本發(fā)明屬于環(huán)境工程和加工工程
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及一種適用于家庭、辦公場所、公共場所、交通工具等場所空氣凈化的微藻生物空氣凈化裝置。
背景技術(shù)：
：在環(huán)境問題日益嚴重的今天，由霧霾引起的大氣環(huán)境問題使得人們對空氣質(zhì)量越來越重視。外環(huán)境空氣質(zhì)量的下降更是驅(qū)使人們將越來越多的時間花在密閉空間。密閉環(huán)境中除一般的空氣污染物外，人類活動亦會產(chǎn)生許多毒害物質(zhì)，如抽煙、呼吸等，特別是如今越來越多的私家車，車內(nèi)空氣中的浮塵顆粒、細菌以及一些有害、有毒的氣體等指標均超過了密閉空間外的大氣環(huán)境，人如果長時間處在此環(huán)境中，不僅會出現(xiàn)頭暈、惡心等不舒適感，甚至?xí)T發(fā)一些疾病，因此急需開發(fā)一種高效產(chǎn)氧的空氣凈化裝置。在如今人們對生活品質(zhì)要求不斷提高、對環(huán)境問題越來越重視的大環(huán)境下，空氣凈化器的需求也隨之直線上升，然而市售空氣凈化器的質(zhì)量參差不齊，目前市面上的空氣凈化器多采用復(fù)合型，針對空氣中顆粒物的去除技術(shù)，主要有機械濾網(wǎng)式、靜電駐極濾網(wǎng)式、高壓靜電集塵等，但是它們存在各種各樣的問題，例如，活性炭吸附易能力過載，且不易再生，過濾式凈化器無法除去有害氣體且成本較高，濾網(wǎng)污染程度的不可視導(dǎo)致容易更換不及時、易產(chǎn)生二次污染。同時市售空氣凈化器使用外加風(fēng)機，其能耗大、循環(huán)范圍有限。微藻作為最古老的光合微生物之一，其生長周期短、光合效率高、吸附強度大等特點使得其在空氣凈化中逐漸嶄露頭角。微藻能有效吸附空氣中大量懸浮顆粒物，保持空氣濕度。此外，微藻最大的優(yōu)勢在于其可以通過自身光合作用吸收轉(zhuǎn)化空氣中co2，并釋放出氧氣，提高空氣質(zhì)量。宋昊等申請了專利《一種微藻氧吧介導(dǎo)的空氣凈化裝置》(cn201410469519.4)，提出了一種以微藻為凈化介質(zhì)的空氣凈化裝置。其設(shè)計較為龐大，不便于在車內(nèi)以及其他密閉空間內(nèi)實施使用，且其設(shè)計僅限于對空氣的簡單清潔，并未針對空氣中的細菌等有害微生物和甲醛等有害物質(zhì)做出相應(yīng)去除設(shè)計，無法做到全面凈化空氣。昆山清旭環(huán)境科技有限公司申請的“一種基于微藻去除pm2.5的空氣凈化器”(cn201510095463.5)，以噴灑藻液作為凈化方式，體積龐大、能耗較高，在實際生活中不方便具體實施與使用，應(yīng)用范圍受限。本發(fā)明需要解決的技術(shù)問題為：克服現(xiàn)今市售空氣凈化器能耗大、無法自主產(chǎn)氧，濾網(wǎng)更換不可視等不足。提供一種方便可行既能固定co2釋放負離子氧，又能增加空氣濕度，并且可以殺菌除甲醛的微藻生物空氣凈化裝置。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的在于解決上述問題，基于微藻光合效率高、生長速率快、吸附強度高等特點，提供一種適用于辦公場所、公共場所、交通工具等密閉空間使用的微藻生物空氣凈化裝置。該裝置不僅可以有效降低空氣中二氧化碳的濃度，釋放大量新鮮負離子氧，同時還有降低可吸入顆粒物(pm10)、細顆粒污染物(pm2.5)，加濕，除甲醛等作用。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明通過以下的技術(shù)方案來實現(xiàn)：一種微藻生物空氣凈化裝置，其主要包括過濾網(wǎng)、氧化吸附層、微藻生物內(nèi)芯及光源，所述光源設(shè)置在微藻生物內(nèi)芯與氧化吸附層之間主要作用于氧化吸附層及微藻生物內(nèi)芯上。氣體經(jīng)過濾網(wǎng)去除灰塵、毛發(fā)等大顆粒污染物后，再經(jīng)光源作用于氧化吸附層殺菌去除甲醛，再經(jīng)微藻生物內(nèi)芯固碳釋放純凈負離子氧氣、吸附可吸入顆粒物(pm10)、細顆粒污染物(pm2.5)、增加空氣濕度。上述方案中，所述過濾網(wǎng)有多層且位于裝置最前或最后。達到阻隔灰塵、毛發(fā)等大顆粒污染物及微生物等效果。所述過濾網(wǎng)由各種形式的過濾網(wǎng)和多種孔徑的過濾膜構(gòu)成。所述過濾網(wǎng)包括且不限于各類初效、中效、高效過濾網(wǎng)，如：集塵濾網(wǎng)(hepa濾網(wǎng))、活性炭濾網(wǎng)、納米銀過濾網(wǎng)、無紡布過濾網(wǎng)、合成纖維過濾網(wǎng)等。上述方案中，所述光源作用于氧化吸附層以及微藻生物內(nèi)芯上。其包括可見光源及紫外光源，所述可見光源包括但不限于日光燈、led、白熾燈，所述紫外光源為紫外燈，所述紫外燈設(shè)置在位于微藻生物內(nèi)芯與氧化吸附層之間的頂部，并將紫外燈罩設(shè)計成九十度的弧形，保證了紫外線通過燈罩反射可以覆蓋整個氧化吸附層且不會照射到微藻生物內(nèi)層，從而不會破壞藻類的生長且可達到激發(fā)光催化劑除去甲醛、同時殺滅細菌病毒的目的。上述方案中，所述的氧化吸附層，為一類具有殺菌除甲醛功能的材料。有且不限于各類光催化材料。其載體材料有且不限于氣凝膠、各類纖維、活性炭等。所述光催化材料有且不限于金屬氧化物和硫化物，如二氧化鈦(tio2)、氧化鋅(zno)、氧化錫(sno2)、二氧化鋯(zro2)、硫化鎘(cds)等多種氧化物硫化物半導(dǎo)體，同時包括各種摻雜之后的光催化劑。上述方案中，所述微藻生物內(nèi)芯為以微藻為主體的凈化層。微藻以貼壁、吸附或是以細胞固定化等形式附著于材料上。所述材料有且不限于鋁制、鐵制、銅制、不銹鋼等金屬及其衍生材料，纖維素、半纖維素、木質(zhì)素等可再生材料，粗布、棉布、麻布，尼龍等織物以及各類纖維，pva、海綿等復(fù)合材料，生物陶瓷等可用于細胞固定化的材料。且微藻藻種包括但不限于小球藻屬(chlorellasp.)、筒柱藻屬(cylindrothecasp.)、硅藻(diatom)、菱形藻(nitzschiasp.)、裂壺藻(schizochytriumsp.)、杜氏藻屬(dunaliella)、柵藻(scenedesmussp.)、微綠球藻(nannochlorissp.)、衣藻屬(chlamydomonassp.)、扁藻(tetraselmissp.)、空球藻屬(eudorinasp.)等。本發(fā)明的創(chuàng)新點及其有益效果為：在密閉空間內(nèi)空氣凈化系統(tǒng)中引入微藻生物空氣凈化，并結(jié)合紫外燈以及光催化劑的殺菌除甲醛功效，在去除有毒有害物質(zhì)的同時，可持續(xù)固定co2、提供負離子氧氣、吸附pm2.5以及pm10、增加氣體濕度。在借助原有空調(diào)或通風(fēng)裝置的基礎(chǔ)上引入此微藻生物空氣凈化裝置，在綠色環(huán)保節(jié)能的同時達到了空氣凈化的效果。附圖說明圖1本發(fā)明微藻生物空氣凈化裝置工作流程圖；圖2微藻生物空氣凈化裝置結(jié)構(gòu)各部件結(jié)構(gòu)示意圖；圖3微藻生物空氣凈化裝置結(jié)構(gòu)主視圖；圖4附圖3中a-a部剖面結(jié)構(gòu)示意圖；圖5附圖4b部放大圖；圖6附圖c部放大圖；圖7實施例1中實驗組和對照組一小時內(nèi)氧氣含量變化；圖8實施例2中實驗組和對照組一小時內(nèi)顆粒物濃度變化；圖中圖標：1、外部過濾盒，2、微藻生物內(nèi)芯，3、氧化吸附層，4-1、紫外燈，4-2led節(jié)能燈，5、進氣格柵，6、初效過濾網(wǎng)，7、微生物過濾膜。具體實施方式下面結(jié)合附圖和實施例對本微藻生物空氣凈化裝置的研制進行詳細說明，本發(fā)明包括但不限于本實施例。如圖1所示：一種微藻生物空氣凈化裝置，其主要包括過濾網(wǎng)、氧化吸附層、微藻生物內(nèi)芯及光源。該裝置進行空氣凈化的具體流程為：氣體經(jīng)過濾網(wǎng)去除灰塵、毛發(fā)等大顆粒污染物后，再經(jīng)光源作用于氧化吸附層殺菌去除甲醛，再經(jīng)微藻生物內(nèi)芯固碳釋放純凈負離子氧氣、吸附可吸入顆粒物(pm10)、細顆粒污染物(pm2.5)、增加空氣濕度。實施例1：本實施例以車內(nèi)為應(yīng)用場景，結(jié)合車內(nèi)空調(diào)內(nèi)循環(huán)，將本微藻生物空氣凈化裝置安裝于汽車內(nèi)循環(huán)的進氣格柵處，同時以負載tio2的氣凝膠為氧化吸附層材料，以pva(聚乙烯醇)為微藻貼壁材料。氣凝膠在作為tio2載體的同時其高孔隙率使空氣更易穿透，同時起到隔熱效果，為微藻提供較適宜生長環(huán)境。如圖2-6所示，本裝置主要包括外部過濾盒1、可更換微藻生物內(nèi)芯2、可更換氧化吸附層3。其中外部過濾盒1包括進氣格柵5以及附于其上的初效過濾網(wǎng)6和微生物過濾膜7?？筛鼡Q微藻生物內(nèi)芯2和可更換氧化吸附層3插在所述外部過濾盒1中。給光系統(tǒng)使用了led節(jié)能燈4-2和紫外燈4-1，且led節(jié)能燈4-2用于微藻生物內(nèi)芯2，紫外燈4-1僅用于氧化吸附層3。本實施例對紫外燈4-1的燈罩進行了特殊設(shè)計，將紫外燈4-1安裝在外部過濾進氣格柵盒內(nèi)部頂部，位于微藻生物內(nèi)芯2與氧化吸附層3之間，并將紫外線燈罩設(shè)計成九十度的弧形，保證了紫外線通過燈罩反射可以覆蓋整個氧化吸附層且不會照射到微藻生物內(nèi)層，從而不會破壞藻類的生長，led節(jié)能燈4-2安裝于外部過濾進氣格柵盒內(nèi)部的底部，位于微藻生物內(nèi)芯與氧化吸附層之間。led節(jié)能燈為微藻生長提供了光源，保證了微藻的正常生長，提高了產(chǎn)氧與吸附效率。本實施例在實際使用時僅需將燈光電源接入汽車點煙器處接通電源，同時打開汽車內(nèi)循環(huán)即可，在貼附微藻顏色變化時進行微藻生物內(nèi)芯的更換即可保證凈化效率。同時本實施例中所使用的pva材料可在更換后清洗循環(huán)使用，達到綠色環(huán)保的目的。本實施例附pva方法為：(1)極少量的培養(yǎng)基液體通過附著多孔材料的背面或內(nèi)部滴入以使藻細胞處于半干濕潤狀態(tài)(2)將一塊pva膜懸掛于一圓柱狀玻璃腔中，并給予一定光照強度。(3)約一天后pva附著一層綠色微藻后方可插入裝置中。為驗證本裝置效果，本課題組利用pva作為微藻貼壁材料進行產(chǎn)氧實驗。在密閉7.8l空間內(nèi)測量一小時氧氣含量變化，實驗重復(fù)三次并做一組空白對照。表a.一小時內(nèi)氧氣含量變化(單位：％vol)第1組時間/min015304560氧氣含量/％16.917.217.317.517.3第2組時間/min015304560氧氣含量/％16.71717.117.217.1第3組時間/min015304560氧氣含量/％16.716.91717.117.3空白對照組時間/min015304560氧氣含量/％16.716.616.716.816.7根據(jù)表a及圖7所示，本實驗在7.8l密閉空間內(nèi)實驗一小時，氧氣含量可上升0.6％vol，具有良好的產(chǎn)氧效力。實施例2：本實施例以車內(nèi)為應(yīng)用場景，結(jié)合車內(nèi)空調(diào)內(nèi)循環(huán)，將本微藻生物空氣凈化裝置安裝于汽車內(nèi)循環(huán)的進氣格柵處，同時以負載tio2的氣凝膠為氧化吸附層材料，以pva(聚乙烯醇)為微藻貼壁材料。氣凝膠在作為tio2載體的同時其高孔隙率使空氣更易穿透，同時起到隔熱效果，為微藻提供較適宜生長環(huán)境。如圖2-6所示，本裝置主要包括外部過濾盒1、可更換微藻生物內(nèi)芯2、可更換氧化吸附層3。其中外部過濾盒1包括進氣格柵5以及附于其上的初效過濾網(wǎng)6和微生物過濾膜7?？筛鼡Q微藻生物內(nèi)芯2和可更換氧化吸附層3插在所述外部過濾盒1中。給光系統(tǒng)使用了led節(jié)能燈4-2和紫外燈4-1，且led節(jié)能燈4-2用于微藻生物內(nèi)芯2，紫外燈4-1僅用于氧化吸附層3。本實施例對紫外燈4-1的燈罩進行了特殊設(shè)計，將紫外燈4-1安裝在外部過濾進氣格柵盒內(nèi)部頂部，位于微藻生物內(nèi)芯2與氧化吸附層3之間，并將紫外線燈罩設(shè)計成九十度的弧形，保證了紫外線通過燈罩反射可以覆蓋整個氧化吸附層且不會照射到微藻生物內(nèi)層，從而不會破壞藻類的生長，led節(jié)能燈4-2安裝于外部過濾進氣格柵盒內(nèi)部的底部，位于微藻生物內(nèi)芯與氧化吸附層之間。led節(jié)能燈為微藻生長提供了光源，保證了微藻的正常生長，提高了產(chǎn)氧與吸附效率。本實施例在實際使用時僅需將燈光電源接入汽車點煙器處接通電源，同時打開汽車內(nèi)循環(huán)即可，在貼附微藻顏色變化時進行微藻生物內(nèi)芯的更換即可保證凈化效率。同時本實施例中所使用的pva材料可在更換后清洗循環(huán)使用，達到綠色環(huán)保的目的。為驗證本裝置效果，本課題組利用紗布作為微藻貼壁材料進行去除pm2.5、pm10實驗。在密閉7.8l空間內(nèi)測量一小時內(nèi)顆粒物濃度變化，實驗重復(fù)三次并做一組空白對照。表b.一小時內(nèi)顆粒物濃度變化(單位：μg/m3)第1組時間/min01224364860pm2.5/μg/m319968972891064621pm10/μg/m3358916235251927937第2組時間/min01224364860pm2.5/μg/m31996882242904819pm10/μg/m3358916004461796635第3組時間/min01224364860pm2.5/μg/m31996899266984721pm10/μg/m3358916124851857238空白對照組時間/min01224364860pm2.5/μg/m31996199619961996982403pm10/μg/m335893589358935891778536根據(jù)表b及圖8所示，本實施例在7.8l密閉空間內(nèi)實驗一小時，pm2.5、pm10等在一小時內(nèi)去除率均可達到95％以上，具有良好的顆粒物去除效力。實施例3：本實施例以車內(nèi)為應(yīng)用場景，結(jié)合車內(nèi)空調(diào)內(nèi)循環(huán)，將本微藻生物空氣凈化裝置安裝于汽車內(nèi)循環(huán)的進氣格柵處，同時以負載tio2的氣凝膠為氧化吸附層材料，以pva(聚乙烯醇)為微藻貼壁材料。氣凝膠在作為tio2載體的同時其高孔隙率使空氣更易穿透，同時起到隔熱效果，為微藻提供較適宜生長環(huán)境。如圖2-6所示，本裝置主要包括外部過濾盒1、可更換微藻生物內(nèi)芯2、可更換氧化吸附層3。其中外部過濾盒1包括進氣格柵5以及附于其上的初效過濾網(wǎng)6和微生物過濾膜7?？筛鼡Q微藻生物內(nèi)芯2和可更換氧化吸附層3插在所述外部過濾盒1中。給光系統(tǒng)使用了led節(jié)能燈4-2和紫外燈4-1，且led節(jié)能燈4-2用于微藻生物內(nèi)芯2，紫外燈4-1僅用于氧化吸附層3。本實施例對紫外燈4-1的燈罩進行了特殊設(shè)計，將紫外燈4-1安裝在外部過濾進氣格柵盒內(nèi)部頂部，位于微藻生物內(nèi)芯2與氧化吸附層3之間，并將紫外線燈罩設(shè)計成九十度的弧形，保證了紫外線通過燈罩反射可以覆蓋整個氧化吸附層且不會照射到微藻生物內(nèi)層，從而不會破壞藻類的生長，led節(jié)能燈4-2安裝于外部過濾進氣格柵盒內(nèi)部的底部，位于微藻生物內(nèi)芯與氧化吸附層之間。led節(jié)能燈為微藻生長提供了光源，保證了微藻的正常生長，提高了產(chǎn)氧與吸附效率。本實施例在實際使用時僅需將燈光電源接入汽車點煙器處接通電源，同時打開汽車內(nèi)循環(huán)即可，在貼附微藻顏色變化時進行微藻生物內(nèi)芯的更換即可保證凈化效率。同時本實施例中所使用的pva材料可在更換后清洗循環(huán)使用，達到綠色環(huán)保的目的。為驗證本裝置效果，本課題組利用帆布作為微藻貼壁材料進行濕度變化實驗。在密閉7.8l空間內(nèi)測量一小時內(nèi)濕度變化，實驗重復(fù)三次并做一組空白對照。表c.一小時內(nèi)濕度變化(單位：％)第1組時間/min01224364860濕度(％)606368717273第2組時間/min01224364860濕度(％)606466676971第3組時間/min01224364860濕度(％)657073747576空白對照組時間/min01224364860濕度(％)585858575757根據(jù)數(shù)據(jù)所示，濕度增加效果較明顯，有良好的加濕功能。當(dāng)前第1頁12