光触媒除臭灭菌装置以及一种除臭灭菌系统的制作方法

文档序号:4829666阅读:354来源:国知局
专利名称:光触媒除臭灭菌装置以及一种除臭灭菌系统的制作方法
技术领域
本实用新型涉及一种除臭味灭菌装置以及一种除臭灭菌系统,尤其适用于垃圾压缩、垃圾处理过程以及人、禽畜粪便的处理等领域之强烈恶臭味的去除臭味与灭菌的光触媒除臭灭菌装置及除臭灭菌系统。
背景技术
以往在垃圾处理,人、禽畜粪便处理、污水处理,基本上是暴气方式,让恶臭异味随空气自由弥漫散发,严重地污染了空气,而且一些病菌也会不时地散布。
为了解决上述空气污染的问题,也有以木炭或活性炭作为载体采用吸附方式进行消除异味,但对于气量大、恶臭异味浓度大,其耐用度较低而无法适用,从而就依赖于大量更换活性炭等载体来与之适应,不仅带来很大麻烦而且处理费用逐渐上升。
最近也有采用一种活性氧方式来消除恶臭异味,然而其运行成本较高而难于推广。
目前,一种以光为媒体来触发催化一种纳米级半导体材料的粉末涂层主要应用于空气净化消毒装置中,其主要原理是纳米级TiO2半导体粉末,其粒子是一种能带结构,一般有填满电子的低能的价带和空穴高能导带构成,在价带和导带之间存有禁带,在PH=1时,其禁带宽度一般在3.2ev以下。在光照条件下其外层轨道上的电子受紫外线能量激发而脱离原来的电子轨道,形成自由电子,并导致原来的电子位置成为空穴,而构成新的在载流子,由于光照的作用,这些导带上的电子和价带上的空会受激发而脱离原有的导带与价带,加上纳米级半导体材料粒子及导带与价带的不连续性,足以使光生电子和光生空穴对经由禁带向来自气相的吸附在纳米级半导体材料表面的物质转移电荷,空穴可以夺取半导体颗粒表面被吸附物质的电子,使原本不吸收光的物质被活化,并被氧化电子受体通过接受表面的电子而被还原,所以受光触媒作用的纳米级半导体材料,其脱离出来的电子和空穴能迅速与空气中的氧还原成氧负离子具有极强的氧化作用,从而有效地使纳米级半导体材料表面所吸附的污染物、细菌及有机物变成无害的二氧化碳和水。同时在强氧化作用下一定程度上可杀灭细菌。然而,这种光触媒一般应用在空气净化装置以及空调设备中。
因此,一种有效除臭、杀菌且成本低的除臭灭菌装置成为所需。
实用新型的内容本实用新型的目的在于提供种一种以光为媒体来触发催化一种纳米级半导体材料的粉末涂层光触媒除臭灭菌装置以及具有该装置的除臭灭菌系统,其能够解决现有技术的垃圾及污水处理工程中所用的杀菌除臭装置的不足,彻底清除异味,有效地进行杀菌,使之既能良好的清除恶臭异味,又能达到灭菌目的。
为实现上述目的,本实用新型所采取的技术方案为一种光触媒除臭灭菌装置,其特征在于其包括一进气室和一排气室,所述进气室内设有光触媒滤网;进气室和排气室之间通过一个管状光触媒室连通,所述的管状光触媒室内设有具有光触媒导流板,至少一个紫外线灯管置于所述管状光触媒室内。
如果,设置一个紫外线灯管,最好设在光触媒滤网以及光触媒导流板的中心位置;且所述的光触媒导流板为螺旋形沿紫外线灯管盘设于所述管状光触媒室内。以利于气体的缓慢流过,并充分被杀菌去味。
其中,所述的管状光触媒杀菌室的内壁设有光触媒涂层,以增大光触媒层的面积,加强杀菌效果。
其中,所述紫外线灯管最好为高臭氧冷阴极紫外线管。
所述的光触媒网的网孔、导流板的两侧以及与管状光触媒杀菌室的内壁具有的光触媒涂层包括黏结剂层,由羟甲基纤维素钠或水玻璃或醋酸乙酯或醋酸乙烯或聚氨酯黏结剂构成;在黏结剂层上为沸石或活性碳粉的底层;再在底层上为光触媒剂层由TiO2纳米级粉末或者zn或Fe2O3或WO3纳米级粉末的光触媒剂构成。
为了解决现有技术的垃圾及污水处理工程中所用的杀菌除臭系统的不足,彻底清除异味,有效地进行杀菌,使之既能良好的清除恶臭异味,又能达到灭菌目的,本实用新型还提供一种除臭灭菌系统,其包括一个用于收集异味气体的集气装置,一个用于粗过滤的前置过滤装置通过管路与集气装置连接,在连接集气装置与前置过滤装置的管路之间设有管道风机;在前置过滤装置后设有至少一个光触媒除臭灭菌装置,该光触媒除臭灭菌装置包括一进气室和一排气室,所述进气室内设有光触媒滤网;进气室和排气室之间通过一个管状光触媒室连通,所述的管状光触媒室内设有光触媒导流板,至少一个紫外线灯管置于管状光触媒室内。
其中,所述集气装置为集气室,在所述的集气室顶部设有带滤网的吸气口;或者,所述集气装置为一带滤网的集气口。
其中,所述前置过滤装置包括前置腔体,所述前置腔体内置有风扇,在前置腔体后依次设有粗过滤网层和晶体沸石与活性炭交叉过滤层,经过晶体沸石与活性炭交叉过滤层后经道与所述光触媒除臭灭菌装置的入口相连。
其中,所述光触媒除臭灭菌装置的排气室连接一排气管,所述排气管通过一液态过滤器排出。
其中,在所述集气口或集气室的后面设有第一气体检测探头;在所述液态过滤器后的排气管道设有第二气体检测探头,第一、二气体检测探头分别连接气体分析仪。
由于采用上述技术方案,光触媒除臭灭菌装置的进气室内设有光触媒滤网,使废气经过光触媒滤网杀菌后,进入管式光触媒杀菌通道,经通道内的光触媒导流板再次杀菌除臭后排出。在光触媒滤网及光触媒导流板上均有光触媒涂层,所以受光触媒作用的纳米级半导体材料,其脱离出来的电子和空穴能迅速与空气中的氧还原成氧负离子具有极强的氧化作用,从而有效地使纳米级半导体材料表面所吸附的污染物、细菌及有机物变成无害的二氧化碳和水。同时在强氧化作用下可有效地杀灭细菌。
本实用新型的杀菌除臭系统,鉴于光触媒特性和垃圾处理、人、禽畜粪便处理、污水处理的特殊状态,提供一个制造及运行成本低,使用方便、寿命较长、维修方便并能有效地清除气体中恶臭异味和杀灭细菌的一种除臭灭菌系统。其能够将有异味的气体收集于集气室后,避免异味扩散,在风机的作用下将气体送至前置过滤装置进行粗过滤,再送至光触媒除臭灭菌装置内进行杀菌除臭。能够有效地克服现有的除臭灭菌系统的缺点,有效去除异味及杀菌。
而且,光触媒除臭灭菌装置的杀菌特点只要利用微弱的紫外线光就可以激发反应,而且还能有效地起催化作用,从理论上讲纳米级半导体材料自身几乎不会消耗,可永久使用,而且对环境无二次污染,对人体安全无害,由于触发纳米级半导体材料的光源为高臭氧紫外线光源,因此其杀菌功能更为有效,几乎可达到完全杀灭效果。


图1是本实用新型的除臭灭菌系统的结构示意图;图2是本实用新型的光触媒除臭灭菌装置的结构示意图;图3是本实用新型的光触媒除臭灭菌装置的光触媒涂层的结构示意图;
其中光触媒除臭灭菌装置100 进气室101 排气室102光触媒滤网103 管状光触媒室104 光触媒导流板105紫外线灯管106 集气室1 吸气口11位移式移动门16 风机2 前置过滤装置3第一气体探测探头4 第一气体分析仪5 前置腔体6风扇7 粗过滤网层8 排气口31入口110 排气管12排气管13第二空气测量探头14 第二气体分析仪15液态过滤器120晶体沸石及柱状活性炭交叉过滤层9 集气口1’黏结剂层20 底层30 光触媒剂层40具体实施方式
参见图2,图中展示了本实用新型的光触媒除臭灭菌装置100,包括一进气室101和一排气室102,所述进气室101内设有光触媒滤网103;在进气室101和排气室102之间为通过一个管状光触媒室104,所述的管状光触媒室104内设有具有光触媒导流板105以及一个紫外线灯管106。本实施例中,紫外线灯管106位于光触媒室104的中心位置,所述的光触媒导流板105为螺旋形板状,沿中心紫外线灯管105盘设于所述管状光触媒室104内,螺旋形导流板105形成一个螺旋状的气体通道,使得气体缓慢旋转流过光触媒室104,能够充分地进行氧化作用,从而有效地使纳米级半导体材料表面所吸附的污染物、细菌及有机物变成无害的二氧化碳和水。为了增加光触媒的作用,在所述的管状光触媒室104内壁设有光触媒涂层;所述紫外线灯管106最好为冷阴极紫外线管,其能够延长使用寿命。
参见图3,图中展示的是光触媒涂层的结构示意,在所述的光触媒网103的网孔、导流板105的两侧以及与管状光触媒室104的内壁所具有的光触媒涂层包括黏结剂层20,由羧甲基纤维素钠或水玻璃或醋酸乙酯或醋酸乙烯或聚氨酯黏结剂构成;在黏结剂层20上为沸石或活性碳粉的底层30;在所述底层30上为光触媒剂层40由TiO2纳米级粉末或者zn或Fe2O3或WO3纳米级粉末的光触媒剂构成;图中在黏结剂层20下面的是基层,即导流板105或管状光触媒室104的基材部分10。
在所述的光触媒网103的网孔、导流板105的基材部分10的两侧以及管状光触媒室104基材部分10的内壁先喷涂了羟甲基纤维素钠,或水玻璃,或醋酸乙酯,或醋酸乙烯,或聚氨酯等黏结剂层20,在黏结剂层20上喷涂沸石或活性碳粉的底层30,再在底层30上喷涂TiO2纳米级粉末的光触媒剂层40,当然也以选择zn,Fe2O3,WO3等纳米级粉末的光触媒剂,另外也可在这些纳米级半导体材料的晶格中掺些Mn等活性材料或稀土元素。由于这些材料颗粒度均在纳米级,因此其外层电子非常易受激发而脱离原来的电子轨道,形成自由电子与空穴对,在这高臭氧紫外线灯管的光化学作用下,这些活跃的电子空穴极易与空气中的H2O,及氧形成自由氢氧基OH-及活性O-或臭氧O2-,这些自由氢氧基OH-或O-、O2-有很强的氧化能力,可使空气中有害异味的物质氧化成无害产物,再加上紫外线灯管106的作用进一步将细菌杀灭,通过光触媒除臭灭菌装置100过滤的空气基本上达到了净化要求。
本实用新型所述的光触媒网103均为微小型孔,其孔状有圆形、六角形、矩形等,也可以是蜂窝状网,网基材料可以是铝网、也可以是不锈钢网、陶瓷网、聚丙烯网等非金属材料制成。
参见图1,图中展示的是本实用新型的采用图2所示的光触媒除臭杀菌装置100的除臭灭菌系统,其用于垃圾处理,人、禽畜粪便处理、污水处理过程中所产生的异味气体的除臭和杀菌。
本系统的前端设有集气室1,可在污水处理的泵站、暴气池、垃圾压缩中转站等地使用,其目的是使这些不断产生的恶臭异味源处于封闭状态,避免了异味气体的散发,集气室1采用透明卡普隆玻璃板制成,并做有位移式移动门16,便于操作与观察,在集气室1顶部装有带滤网的吸气口11,吸气口11与前置过滤装置3相连,在吸气口11和前置过滤装置3相连的管道上设有斜流式管道风机2。在前置过滤装置3后设5组有光触媒除臭灭菌装置100,5组光触媒除臭灭菌装置100的入口110与前置过滤装置3的排气口31相连。
其中,所述的前置过滤装置3包括前置腔体6,为使气流尽可能的均匀布散,在前置腔体6的进气口置有风扇7,在前置腔体6后依次设有粗过滤网层8,粗过滤网层8可以采用两层飞亚特粗滤网;然后设有晶体沸石及柱状活性炭交叉过滤层9,其层次一般视具体情况而定,其目的是适当吸附和减缓气体流速。
在前置过滤装置3后连接的是光触媒除臭灭菌装置100的入口110,其包括5组所述光触媒除臭灭菌装置100,参见图2,光触媒除臭灭菌装置100包括一进气室101和一排气室102,所述进气室101内设有光触媒滤网103;在进气室101和排气室102之间为通过一个管状光触媒室104,所述的管状光触媒室104内设有具有螺旋状的光触媒导流板105,在光触媒滤网103及螺旋状光触媒导流板105中心置有带整流器的高臭氧紫外线灯管106。光触媒导流板105与光触媒滤网103相连,光触媒导流板105、光触媒滤网103的表面以及管状光触媒室104内壁上均有光触媒涂层。见附图3,该涂层如前所述包括三层,黏结剂层20,在黏结剂层20上面的沸石或活性碳粉的底层30,在所述底层30上的光触媒剂层40光触媒剂层40由TiO2纳米级粉末或者zn或Fe2O3或WO3纳米级粉末的光触媒剂构成。
为了更好地消除异味,在光触媒除臭灭菌装置100后连接一液态过滤器120,经过所述光触媒除臭灭菌装置100的排气室102排出的气体,通过排气管12引入液态过滤器120,再通过排气管13排出。
在集气室1至风机2的管道内设有第一气体探测探头4,用于测量有害气体浓度含量,其联接线与第一气体分析仪5相联接,便于了解恶臭气体中的有害气体浓度、含量,从而可有效地考虑光触媒除臭灭菌装置100的布局,增加或减少光触媒除臭灭菌装置100的数量,以及进一步消除异味的措施。
为了保证经杀菌除臭后排出的气体达到标准,保证气体完全无害人体,在最终的排气管13上设有第二空气测量探头14,其联线与第二气体分析仪15相连接,一旦显示出经过光触媒除臭灭菌装置100处理的恶臭异味有害气体未达到设定值,则增加光触媒除臭灭菌装置100,直至达到设定要求上为止。
应说明的是,受条件限制其集气装置不能作成集气室1的,可以以带滤网的集气口1’代替所述集气室1,此时集气口1’也通过管道与斜流式管道风机2、前置过滤装置3相连接。
斜流式管道风机2安装过程要尽量采取消音减震措施,以符合《工业企业噪声卫生标准(试行草案)中规定要求》以期符合城市区域环境噪音标准GB3096-93,和工业企业厂界噪音标准GB3096-90之要求,并应配置变频器,可按需要设置风量,以满足“预留能力”的要求。
本除臭杀菌系统在使用时,被集气室1收集的恶臭异味气体经吸气口11滤网过滤、经斜流式管道风机2抽吸入前置过滤装置3内,在前置腔体6的进气口,经风扇7使气流尽可能的均匀布散,然后空气进入二层飞亚特粗过滤网层8,再进入晶体沸石及柱状活性炭交叉过滤层9,晶体沸石及柱状活性炭交叉过滤层9的层次一般视具体情况而定,其目的仅是吸附和减缓气体流速并可达到部分吸附;然后,异味气体进入光触媒除臭灭菌装置100,气体经入口110先进入进气室101(图1),再分别进入各组光触媒滤网103进入管状光触媒室104内,在螺旋状的光触媒导流板105的导流作用下,使气体缓慢流过管状光触媒室104进入排气室102,异味、废气在这高臭氧紫外线灯管的光化学作用下,可使空气中有害异味的物质氧化成无害产物,再加上紫外线灯管106的作用进一步将细菌杀灭,通过光触媒除臭灭菌装置100过滤的空气,本系统在光触媒除臭灭菌装置100排出的气体再经过液态过滤器120过滤净化,然后经排气管13,向空中排出。
其中高臭氧紫外线灯管106最好采用没有加热灯丝的冷阴极紫外线管,而非一般在灯两端装有灯丝的热阴极紫外线管,由于装有灯丝的热阴极管会因灯丝熔断或灯丝发射能力的降低而缩短高臭氧紫外线灯管寿命,带有灯丝的紫外线灯管其寿命为二千小时左右,而无灯丝的冷阴极管的寿命要高达二万小时以上,而且无灯丝冷阴极紫外线管只需一端单独装有高压整流器,而不像带有灯丝的热管要另设置起辉器、整流器,避免了像热管那样安装复杂,常因起辉器或整流器问题二影响灯管之发光等问题,因此冷阴极无灯丝此外线管不仅使用方便且寿命长,因而可避免应用带灯丝的热紫外线管常因灯丝问题而频繁更换灯管的麻烦。而且热阴极管所发出的光还会对工程塑料加速老化。相比之下无灯丝冷阴极管其优越性很多,市场前景看好。
本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例,而并非是对本实用新型保护范围的限定,对于所属领域的普通技术人员来说在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化和变动,这些无需也无法对所有的实施方式予以列举,而这些属于本实用新型的精神所引伸出的,显而易见这类变化仍属于本实用新型的保护范围之中。
权利要求1.一种光触媒除臭灭菌装置,其特征在于其包括一进气室和一排气室,所述进气室内设有光触媒滤网;进气室和排气室之间通过一个管状光触媒室连通,所述的管状光触媒室内设有光触媒导流板,至少一个紫外线灯管置于管状光触媒室内。
2.根据权利要求1所述的光触媒除臭灭菌装置,其特征在于所述紫外线灯管为一个,设在光触媒滤网以及光触媒导流板的中心位置;且所述的光触媒导流板为螺旋形沿紫外线灯管盘设于所述管状光触媒室内。
3.根据权利要求1所述的光触媒除臭灭菌装置,其特征在于所述的管状光触媒室的内壁设有光触媒涂层。
4.根据权利要求1所述的光触媒除臭灭菌装置,其特征在于所述紫外线灯管为高臭氧冷阴极紫外线管。
5.根据权利要求3所述的光触媒除臭灭菌装置,其特征在于所述的光触媒网的网孔、导流板的两侧以及与管状光触媒室的内壁所具有的光触媒涂层包括黏结剂层,由羧甲基纤维素钠或水玻璃或醋酸乙酯或醋酸乙烯或聚氨酯黏结剂构成;在黏结剂层上为沸石或活性碳粉的底层;在所述底层上为光触媒剂层由TiO2纳米级粉末或者Zn或Fe2O3或WO3纳米级粉末的光触媒剂构成。
6.一种具有权利要求1所述的光触媒除臭灭菌装置的除臭灭菌系统,其特征在于其包括一个用于收集异味气体的集气装置,一个用于粗过滤的前置过滤装置通过管路与集气装置连接,在连接集气装置与前置过滤装置的管道内设有管道风机,在前置过滤装置后设有至少一个光触媒除臭灭菌装置,所述光触媒除臭灭菌装置包括一进气室和一排气室,所述进气室内设有光触媒滤网;进气室和排气室之间通过一个管状光触媒室连通,所述的管状光触媒室内设有光触媒导流板,至少一个紫外线灯管置于管状光触媒室内。
7.根据权利要求6所述的除臭灭菌系统,其特征在于所述集气装置为集气室,在所述的集气室顶部设有带滤网的吸气口;或者,所述集气装置为一带滤网的集气口。
8.根据有权利要求6所述的除臭灭菌系统,其特征在于所述前置过滤装置包括前置腔体,所述前置腔体内置有风扇,在前置腔体后依次设有粗过滤网层和晶体沸石与活性炭交叉过滤层,经过晶体沸石与活性炭交叉过滤层后经管道与所述光触媒除臭灭菌装置的入口相连。
9.根据有权利要求6-8其中之一所述的除臭灭菌系统,其特征在于所述光触媒除臭灭菌装置的排气室连接一排气管,所述排气管通过一液态过滤器排出。
10.根据有权利要求6-8其中之一所述的除臭灭菌系统,其特征在于在所述集气口或集气室的后面设有第一气体检测探头;在所述液态过滤器后的排气管道设有第二气体检测探头,第一、二气体检测探头分别连接气体分析仪。
专利摘要本实用新型公开了一个光触媒除臭灭菌装置,其包括一进气室和一排气室,进气室内设有光触媒滤网,在进气室和排气室之间通过一个管状光触媒杀菌室连通,管状光触媒杀菌室内设有具有光触媒导流板以及一个紫外线灯管。该装置解决了现有技术中除臭灭菌不彻底的问题,该装置通过光触媒室的合理结构,使空气流过后完全被清除异味,彻底杀菌。还公开了一种适用于垃圾处理、粪便处理、污水处理等恶臭领域具有强烈臭味的除臭灭菌系统,其包括一个前置过滤装置通过管路与集气装置连接,在连接集气装置与前置过滤装置的管路之间设有管道风机;在前置过滤装置后设有至少一个光触媒除臭灭菌装置。该系统是一种结构简单,消除异味灭菌效果好、运行费用低、耐用度高、寿命长、维修方便的空气净化设备。
文档编号B09B5/00GK2730378SQ20042009264
公开日2005年10月5日 申请日期2004年9月21日 优先权日2004年9月21日
发明者傅朝春 申请人:傅朝春
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