2?5倍，
在特殊情況下可達(dá)到100倍。室內(nèi)污染具有影響范圍大、接觸時(shí)間長(zhǎng)、污染物濃度低、濃度變化大、污染物種類多、易受環(huán)境條件及氣象因素影響、危害健康等特點(diǎn)。隨著對(duì)室內(nèi)環(huán)境保護(hù)意識(shí)的不斷增強(qiáng)，人們迫切希望有一個(gè)安全、舒適、健康的生活空間。
[0004]對(duì)室內(nèi)空氣污染進(jìn)行控制和治理是目前改善人類生存環(huán)境的有效途徑。除室外空氣污染的影響外，室內(nèi)空氣惡化的主要起因有大量使用化學(xué)建筑材料、裝飾裝修材料、人造板材復(fù)合家具等散發(fā)有毒有害氣體，還與建筑因節(jié)能要求密閉性提高、空調(diào)系統(tǒng)新風(fēng)量減少等因素密切相關(guān)。室內(nèi)污染物主要分為三大類:PMlO和PM2.5等懸浮顆粒物、揮發(fā)性有機(jī)污染物、細(xì)菌病毒等微生物。對(duì)室內(nèi)各種污染物進(jìn)行凈化是控制室內(nèi)空氣品質(zhì)的有效途徑。例如中國(guó)專利CN 102139184 A公開(kāi)了一種氣體凈化裝置，包括:氣體凈化器，所述氣體凈化器包括能夠把待凈化的氣體中的污染物降解成二氧化碳和水的光催化劑觸媒器件；藻類光合作用裝置，包括:藻液，所述藻液能夠利用其中的微藻進(jìn)行光合作用以吸收通過(guò)藻液的氣體中的二氧化碳；含有藻液的微藻養(yǎng)殖器；設(shè)置在所述微藻養(yǎng)殖器底部的布風(fēng)器；和設(shè)置在所述微藻養(yǎng)殖器的頂部的氣體導(dǎo)出裝置，和風(fēng)機(jī)，所述風(fēng)機(jī)將從所述光催化劑觸媒器件出來(lái)的氣體經(jīng)由所述布風(fēng)器送入到所述微藻養(yǎng)殖器的藻液中，其中，所述微藻養(yǎng)殖器被分隔成若干隔間，所述布風(fēng)器將該氣體引導(dǎo)到至少一個(gè)隔間，經(jīng)隔間出來(lái)的氣體由所述氣體導(dǎo)出裝置排出到環(huán)境中。它的缺點(diǎn)是通過(guò)光催化劑觸媒器件出來(lái)的氣體經(jīng)由所述布風(fēng)器送入到所述微藻養(yǎng)殖器的藻液中，再經(jīng)過(guò)藻液進(jìn)行光合作用處理，裝置復(fù)雜，部件繁瑣，影響市場(chǎng)化商業(yè)化的應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種基于微藻去除PM2.5的空氣凈化器，整合微藻凈化處理技術(shù)、水洗技術(shù)、活性炭吸附技術(shù)、紫外光殺菌技術(shù)四種技術(shù)巧妙的結(jié)合，到達(dá)最好的凈化效果，且四種技術(shù)通過(guò)配合互補(bǔ)，可以凈化空氣中的大部分污染物。
[0006]本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:一種基于微藻去除PM2.5的空氣凈化器，其創(chuàng)新點(diǎn)在于:包括從下往上依次包括儲(chǔ)藻池、微藻處理裝置和上端蓋，儲(chǔ)藻池頂部與微藻處理裝置底部固定連接，微藻處理裝置頂部和上端蓋固定連接； 所述儲(chǔ)藻池為頂部設(shè)置有開(kāi)口、四周和底部密封的池體，池體頂部?jī)蛇吀髟O(shè)置有一個(gè)裝配孔，靠近池體下底部橫向設(shè)置有底部格柵，底部格柵與池體形成微藻生長(zhǎng)區(qū)，底部格柵與池體底部形成空腔，空腔內(nèi)固定安裝有日光燈；池體左側(cè)在底部格柵的上增加側(cè)板與頂板，與池體左側(cè)壁形成密閉的水浴加熱區(qū)，水浴加熱區(qū)內(nèi)設(shè)置有恒溫裝置，該恒溫裝置連接有導(dǎo)線，導(dǎo)線末端設(shè)置有溫度探頭，溫度探頭彎向微藻生長(zhǎng)區(qū)底端；所述池體兩側(cè)在水浴加熱區(qū)上方位置，同一水平線上分別設(shè)置有進(jìn)氣口，池體右側(cè)進(jìn)氣口下方還設(shè)置有抽氣口，該抽氣口連接設(shè)置有水泵的抽液管道一端；
所述微藻處理裝置為由若干個(gè)箱體和套筒組合而成，套筒套于由若干個(gè)箱體組合而成的整體上，每個(gè)箱體的上端內(nèi)徑跟下端外徑相等，實(shí)現(xiàn)相鄰上下層的兩個(gè)箱體緊密的裝配，每相鄰上下層的兩個(gè)箱體間均設(shè)置有一層濾芯；所述每個(gè)箱體的右側(cè)設(shè)置有一個(gè)進(jìn)液口，該進(jìn)液口貫通套筒連接設(shè)置有水泵的抽液管道，該抽液管道伸至箱體內(nèi)部中間位置；所述抽液管道的另一端設(shè)置有噴頭，該噴頭彎向箱體底部；所述每個(gè)箱體的上端與下端交界處還橫向設(shè)置有一隔板，該隔板上均勻鋪有一層活性碳層；
所述上端蓋設(shè)置有一個(gè)排風(fēng)口，排風(fēng)口兩側(cè)各設(shè)置有一個(gè)紫外燈，該上端蓋與微藻處理裝置通過(guò)螺栓螺母固定連接，所述上端蓋排風(fēng)口位置固定設(shè)置有排風(fēng)扇。
[0007]進(jìn)一步的，所述儲(chǔ)藻池的進(jìn)氣口設(shè)置有6個(gè)，其中兩個(gè)大側(cè)面上各兩個(gè)，兩個(gè)小側(cè)面上各一個(gè)。
[0008]進(jìn)一步的，所述儲(chǔ)藻池上還設(shè)置有加強(qiáng)筋，加強(qiáng)筋固定池體四壁與池體頂部的連接。
[0009]進(jìn)一步的，所述箱體下端設(shè)置有凹槽，凹槽內(nèi)設(shè)置有密封圈。
[0010]進(jìn)一步的，所述濾芯的結(jié)構(gòu)為疏松多孔類結(jié)構(gòu)。
[0011]本發(fā)明的有益效果如下:
(I)本發(fā)明的室內(nèi)空氣凈化裝置，通過(guò)整合微藻凈化處理技術(shù)、水洗技術(shù)、活性炭吸附技術(shù)、紫外光殺菌技術(shù)四種技術(shù)巧妙的結(jié)合，到達(dá)最好的凈化效果，且四種技術(shù)通過(guò)配合互補(bǔ)，可以凈化空氣中的大部分污染物，并且還能增加室內(nèi)氧氣，不久之后可以很好的投入到商業(yè)化中。
[0012](2)本發(fā)明的室內(nèi)空氣凈化裝置，微藻活性好，經(jīng)實(shí)驗(yàn)測(cè)定，能有效處理空氣中的污染物，PMlO被完全除盡，PM2.5降低了 90%以上，NOx、SO2被基本除盡，室內(nèi)空氣中常見(jiàn)的揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOCs)的去除率可以到達(dá)95%以上，空氣中的細(xì)菌滅活率能達(dá)到80%。
[0013](3)本發(fā)明的室內(nèi)空氣凈化裝置，在凈化空氣之余還能釋放出大量氧氣，微藻光合作用效率可達(dá)3%以上，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于一般植被的0.5%光合作用效率，證明該裝置中微藻活性良好。該空氣凈化器中，濾芯上的微藻還可以直接采收，無(wú)需提取和離心操作，直接通過(guò)萃取技術(shù)，可以制成微藻生物柴油，實(shí)現(xiàn)了凈化空氣，增加氧氣及制造生物柴油的三者功能的密切結(jié)合。
[0014](4)本發(fā)明的空氣凈化器是以微藻為主的多種空氣凈化技術(shù)結(jié)合的空氣凈化器，能處理絕大多數(shù)污染物。傳統(tǒng)的活性炭空氣凈化器常常面臨活性炭吸附能力過(guò)載，需要重新更換活性炭的問(wèn)題。而本產(chǎn)品的空氣凈化器在空氣中的污染物到達(dá)活性炭層之前，已經(jīng)經(jīng)過(guò)水洗處理和微藻處理，因此空氣中的污染物成分得到極大的降低。通過(guò)這種設(shè)計(jì)可以明顯的降低活性炭的更換頻率。
[0015](5)本發(fā)明的空氣凈化器還具有增加室內(nèi)氧氣含量的效果，并且這種增氧方式是純天然的，不會(huì)帶來(lái)任何副作用，該空氣凈化器在工廠、大規(guī)模應(yīng)用時(shí)，能夠真正的實(shí)現(xiàn)了基于微藻對(duì)空氣的處理和生物柴油生產(chǎn)的耦合。該反應(yīng)器在實(shí)現(xiàn)受廢氣無(wú)害化資源化處理的同時(shí)，為規(guī)?；I(yè)化生產(chǎn)生物柴油提供可行性途徑，節(jié)能減排、低碳環(huán)保。
[0016](6)本發(fā)明的空氣凈化器通過(guò)濕濾芯來(lái)凈化空氣，既可以通過(guò)水洗技術(shù)降低PM2.5的值，更有利于濾芯上的藻光合作用吸收空氣中的二氧化碳，釋放氧氣，并且還便于制造生物柴油時(shí)微藻的采收，且該裝置采用水浴加熱法，避免了微藻和加熱器的直接接觸，并且加熱效果更佳均勻。溫度傳感器器的探頭放在微藻生長(zhǎng)區(qū)，能夠更精確、實(shí)時(shí)的反應(yīng)溫度信號(hào)。
[0017](7)本發(fā)明的空氣凈化器在凈化器內(nèi)部用了三層微藻、水洗共同處理區(qū)，可以避免一次處理不完全，并且還可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境增加處理區(qū)的層數(shù)，調(diào)節(jié)靈活，應(yīng)用廣泛。
【附圖說(shuō)明】
[0018]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0019]圖1為本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖2為本發(fā)明儲(chǔ)藻池整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖3為本發(fā)明任意相鄰兩個(gè)箱體的連接及內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖4為本發(fā)明單個(gè)箱體的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖5為本發(fā)明上端蓋的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖6為本實(shí)施例中空氣凈化器整體運(yùn)行時(shí)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。
[0025]圖7為本發(fā)明凈化過(guò)程流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]本發(fā)明培養(yǎng)微藻用培養(yǎng)基的主要成分為:
硝酸鈉、磷酸氫二鉀、硫酸鎂、氯化鈣、碳酸鈉、檸檬酸、檸檬酸鐵及微量元素等。
[0027]微藻的藻種:
微藻的藻種為篩選出來(lái)之后再馴化的耐污微藻，該藻種可以在受到污染的水中存活，并且能凈化水質(zhì)。
[0028]基于發(fā)明研究的機(jī)理如下:
微藻處理硝酸鹽、硫酸鹽、銨鹽、鈉鹽等污染物的機(jī)理:
微藻在生長(zhǎng)的過(guò)程中需要大量的營(yíng)養(yǎng)物，充足的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)可以促進(jìn)微藻的生長(zhǎng)，微藻的生長(zhǎng)情況越好，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的處理效率也會(huì)越高。微藻利用二氧化碳和碳酸鹽作為碳源，廢水中的有機(jī)氮和無(wú)機(jī)氮作為氮源，在光能的作用下進(jìn)行光合作用，吸收廢水中的氨鹽、硝酸鹽、亞硝酸鹽轉(zhuǎn)化成微藻細(xì)胞內(nèi)部富含營(yíng)養(yǎng)的氨基酸和蛋白質(zhì)。如果氧氣比較充足的話，廢水中的磷會(huì)被微藻直接吸收，通過(guò)多種磷酸化的方法轉(zhuǎn)化成磷脂、ATP等有機(jī)物儲(chǔ)存在細(xì)胞內(nèi)；如果氧氣比較稀少，或者沒(méi)有氧氣的話，微藻會(huì)把廢水中的磷以磷酸鹽的形式沉淀。營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)會(huì)在微藻細(xì)胞內(nèi)部堆積，微藻的產(chǎn)油率也會(huì)有很大提高。
[0029]微藻處理重金屬離子的機(jī)理:
微藻去除廢水中的重金屬離子可以通過(guò)吸附和累積這個(gè)兩個(gè)步驟來(lái)實(shí)現(xiàn)。微藻吸附重金屬離子可以分為生物吸附法和物理吸附法兩種，主要以生物吸附法為主。吸附的原理為，微藻的表面主要為帶負(fù)電荷的多糖，廢水中的帶正電重金屬離子容易和微藻相互吸引。累積是微藻處理廢水中重金屬離子的一種主動(dòng)運(yùn)輸過(guò)程，在整個(gè)過(guò)程中，需要微藻通過(guò)新陳代謝來(lái)提供能量。在整個(gè)微藻吸收重金屬離子的過(guò)程中，累積重金屬的量只占總吸收量的10%~20%,而生物吸附的量則占80%~90%，因此生物吸附為吸收重金屬離子的主要途徑。
[0030]死亡的微藻細(xì)胞相比活的微藻細(xì)胞吸附重金屬離子的效果更佳。這是因?yàn)槲⒃宓募?xì)胞表面積是一定的，而且細(xì)胞膜具有選擇透過(guò)性，一般情況下只有部分中性的離子可以透過(guò)細(xì)胞膜進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)部，而絕大部分離子都被擋在細(xì)胞外面；當(dāng)微藻死亡后，細(xì)胞膜破裂，細(xì)胞內(nèi)部更多的功能團(tuán)外漏，重金屬離子更容易的跟它們結(jié)合起來(lái)；沒(méi)有了細(xì)胞膜的阻擋，重金屬離子也更容易透進(jìn)細(xì)胞內(nèi)部，因此總吸附能力增強(qiáng)。
[0031 ] 微藻處理有機(jī)物的機(jī)理:
污水中有機(jī)物可為藻類生長(zhǎng)提供重要的碳源。藻類對(duì)有