一种基于微藻去除pm2.5的空气净化器及其使用方法_2

文档序号:8485104阅读:来源:国知局

[0017](6)本发明的空气净化器在净化器内部用了三层微藻、水洗共同处理区,可以避免一次处理不完全,并且还可以根据现场环境增加处理区的层数,调节灵活,应用广泛。
【附图说明】
[0018]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明做进一步详细说明。
[0019]图1为本发明整体结构示意图。
[0020]图2为本发明储藻池整体结构示意图。
[0021]图3为本发明任意相邻两个箱体的连接及内部结构示意图。
[0022]图4为本发明单个箱体的结构示意图。
[0023]图5为本发明上端盖的结构示意图。
[0024]图6为本发明实施例中空气净化器整体运行时结构简图。
[0025]图7为本发明使用方法的流程示意图。
[0026]
【具体实施方式】
下面结合具体实施例对本发明的技术方案作详细说明。
[0027]本发明培养微藻用培养基的主要成分为:
硝酸钠、磷酸氢二钾、硫酸镁、氯化钙、碳酸钠、柠檬酸、柠檬酸铁及微量元素等。
[0028]微藻的藻种:
微藻的藻种为筛选出来之后再驯化的耐污微藻,该藻种可以在受到污染的水中存活,并且能净化水质。
[0029]基于本发明研宄的机理如下:
微藻处理硝酸盐、硫酸盐、铵盐、钠盐等污染物的机理: 微藻在生长的过程中需要大量的营养物,充足的营养物质可以促进微藻的生长,微藻的生长情况越好,营养物质的处理效率也会越高。微藻利用二氧化碳和碳酸盐作为碳源,废水中的有机氮和无机氮作为氮源,在光能的作用下进行光合作用,吸收废水中的氨盐、硝酸盐、亚硝酸盐转化成微藻细胞内部富含营养的氨基酸和蛋白质。如果氧气比较充足的话,废水中的磷会被微藻直接吸收,通过多种磷酸化的方法转化成磷脂、ATP等有机物储存在细胞内;如果氧气比较稀少,或者没有氧气的话,微藻会把废水中的磷以磷酸盐的形式沉淀。营养物质会在微藻细胞内部堆积,微藻的产油率也会有很大提高。
[0030]微藻处理重金属离子的机理:
微藻去除废水中的重金属离子可以通过吸附和累积这个两个步骤来实现。微藻吸附重金属离子可以分为生物吸附法和物理吸附法两种,主要以生物吸附法为主。吸附的原理为,微藻的表面主要为带负电荷的多糖,废水中的带正电重金属离子容易和微藻相互吸引。累积是微藻处理废水中重金属离子的一种主动运输过程,在整个过程中,需要微藻通过新陈代谢来提供能量。在整个微藻吸收重金属离子的过程中,累积重金属的量只占总吸收量的10%~20%,而生物吸附的量则占80%~90%,因此生物吸附为吸收重金属离子的主要途径。
[0031]死亡的微藻细胞相比活的微藻细胞吸附重金属离子的效果更佳。这是因为微藻的细胞表面积是一定的,而且细胞膜具有选择透过性,一般情况下只有部分中性的离子可以透过细胞膜进入细胞内部,而绝大部分离子都被挡在细胞外面;当微藻死亡后,细胞膜破裂,细胞内部更多的功能团外漏,重金属离子更容易的跟它们结合起来;没有了细胞膜的阻挡,重金属离子也更容易透进细胞内部,因此总吸附能力增强。
[0032]微藻处理有机物的机理:
污水中有机物可为藻类生长提供重要的碳源。藻类对有机物的去除主要是通过富集和降解。微藻对有机污染物的净化包括附着、吸收、积累和降解等。微藻的体表吸附大量有机物,相对减少水中有机物的浓度。
[0033]储藻池中的藻液中包括微藻的藻种、培养基、水等。
[0034]本发明的一种基于微藻去除PM2.5的空气净化器,如图1所示:包括从下往上依次包括储藻池20、微藻处理装置和上端盖4,储藻池20顶部与微藻处理装置底部固定连接,微藻处理装置顶部和上端盖4固定连接;
如图1、2所示:储藻池20为顶部设置有开口 16、四周和底部密封的池体,池体顶部两边各设置有一个装配孔15,靠近池体下底部横向设置有底部格栅111,底部格栅111与池体形成微藻生长区1,底部格栅111与池体底部形成空腔,空腔内固定安装有日光灯11 ;池体左侧在底部格栅的上增加侧板112与顶板113,与池体左侧壁形成密闭的水浴加热区12,水浴加热区12内设置有恒温装置13,该恒温装置13连接有导线,导线末端设置有温度探头18,温度探头18弯向微藻生长区I底端;池体两侧在水浴加热区12上方位置,同一水平线上分别设置有进气口 14,进气口 14设置有6个,其中两个大侧面上各两个,两个小侧面上各一个。池体右侧进气口 14下方还设置有抽气口 19,该抽气口 19连接设置有水泵72的抽液管道7 —端。
[0035]微藻池中的微藻必须利用光能来实现光合作用,因此充足的光照对微藻的生长有着非常重要的作用。在藻液内部,藻体细胞会互相阻挡光能,导致光能会在光生物反应器中不可避免的迅速衰减,造成光能的分布严重不均。由于水泵在不断的工作,可以把藻液均匀搅动,微藻可以受到良好的光照。
[0036]在微藻的生长过程中,藻细胞内部酶的催化活性收到温度高低的影响,从而微藻的生长、繁殖也会受到一定的影响。在这次设计光生物反应器中,采用了温度控制装置,使微藻始终处在22~27°C的温度区间内。由于加热装置表面温度比较高,直接跟微藻接触时,容易导致微藻死亡,因此使用水浴加热法使微藻的生长环境保持恒温。
[0037]微藻是一种优良的净化者,它可以部分去除中的氮、磷、重金属离子等各种污染物。因此利用微藻来净化空气,既可以实现空气的净化,把空气中的氮、磷等转化成自己的营养,更有利于微藻的繁殖。微藻繁殖之后数量得到提升,净化的能力和容量也相应提高。
[0038]在储藻池的上部有6个进气口,通过抽气泵的作用,室内空气可以从进气口中均匀进入装置中。
[0039]如图1所示:储藻池20上还设置有加强筋114,加强筋114固定池体四壁与池体顶部的连接。由于储藻池在整个装置的最下端,也是称重的部分,并且在上方还有很大的一个开口,因此需要在储藻池的四壁上加上加强筋来提高整个装置的稳定性。
[0040]如图1、4所示:微藻处理装置为由3个箱体8和套筒9组合而成,套筒9套于由3个箱体8组合而成的整体上,每个箱体8的上端84内径跟下端85外径相等,实现相邻上层箱体82和下层箱体83的两个箱体紧密的装配,每相邻上下层的两个箱体8间均设置有一层滤芯5,此时,本实施例中的滤芯设置为纱布;
如图3、4所示:每个箱体8的右侧设置有一个进液口 86,该进液口 86贯通套筒9连接设置有水泵72的抽液管道7,如图1所示:抽液管道7并联有3个抽液管道分支,分别由抽液管道分支A74、抽液管道分支B71、抽液管道分支C73伸至3个箱体8内部中间位置;抽液管道7的另一端设置有喷头81,该喷头81弯向箱体8底部;每个箱体8的上端84与下端85交界处还横向设置有一隔板87,该隔板87上均匀铺有一层活性炭层10。本发明的活性炭是利用木炭、木肩、椰子壳一类的坚实果壳、果核及优质煤等做原料,经过高温炭化,并通过物理和化学方法,采用活化、酸性、漂洗等一系列工艺而制成的黑色、无毒、无味的物质。其比表面积一般在500m2/g?1700m2/g之间,高度发达的孔隙结构_毛细管构成一个强大吸附力场,当气体污染物碰到毛细管时,活性炭孔周围强大的吸附力场会立即将气体分子吸入孔内,达到净化空气的作用。
[0041]如图1所示:箱体下端设置有凹槽,凹槽内设置有密封圈3。本发明在这个箱型的结构的中间有一个喷头,可以把藻液均匀的喷洒在滤芯上。喷头和外部的水泵主管路连接,可以使储藻池中的藻液不断喷在滤芯上。藻液从滤芯上又滴落回储藻池,因此藻液在储藻池和滤芯之间形成一个循环回路。在箱型结构的上面有一条槽,用来安放密封圈。由于箱型结构
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