本發(fā)明屬于廢氣凈化處理設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于生物醫(yī)藥行業(yè)廢氣處理的氯氧離子凈化系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

制藥車間、實驗動物房、生物理化實驗室等設(shè)施產(chǎn)生的多成分、高濃度、高危害廢氣，其中主要包括vocs、惡臭氣體、硫化氫、氨等小分子空氣污染物，細菌病毒等生物性污染物，以及可懸浮顆粒物，導(dǎo)致場所及周邊空氣污染，影響操作人員、周邊居民和動物的健康。當(dāng)前處理技術(shù)及其局限性分析如下：

(1)催化燃燒法

采用煤氣或電加熱的方式保持燃燒室起燃溫度，利用貴金屬(鉑、鈀、釕等)作為催化劑，通過燃燒分解消耗廢氣中的污染物，幾乎可以處理所有vocs、惡臭氣體和病原微生物。但催化燃燒法需要在地面建設(shè)復(fù)雜的反應(yīng)器，需要專人負(fù)責(zé)運行維護，所用貴金屬催化劑較為昂貴且在處理高濃度有機物時容易失活，運行時需要消耗大量能源，因此建設(shè)運維成本均較高。另外，盡管當(dāng)前采用的低溫燃燒技術(shù)能夠降低排放，但仍然會排出大量二氧化碳(溫室氣體)和少量氮氧化物。

(2)吸附法

利用具有吸附能力的物質(zhì)，如活性炭、沸石分子篩等材料，將廢氣中的污染物組分濃集在吸附劑表面，使之與空氣分開的方法對廢氣進行處理。吸附劑可以再生循環(huán)使用，通過煅燒等手段使有機污染物脫吸附后還可重新使用。吸附法處理范圍廣，尤其適用于大流量、低濃度的氣相污染物。但吸附法在處理高濃度vocs處時很容易達到飽和，吸附劑再生會有人力和能源消耗，多次再生后無法復(fù)活又會形成固體污染物，造成更嚴(yán)重的二次污染。另外，廢氣中的顆粒物會阻塞吸附劑表面細孔使之失活，小分子污染物仍然可以通過濾材而不被吸附，微生物被吸附后還可以在吸附劑上增殖，甚至逆向傳播到設(shè)施內(nèi)。

(3)吸收法

吸收法有物理和化學(xué)兩種方式。物理吸收是通過洗滌裝置使廢氣中的有害成分被吸收劑所溶解，再利用有機分子和吸收劑物理性質(zhì)的差異進行分析；物理吸收法吸收速率較低，對不溶或難溶氣相污染物清除效果差，不適用于氣量大、凈化要求高的場合?；瘜W(xué)吸收是通過廢氣中的污染物與吸附劑中的活性成分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，達到將廢氣中的有害成分分離出來的過程；化學(xué)吸收法吸收速率大大提高，但對有機物處理效果較差，一般用于對無機廢氣(如脫硫)的處理。另外，吸收法均對建設(shè)場地條件要求較高，并且需要定期更換洗滌液或反應(yīng)液，建設(shè)運行成本較高。

(4)微生物氧化法

該方法是將污染物在由氣相轉(zhuǎn)移到液相，通過液體中的微生物的代謝作用，將有機物分解轉(zhuǎn)化為生物質(zhì)和無機物。微生物氧化法投資運行費用低，無二次污染，適用于處理低濃度、易生物降解的有機物。但微生物降解速率低、要求特定的生存條件、對氣候變化適應(yīng)性差，因此推廣和應(yīng)用受到限制。

(5)光催化法

光催化處理技術(shù)是利用特定波長的紫外線照射tio2催化劑，產(chǎn)生具有強氧化作用的活性氧離子，使有機物分子的h-c和h-s斷裂，從而起到殺菌、降解vocs的作用。光催化技術(shù)結(jié)構(gòu)簡單、投資運行成本低，是廢氣處理的發(fā)展方向。但當(dāng)前的光催化技術(shù)催化效率并不高(在20～40％之間)，并且會產(chǎn)生大量臭氧，形成新的污染源，因此并未成為主流的空氣凈化技術(shù)。

(6)低溫等離子體技術(shù)

低溫等離子體尚屬概念性空氣凈化技術(shù)，它是利用氣體介質(zhì)在放電過程中產(chǎn)生電子、離子、自由基等活性基團，將廢氣中的污染物氧化分解，從而達到凈化廢氣的目的。低溫等離子體適用范圍廣，理論上對所有惡臭氣體都有作用，但目前對其凈化效率和可靠性還缺乏足夠證據(jù)，并且高壓放電存在安全隱患。

基于對國內(nèi)外現(xiàn)有生物性廢氣凈化技術(shù)的分析，可以看到目前尚無一種投資較小、安裝簡單、運行成本低的裝置。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種用于生物醫(yī)藥行業(yè)廢氣處理的氯氧離子凈化系統(tǒng)，該凈化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，高度集成，安裝與操作簡單，具有除塵、殺菌、脫臭的多重功效。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：

本發(fā)明公開的一種用于生物醫(yī)藥行業(yè)廢氣處理的氯氧離子凈化系統(tǒng)，包括柜體，柜體頂部設(shè)有噴淋單元，底部設(shè)有氯化物生成單元和儲液箱，在柜體一側(cè)開設(shè)進風(fēng)口，在進風(fēng)口處設(shè)有活性氧發(fā)生單元；在氯化物生成單元上方設(shè)有傾斜放置的導(dǎo)流擋板；儲液箱底部設(shè)有與噴淋單元相連通的水管。

優(yōu)選地，氯化物生成單元包括依次通過管路相連的攪拌罐、緩沖罐及電解箱；還包括用于加入食鹽的加料口和用于注入軟水的注水管，食鹽與軟水混合后經(jīng)管道注入攪拌罐中，注水管上還設(shè)有用于控制軟水流量的開關(guān)。

優(yōu)選地，電解箱頂部還設(shè)有用于排出反應(yīng)氣體的排氣管。

優(yōu)選地，攪拌罐中設(shè)有槳葉，攪拌罐上部設(shè)有能夠帶動槳葉旋轉(zhuǎn)的攪拌電機；電解箱中設(shè)有電極片，外接整流電源，通過整流電源給電極片供電。

優(yōu)選地，活性氧發(fā)生單元包括介電陶瓷管，以及分別與介電陶瓷管正、負(fù)極相連的正向鈦合金電極和負(fù)向鈦合金電極。

優(yōu)選地，噴淋單元包括若干個噴嘴，在噴嘴上方由下往上依次設(shè)有脫霧器及不銹鋼頂網(wǎng)。

優(yōu)選地，在儲液箱一側(cè)壁上設(shè)有排水管，排水管上設(shè)有電磁閥，儲液箱側(cè)壁上還設(shè)有防止液面過高溢流的溢水管。

優(yōu)選地，儲液箱頂部還設(shè)有塑料隔網(wǎng)。

優(yōu)選地，在水管上還設(shè)有用于提供動力的循環(huán)水泵。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益的技術(shù)效果：

本發(fā)明公開的用于生物醫(yī)藥行業(yè)廢氣處理的氯氧離子凈化系統(tǒng)，包括柜臺，柜體內(nèi)設(shè)有噴淋單元、活性氧發(fā)生單元及氯化物生成單元，柜體一側(cè)壁上開設(shè)能夠?qū)又扑庈囬g、實驗動物房、生物理化實驗室等設(shè)施的排氣口末端的進風(fēng)口，首先由該進風(fēng)口進入的廢氣通過活性氧發(fā)生單元后，電離產(chǎn)生活性氧成分，通過活性氧成分的強氧化特性能夠去除廢氣中的微生物，并對部分vocs和氣味分子進行氧化分解；然后氣流經(jīng)由導(dǎo)流擋板變換流向(由水平變?yōu)樨Q直方向)，在豎直方向上與噴淋單元噴出的洗滌液交融，該洗滌液是由氯化物生成單元產(chǎn)生，存在大量clo^-、cl^-等含氯離子，可以與活性氧分解產(chǎn)生的含硫、含氮小分子氣味分子分反應(yīng)生成氯化銨、硫酸鈉、氯化鈉等環(huán)境友好型固定鹽，氯化物生成單元產(chǎn)生的含氯溶液提前儲存于儲液箱中；凈化后的空氣由噴淋單元頂部排出，落下的洗滌液流入儲液箱中循環(huán)使用。經(jīng)實驗室測試，本發(fā)明的氯氧離子凈化系統(tǒng)，對氨的清除率為94％，硫化氫的清除率為98％，二甲苯的清除率為92％，甲醇的清除率為95％，白色念珠菌清除率為99％，能明顯改善制藥車間、實驗動物房、生物理化實驗室外排氣體的主觀臭味感覺。

附圖說明

圖1為本發(fā)明用于生物醫(yī)藥行業(yè)廢氣處理的氯氧離子凈化系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為噴淋單元的組成和連接關(guān)系圖；

圖3為活性氧發(fā)生單元組成和連接關(guān)系圖；

圖4為氯化物生成單元組成和連接關(guān)系圖。

其中，100為噴淋單元；110為不銹鋼頂網(wǎng)；120為脫霧器；130為噴嘴；140為水管；150為循環(huán)水泵；160為導(dǎo)流擋板；170為塑料隔網(wǎng)；180為進風(fēng)口；191為溢水管；192為儲液箱；193為電磁閥；194為排水管；200為活性氧發(fā)生單元；211為正向鈦合金電極；212為負(fù)向鈦合金電極；220為介電陶瓷管；300為氯化物生成單元；310為加料口；321為開關(guān)；322為注水管；331為攪拌電機；332為攪拌罐；333為槳葉；340為緩沖罐；351為整流電源；352為排氣管；353為電極片；354為輸出管；355為電解箱。

具體實施方式

下面結(jié)合具體的實施例對本發(fā)明做進一步的詳細說明，所述是對本發(fā)明的解釋而不是限定。

本發(fā)明的目的就是開發(fā)的氯氧離子凈化系統(tǒng)，能夠凈化實驗室、動物飼養(yǎng)房、發(fā)酵車間等排放的廢氣，具有除塵、殺菌、脫臭的多重功效。

一是清除制藥生產(chǎn)過程和發(fā)酵工序產(chǎn)生的高濃度惡臭氣體、vocs(甲苯、二甲苯、甲醇等數(shù)十種污染物)等空氣污染物；

二是清除藥廠污水站產(chǎn)生的醛類、苯類、胺類、硫化物、氮氧化物等臭味氣體；

三是清除實驗動物正常代謝產(chǎn)生的廢氣，主要成分是氨、硫化氫、甲基硫醇、三甲胺、苯乙烯、乙醛、二硫化甲基等臭味氣體，也包括病原微生物和顆粒物；

四是清除醫(yī)學(xué)、生物、理化等科研和檢驗操作過程中產(chǎn)生的甲醛、二甲苯、甲醇、有機溶劑、生化試劑等空氣污染物；

五是清除微生物實驗室發(fā)酵培養(yǎng)過程中產(chǎn)生的臭味氣體、病原微生物及其氣溶膠。

同時，設(shè)備具有高度集成、外觀緊湊、操作簡單、環(huán)保高效等特點，無耗材，免維護，最大限度地降低使用成本。

參見圖1，本發(fā)明的用于生物醫(yī)藥行業(yè)廢氣處理的氯氧離子凈化系統(tǒng)，包括柜體，柜體頂部設(shè)有噴淋單元100，底部設(shè)有氯化物生成單元300和儲液箱192，在柜體一側(cè)開設(shè)進風(fēng)口180，在進風(fēng)口180處設(shè)有活性氧發(fā)生單元200；在氯化物生成單元300上方設(shè)有傾斜放置的導(dǎo)流擋板160；儲液箱192底部設(shè)有與噴淋單元100相連通的水管140。

該系統(tǒng)對接制藥車間、實驗動物房、生物理化實驗室等設(shè)施的排氣口末端，廢氣被導(dǎo)入系統(tǒng)后先經(jīng)過活性氧發(fā)生單元200，電離產(chǎn)生活性氧成分，通過其強氧化特性，去除廢氣中的微生物，并對部分vocs和氣味分子進行氧化分解；然后通過與噴淋單元100的洗滌液交融，該洗滌液是由氯化物生成單元300產(chǎn)生，存在大量clo^-、cl^-等含氯離子，可以與活性氧分解產(chǎn)生的含硫、含氮小分子氣味分子分反應(yīng)生成氯化銨、硫酸鈉、氯化鈉等環(huán)境友好型固定鹽，通過排水系統(tǒng)排入市政管網(wǎng)；經(jīng)過洗滌的清潔空氣脫霧后，從設(shè)備頂部排向大氣。具體構(gòu)成和工作原理介紹如下：

參見圖2，噴淋單元100是為廢氣處理提供噴淋洗滌的動力和空間，是整個系統(tǒng)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。該系統(tǒng)的進風(fēng)口180與被處理設(shè)施的排氣口對接，廢氣被引入系統(tǒng)。經(jīng)過活性氧發(fā)生單元200的電離凈化作用后，廢氣遇到傾斜設(shè)置的導(dǎo)流擋板160而從水平方向變?yōu)榇怪毕蛏希c噴嘴130垂直向下噴出的洗滌液交融，通過氯化反應(yīng)而充分凈化。凈化后的空氣依靠慣性向上通過脫霧器120，大部分水滴被脫掉，潔凈空氣經(jīng)過不銹鋼頂網(wǎng)110，從上方排入大氣。落下的洗滌液從塑料隔網(wǎng)170落入儲液箱192中，由底部的循環(huán)水泵150提供動力，通過水管140送至頂端的噴嘴130，重復(fù)循環(huán)，向下噴灑。儲液箱192底部連接排水管194，排水管194靠近儲液箱192位置安裝排水電磁閥193，儲液箱192靠上位置安裝溢水管191以防止液面過高。

參見圖3，活性氧發(fā)生單元200由正向鈦合金電極211、負(fù)向鈦合金電極212和介電陶瓷管220構(gòu)成。介電陶瓷管220的正、負(fù)極分別與正向鈦合金電極211和負(fù)向鈦合金電極212相連。當(dāng)給兩端電極加載電流時，介電陶瓷管(220)表面產(chǎn)生e^-和h⁺，與通過的氣流中的氧氣、水產(chǎn)生如下反應(yīng)：

①e^-+o2→oo^-·

②2oo^-+2h⁺→h2o2+o2

③h2o2+e^-→oh·+oh^-

可產(chǎn)生超氧陰離子(oo^-·)、羥自由基(oh·)、過氧化氫(h2o2)等活性氧成分，通過其強氧化作用，殺滅廢氣中的微生物，并對部分tvocs和氣味分子進行氧化分解。

參見圖4，氯化物生成單元300是通過電解食鹽水產(chǎn)生cl^-、clo^-等含氯離子，形成噴淋用的洗滌液，用以凈化廢氣中的vocs和臭氣分子。其組成結(jié)構(gòu)和工作原理為：通過開設(shè)在側(cè)面的加料口310加入食鹽(nacl)，同時通過帶有用于控制流量的開關(guān)321的注水管322注入軟水，軟水注入量根據(jù)食鹽量確定，最終使食鹽溶液濃度達到25％～30％之間。軟水和食鹽混合后向下通過管道進入攪拌罐332中，通過攪拌罐332上部的電機331帶動內(nèi)部的槳葉333旋轉(zhuǎn)，而從充分混勻食鹽水?；旌虾蟮氖雏}水通過管道注入緩沖罐340中，繼而進入電解箱355內(nèi)，通過整流電源351給電極片353通電，使其表面產(chǎn)生e^-和h⁺，與食鹽溶液依次發(fā)生反應(yīng)：

①h2o＝h⁺+oh^-

②2cl^-－2e＝cl2

③oh-+cl2＝clo^-+cl^-+h⁺

電解生成的這些含cl^-、clo^-等離子的溶液通過輸出管354注入到儲液箱192中，再通過噴淋單元100進行噴淋和循環(huán)。電解過程中產(chǎn)生的少量氫氣，通過電解箱355上端的排氣管352排出，避免氫氣蓄積發(fā)生爆炸危險。含氯離子與廢氣中活性氧分解產(chǎn)生的含硫、含氮小分子氣味分子分反應(yīng)生成氯化銨、硫酸鈉、氯化鈉等環(huán)境友好型固定鹽，從而達到凈化廢氣的目的。固定鹽溶解在洗滌液中，通過排水系統(tǒng)排入市政管網(wǎng)。

發(fā)明的效果

經(jīng)實驗室測試，本設(shè)備對氨的清除率為94％，硫化氫的清除率為98％，二甲苯的清除率為92％，甲醇的清除率為95％，白色念珠菌清除率為99％，能明顯改善制藥車間、實驗動物房、生物理化實驗室外排氣體的主觀臭味感覺。

綜上所述，本發(fā)明公開的用于生物醫(yī)藥行業(yè)廢氣處理的氯氧離子凈化系統(tǒng)，專門針對制藥車間、實驗動物房、生物理化實驗室等設(shè)施產(chǎn)生的多成分、高濃度、高危害廢氣，進行脫臭、殺菌、降低顆粒物、清除vocs等處理，使經(jīng)過處理的氣體達到《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(gb16297-1996)和《惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(gb14554-93)，保護周圍環(huán)境、周邊居民和工作人員健康，為醫(yī)藥、科研事業(yè)保駕護航。