一种基于路灯的城市雾霾治理装置的制作方法

本实用新型涉及环境保护技术领域、人居环境改善、物联网、智慧城市、雾霾治理、空气净化等技术领域，具体涉及一种基于路灯的城市雾霾治理装置。

背景技术：

雾霾，是雾和霾的组合词。雾霾常见于城市。雾霾是特定气候条件与人类活动相互作用的结果。高密度人口的经济及社会活动必然会排放大量细颗粒物(PM2.5)，一旦排放超过大气循环能力和承载度，细颗粒物浓度将持续积聚，此时如果受静稳天气等影响，极易出现大范围的雾霾。

雾是由大量悬浮在近地面空气中的微小水滴或冰晶组成的气溶胶系统。多出现于秋冬季节，是近地面层空气中水汽凝结(或凝华)的产物。雾的存在会降低空气透明度，使能见度恶化，如果目标物的水平能见度降低到1000米以内，就将悬浮在近地面空气中的水汽凝结(或凝华)物的天气现象称为雾(Fog)。

霾，也称灰霾(烟雾)空气中的灰尘、硫酸、硝酸、有机碳氢化合物等粒子也能使大气混浊。将目标物的水平能见度在1000～10000米的这种现象称为轻雾或霭(Mist)。形成雾时大气湿度应该是饱和的(如有大量凝结核存在时，相对湿度不一定达到100％就可能出现饱和)。由于液态水或冰晶组成的雾散射的光与波长关系不大，因而雾看起来呈乳白色或青白色和灰色。

雾霾天气是一种大气污染状态，雾霾是对大气中各种悬浮颗粒物含量超标的笼统表述，尤其是PM2.5(空气动力学当量直径小于等于2.5微米的颗粒物)被认为是造成雾霾天气的“元凶”。随着空气质量的恶化，阴霾天气现象出现增多，危害加重。中国不少地区把阴霾天气现象并入雾一起作为灾害性天气预警预报。统称为“雾霾天气”。

在中国每年有90％的城市遭受雾霾侵害，而我国城市雾霾的整体治理缺乏有效方案，只能依靠国家法律和政策的作用，进行污染源控制，减少雾霾的危害程度。现有的治理雾霾的空气净化技术只局限在密闭空间，而居民的室外活动则主要依靠戴口罩的方式降低危害。此外对于户外雾霾治理也局限在小范围的大型设施，但治理效果有时间和空间上的限制，并不能广泛推广，很难成为城市控制雾霾的有效手段。城市街道是居民户外活动最频繁的区域，也是城市雾霾污染最严重的区域，就目前在中国乃至全球能够有效控制城市雾霾，降低雾霾对城市居民生活危害的有效手段尚属空白。

而通过遍布街道的路灯对雾霾进行治理，已成为人们热议的话题，对于基于路灯的雾霾治理，目前国内主要存在如下专利文献：

中国专利授权公告号：CN205535451U，公开了一种防雾霾路灯，包括灯杆，灯杆上部设有灯架，灯架端部设有灯体，所述灯杆上设有雾化喷头和水箱，雾化喷头下方设有接水盘，雾化喷头通过上水管与水箱相连接，接水盘通过导水管与水箱相连接；所述导水管上设有过滤装置，水箱内设有催化剂盒，上水管下部设有水泵，上水管内设有过滤层。本实用新型通过在灯杆上设置雾化喷头，实现对空气中雾霾的吸收，通过接水盘将与空气充分接触的水进行收集，利用过滤装置、催化剂盒、过滤层对水中的雾霾有害物质进行氧化、过滤，通过水箱上的上水管和导水管实现水的循环利用，使路灯可以净化空气，同时提高了灯体对地面的照明程度，提高了其可靠性和安全性。然而，该专利通过水来对雾霾中的颗粒物接触，然后对接触后的水进行净化、收集，这对水资源是一种浪费，而且雾霾处理面积小，如要增大处理面积，势必消耗更多的水资源。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种基于路灯的城市雾霾治理装置，用以降低城市街道雾霾对城市居民出行及户外和活动带来的危害。

为实现上述目的，本实用新型所提供的一种基于路灯的城市雾霾治理装置，通过在城市路灯上安装所述治理装置，处理街道沿线地表空间的污染气体，同时大幅降低汽车尾气污染，为当地居民创造健康的户外活动空间，降低雾霾危害。

具体地，本实用新型采用的技术方案是：

一种基于路灯的城市雾霾治理装置，所述治理装置包括若干治理设备，每个路灯对应至少一台治理设备，所述治理设备包括：一箱体，沿路灯灯杆高度方向通过一支架架设于路灯灯杆上，一面下部设进风口，上端设出风口；送风单元，设置于箱体内侧下部，其进风端对应所述箱体进风口；颗粒物过滤单元，设置于箱体内侧中部，进气端对应所述送风单元的出风端；杀菌单元，设置于箱体内侧上部，进气端对应所述颗粒物过滤单元出气端，出气端对应所述箱体出风口；由内至外依次设置于所述箱体外表面的防腐层、阻燃层、防盐雾层及第一自清洁层；由内至外依次设置于所述箱体内壁的防静电层、第二自清洁层；所述治理装置还包括：集中控制器，连接控制路灯变压器线路为路灯供电线路进行供电；供电管理器，与路灯供电线路连接，包括路灯控制模块和雾霾治理控制模块，路灯控制模块分别与各路灯照明控制开关通信连接，雾霾治理控制模块输入端与路灯供电线路连接，输出端分别与所述送风单元及杀菌单元通信连接，形成对送风单元及杀菌单元开闭的控制；物联网云控系统，包括物联网通信系统与物联网管理平台，实现与所述集中控制器、路灯控制模块以及雾霾治理控制模块的互联通信，形成对集中控制器和供电管理器的控制。

进一步地，每个路灯对应2台治理设备，该2台治理设备对称设置于路灯灯杆两侧；所述箱体架设于路灯灯杆距离地面2.5～4米位置。

进一步地，所述颗粒物过滤单元包括沿箱体高度方向由下至上依次设置于箱体内侧的板式初效过滤器、板式中效过滤器以及高效过滤器；所述板式初效过滤器相对板式中效过滤器的另一端为颗粒物过滤单元进气端，对应所述送风单元出风口；所述高效过滤器相对板式中效过滤器另一端为颗粒物过滤单元出气端，对应所述杀菌单元进气端。

进一步地，所述送风单元为风机，功率80～150W/台；所述杀菌单元为紫外杀菌单元或富氧离子杀菌单元。

进一步地，对应所述高效过滤器相对板式中效过滤器另一端的箱体内侧还设有一板式初效过滤器。

进一步地，所述箱体两侧内壁对应颗粒物过滤单元的位置设有供颗粒物过滤单元安装的卡槽，所述板式初效过滤器、板式中效过滤器以及高效过滤器分别插设于卡槽内，与设置进风口相对的箱体面上设置开关门，方便对板式初效过滤器、板式中效过滤器以及高效过滤器的更换。

进一步地，所述颗粒物过滤单元包括由下至上层叠设置于箱体内侧的第一滤网、第二滤网及第三滤网，所述箱体两侧内壁对应颗粒物过滤单元的位置设有供颗粒物过滤单元安装的卡槽，第一～第三滤网分别可滑动地插设于卡槽内，与设置进风口相对的箱体面上设置开关门，方便对第一～第三滤网的更换。

进一步地，所述供电管理器还包括一通信模块，路灯控制模块和雾霾治理控制模块分别通过该通信模块与对应的路灯控制单元、雾霾治理管理单元通信连接。

进一步地，所述防腐层为酚醛环氧涂层；所述阻燃层为聚氯乙烯涂层；所述防盐雾层为氯化聚丙烯树脂涂层；所述第一自清洁层为纳米二氧化钛自清洁涂层。

进一步地，所述防静电层为正硅酸乙酯涂层；所述第二自清洁层为纳米二氧化钛自清洁涂层。

本实用新型所提供方法具有如下优点：

1)所述装置安装在路灯灯杆2.5～4米之间，可根据街道及路灯布置情况安装不同型号的处理装置，结合了城市路灯的分布及自身条件，采用净化技术与物联网技术相结合达到治理雾霾污染的效果；

2)送风单元吸入空气、颗粒物过滤单元对吸入的空气进行净化，在无数多个路灯上的净化装置共同作用下，与箱体上方空气形成一个雾霾的扩散过度带，从而最大限度的保障下方空气的洁净程度，可以为城市设置路灯的街道底面高5米的空间内搭建出一个干净的户外生活空间；

3)装置利用路灯的供电条件与灯杆挂载条件建设，节约成本，且便于大范围布置；

4)适合城市户外环境，板式初效过滤器、板式中效过滤器以及高效过滤器依次使用，形成对吸入箱体内空气的三重净化、过滤机制，板式初效过滤器具备风沙、粉尘、柳絮等大颗粒物质进行初效过滤的功效，降低后续中效、高效过滤器的使用负荷，提升使用寿命，降低维护成本；

5)三重滤网的设计，形成成对吸入箱体内空气的三重净化；

6)采用防雨、防老化及低温运行设计，适合户外运行条件；

7)可用于零下40℃的室外环境，同时防水防冻，能适应我国北部地区严寒环境使用；

8)杀菌单元的设置，具备杀菌功能，可以对出风进行杀菌处理，防止二次污染；

9)设置物联网云控系统，采用智能云管理方式，通过云技术和物联网手段对路灯和雾霾净化设备进行控制管理，以满足路灯照明用电与本装置用电之间的协调需求；

10)采用路灯+物联网+雾霾净化器的方式，是室内型净化装置户外应用的创新；

11)利用了路灯的分布与建设条件，但该装置不限于只通过在路灯上安装处理街道空间雾霾，该方法同时也适用于具备取电和安装条件的其他场所；

12)可以直接安装在路灯系统上，同时实现净化装置与路灯系统的整体控制，更可配合路灯供电时间的规律，结合路灯供电线路分时段供电，降低能耗，合理利用电能资源，降低成本；

13)箱体箱门配合箱体内侧滑轨的设置，形成颗粒物过滤单元可更换设计，便于颗粒物过滤单元的更换维护，降低维护成本；

14)防腐层、阻燃层、防盐雾层、第一自清洁层以及防静电层、第二自清洁层的设置，形成对箱体的多方面保护，提升箱体防腐、阻燃、防盐雾、防静电以及自清洁的能力，提升箱体使用寿命，使得箱体在不同环境下均可适用，拓宽适用范围。

附图说明

图1为本实用新型所提供的一种基于路灯的城市雾霾治理装置的结构示意图。

图2为本实用新型一个实施例中所提供的一种基于路灯的城市雾霾治理装置中治理设备的结构示意图。

图3为本实用新型另一个实施例中所提供的一种基于路灯的城市雾霾治理装置中治理设备的结构示意图。

图4为图2和图3所示一种基于路灯的城市雾霾治理装置中治理设备中箱体外表面和内壁层结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本实用新型做进一步的说明，但实施例并不限制本实用新型的保护范围。

实施例1

参见图1、图2和图4，本实用新型所提供的一种基于路灯的城市雾霾治理装置，治理装置包括若干治理设备100，每个路灯200对应至少一台治理设备100，所述治理设备100包括：一箱体1，沿路灯200灯杆201高度方向通过一支架2架设于路灯200灯杆201上，一面下部设进风口11，上端设出风口12；送风单元3，设置于箱体1内侧下部，其进风端31对应所述箱体1进风口11；颗粒物过滤单元4，设置于箱体1内侧中部，进气端对应所述送风单元3的出风端32；杀菌单元5，设置于箱体1内侧上部，进气端对应所述颗粒物过滤单元4出气端，出气端对应所述箱体1出风口12；由内至外依次设置于所述箱体1外表面的防腐层301、阻燃层302、防盐雾层303及第一自清洁层304；由内至外依次设置于所述箱体1内壁的防静电层305、第二自清洁层306；所述治理装置还包括：集中控制器6，控制路灯变压器线路61为路灯供电线路202进行供电；供电管理器7，与路灯供电线路202连接，连接包括路灯控制模块71和雾霾治理控制模块72，路灯控制模块71分别与各路灯照明控制开关(未图示)通信连接，雾霾治理控制模块72输入端与路灯供电线路202连接，输出端分别与所述送风单元3及杀菌单元5通信连接，形成对送风单元3及杀菌单元5开闭的控制；物联网云控系统8，包括物联网通信系统(未图示)与物联网管理平台(未图示)，实现与所述集中控制器6、路灯控制模块71以及雾霾治理控制模块72的互联通信，形成对集中控制器6和供电管理器7的控制

进一步，每个路灯200对应2台治理设备100，该2台治理设备100对称设置于路灯200灯杆201两侧。

其中，路灯200之间间距为20～50米。

进一步地，所述箱体1架设于路灯200灯杆201距离地面2.5～4米位置。

另有，所述颗粒物过滤单元4包括沿箱体1高度方向由下至上依次设置于箱体1内侧的板式初效过滤器41、板式中效过滤器42以及高效过滤器43；所述板式初效过滤器41相对板式中效过滤器42的另一端为颗粒物过滤单元4进气端，对应所述送风单元3出风口；所述高效过滤器43相对板式中效过滤器42另一端为颗粒物过滤单元4出气端，对应所述杀菌单元5进气端。

进一步地，所述送风单元3为风机，功率80～150W/台；所述杀菌单元5为紫外杀菌单元。

进一步地，所述箱体1两侧内壁对应颗粒物过滤单元3的位置设有供颗粒物过滤单元3插入的滑轨(未图示)，所述板式初效过滤器41、板式中效过滤器42以及高效过滤器43分别可滑动地插设于滑轨内，箱体1与设置滑轨两侧面相邻的一侧面对应颗粒物过滤单元3的位置设有箱门(未图示)，方便对板式初效过滤器41、板式中效过滤器42以及高效过滤器43的更换。

进一步地，所述供电管理器7还包括一通信模块(未图示)，路灯控制模块71和雾霾治理控制模块72分别通过该通信模块与对应的路灯控制单元、雾霾治理管理单元通信连接。

其中，所述通信模块通信方式为有线通信连接或无线通信连接，所述无线通信连接包括但不限于GPRS通信连接、WIFI通信连接、3G通信连接、4G通信连接等。

进一步地，所述防腐层301为酚醛环氧涂层；所述阻燃层302为聚氯乙烯涂层；所述防盐雾层303为氯化聚丙烯树脂涂层；所述第一自清洁层304为纳米二氧化钛自清洁涂层；

进一步地，所述防静电层305为正硅酸乙酯涂层；所述第二自清洁层306为纳米二氧化钛自清洁涂层。

应用本实用新型所提供的一种基于路灯的城市雾霾治理装置对雾霾进行治理的方法，包括如下步骤：

在需要启动雾霾运行时段，首先通过变压器管理单元向集中控制器6发出指令信号，集中控制器6接收指令信号后控制路灯变压器线路61为路灯供电线路202供电，路灯控制单元通过路灯控制模块71关闭路灯照明控制开关，使路灯200在白天不开启，雾霾治理管理单元控制雾霾治理控制模块开启送风单元3和杀菌单元5，雾霾气体通过送风单元3从箱体1进风口11进入箱体11，通过颗粒物过滤单元4的板式初效过滤器41、板式中效过滤器42以及高效过滤器43先后去除雾霾气体中的大颗粒粉尘、PM10悬浮颗粒物以及PM2.5细微颗粒物，后经过杀菌单元5后经杀菌净化处理的空气从箱体1出风口12排出，进行雾霾治理；若干路灯200上的若干治理设备100配合，形成对设置路灯200的近地表空气进行净化。

路灯运行时间为夜间；雾霾系统运行主要在雾霾超标时段，不分白天黑夜，但侧重白天。

进一步，所述送风单元3开闭控制方式可参考如下：早7：00～19:00送风单元3满功率开启，19:00～23:00路灯全部开启，送风单元3低功率运行或关闭，晚23:00～7:00间隔开灯，送风单元3开启。

需要注意的是，以上送风单元3的开闭控制方式，随雾霾程度以及地区差异而调整，并非一成不变。

实施例2

参见图3，所述颗粒物过滤单元4包括由下至上层叠设置于箱体1内侧的第一滤网44、第二滤网45及第三滤网46组成，第一～第三滤44～46网分别可滑动地插设于滑轨内，箱体1一侧面对应颗粒物过滤单元4的位置设有箱门(未图示)，方便对第一～第三滤网44～46的更换。第一～第三滤网44～46孔径依次减小，依次形成对雾霾气体中的大颗粒粉尘、PM10悬浮颗粒物以及PM2.5细微颗粒物的吸附、净化，其余同实施例1。

实施例3

所述杀菌单元5为富氧离子杀菌单元。其余同实施例1。

实施例4

对应所述高效过滤器43相对板式中效过滤器42另一端的箱体1内侧还设有一板式初效过滤器41。其余同实施例1。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本实用新型作了详尽的描述，但在本实用新型基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本实用新型精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本实用新型要求保护的范围。