一种室内空气生物净化的方法及室内空气生物净化系统装置

摘要

本发明公开了一种室内空气生物净化的方法及室内空气生物净化系统装置。它是采用高效集成光合细菌，置于光反应装置培养成为高效集成空气净化功能菌，泵入空气净化装置，使室内污染空气经过高效集成功能菌过滤降解净化室内空气。本发明对室内空气净化效果独特，无二次污染。

说明书

本发明涉及一种室内空气净化的方法和室内空气净化装置，特别是涉及一种以光合细菌生物为净化措施的方法和装置。

人的一生大约有70％-90％的时间是在室内度过的。室内空气质量的优劣直接影响人们的身体健康和生活、工作质量。由于建筑材料的围隔作用，特别是随着节能、温度和湿度舒适要求的提高，建筑物密闭程度不断增大，室内空气污染程度超过室外几十倍乃至上百倍。室内空气质量问题越来越为政府和公众所关注。因此，空气净化开始用于控制室内空气污染。

目前，已应用的室内空气净化方法和装置主要有三类：一是物理方法及其装置，依据物理性能方法设计，具有过滤、吸附处理杂质等功能，可以部分净化室内空气中的悬浮物和少量有害物质。但是对室内空气中的异臭异味、病原菌、病毒和有机化学空气污染无能为力。同时，这些采用物理方法实施净化的产品，在过滤和吸附过程中慢慢会饱和直至失去功效。二是在前述物理性能的基础上，增加了静电除尘、负离子发生、臭氧发生等功能，使其不仅可以消烟除尘，而且有部分消毒、杀菌等功能，但是仍然不能分解对人体危害最大的有机污染物。而且，负离子在污染的空气中，与尘垢结合可成为一定极性的污染粒子-----重离子，相反加剧了原来空气中的污染物对人体的危害。臭氧暴露也有害健康。臭氧暴露与肺癌等多种疾病有一定联系。三是光催化方法，对催化剂采用纳米材料，以多元多相催化为主，结合超微过滤，使其由单纯的物理吸附转变为化学吸附，边吸附边分解，提高了吸附污染物的种类及吸附效率和饱和容量，可以对室内氨、硫化氢、醛类等进行部分催化分解。但是虽然在清除室内有害气体的功能上有所改进，对室内深度污染的净化效果还不显著，不能理想解决空气有机物污染的净化。而且，催化材料的寿命也是很有限的。因此，目前，室内空气污染净化问题还缺乏理想的方法和装置解决。

本发明的目的在于提供一种用特殊的生物，即光合细菌，有效解决室内空气污染净化的方法和装置。该方法和装置适用于各种办公写字楼、会议室、宾馆、学校、医院、文化设施、商业设施、候车(机、船大厅等)和住宅等设集中式空调的各种室内场所。

本发明的技术方案由光合细菌光反应技术与装置+光合细菌空气净化技术与装置组成(见说明书附图图1和图2)

1.选择降解空气污染的高效光合细菌(Photosynthetic Bacteria)菌种。该细菌根据1974年出版的Bergey氏细菌鉴定手册第八版上归属为光能营养细菌。本方案选取红螺菌目细红螺菌科之红螺菌属(Rhodospirillum)和红假单胞属(Rhodopseudomonas)两属共15种混合高效集成菌种。

           I Rhodopseudomonas

           1.Rps capsulatus

           2.Rps palustris

           3.Rps gelatinosa

           4.Rps sphaeroldes

           5.Rps gelatlkoba

           6.Rps capsukoba

           7.Rps sulfldophila

           8.Rps virdis

           9.Rps acldophiia

           10.Rps sulfovividis

           11.Rps globlformis

           12.Rps blastica

           II Rhodospiriilum

           13.Rps rubum

           14.Rps tenue

           15.Rps fulvum

上述菌种菌株或混合菌在中国科学院微生物研究所有购买，上海东风生态生物研究所亦公开有售。

2.将高效集成光合细菌菌种加入乙酸钠培养基，该培养基由以下处方组成(每百公斤培养基耗用量)：乙酸钠800-1000克，丙酸钠80-100克，磷酸二氢钾40-60克，磷酸二氢铵60-90克，硫酸镁10-30克，氯化钙3-6克，尿素20-50克，食盐5-15克，酵母膏20-50克，微量元素溶液100毫升。其中微量元素溶液配制方法为：用Fecl₃5克，活性碳10克CaCo₃10克，乙酸钠50克，溶于1000毫升水即得。

该培养基最佳处方组成(每百公斤培养基耗用量)：乙酸钠900克，丙酸钠90克，磷酸二氢钾60克，磷酸氢二铵90克，硫酸镁20克，氯化钙50克，尿素30克，食盐10克，酵母膏30克，微量元素溶液100毫升。。菌种液与培养基液的比例为1∶1-1∶10，配成高效集成光合细菌培养液。

3.将配好的高效集成光合细菌培养液泵入光反应装置(见说明书附图图1)培养10-30天。达到吸光度0.8-1.8，含菌量5亿-10亿/ml，成为高效集成空气净化功能菌。

4.将高效集成空气净化功能菌液泵入光合细菌空气净化装置，依光合细菌空气净化装置工作原理进行室内空气过滤，降解净化工作。室内空气净化容积与功能菌液的匹配比大约为1m³∶50-500ml。

5.光合细菌空气净化装置内的功能菌执行空气净化使用时间一般30天左右为一周期。如达到低效功能菌标准，即吸光度降至0.6以下，菌液浓度在2亿/ml以下，则需要对功能菌液进行更新。更新时，将低效功能菌液泵入储液装置，将光合细菌光反应装置的高效功能菌液泵入光合细菌空气净化装置，继续执行空气净化工作。低效功能菌液则泵入光合细菌光反应装置调整菌液浓度培养至达到高效功能菌液标准。以上循环操作。

6.光合细菌光反应装置是采用高透光软管道，通过硬管与法兰、球阀、塑料泵等结构连接。以轻钢架作支撑，能够有良好自然采光或人工采光，自动循环和充分光反应功能的装置。基中高透光管道材料选用聚脂(PET)或PVC塑料材料，管壁厚度0.1-0.5mm，透光度70％-95％，管径10-30cm。其结构详见说明书附图图1及附图标记说明。

7.光合细菌空气净化装置是采用高透光材料制造，用管道及球阀连接和控制光合菌液进出交换、空调风进出交换，自动控制循环密封空气过滤装置。其中密封装置材料选用耐碱性高透光材料如PET等高透光塑料。箱体中设光道若干，光道及箱体周边置白炽电灯光源。空调输入污染空气风口低于菌液平面，过滤降解净化后输出洁净空气的风口高于菌液平面。箱体密封严实，以机械动力推动空气输入与输出。其结构详见说明书附图图2及附图标记说明。另外，室内空气污染过滤处理的沉淀物，还可以资源化利用。

8.本发明装置通过法兰及管道、球阀控制，连接中央空调通风系统管道，即可进行室内空气净化工作。装置可设置室外如房顶，用自然光源，亦可以设置室内，用人工光源操作。

本发明的使用结果表明，有下述优点：

1.本发明对室内空气采用水膜、生物膜双重过滤净化，其净化效果好，对室内空气中污染的有害物质净化率可达到95％以上。

2.本发明对室内空气除菌除病毒等生物性污染方面，有十分良好的效果。光合细菌富含纯天然抗菌、抗病毒因子，可以高效滤除室内空气的生物性污染，防止交叉感染。目前防治非典型肺炎，尤其具有重要意义。

3.本发明对室内空气污染最难治理的挥发性有机化合物(VOC_s)降解效果突出。挥发性有机化合物主要来源于室内装饰材料、空气清新剂等，同时，在室外大气中亦含有一定量的挥发性有机物，它们渗透进入室内污染空气也不应忽视。这对人体健康危害最大，对人体刺激，影响人体的呼吸系统、中枢神经系统、肝脏肾脏功能，并可导致人体癌症。目前已开发的三种类型的室内空气净化装置对此难有作为。本发明使用高效集成光合细菌降解VOC_s具有十分显著的效果，实验证明，室内空气VOC_s过滤到水里，经高效集成光合细菌分解，降解率可达到92％-99％。

4.本发明系天然生物净化系统，完全克服了其他空气净化方式带来二次污染的副作用问题。

5.本发明是利用生物能为主净化室内空气，远期成本异常低廉，是最经济的生物能空气净化设施。

实施例：

依照说明书附图图1制作光合细菌光反应装置，并连接光合细菌空气净化装置。

依照说明书附图图2制作光合细菌空气净化装置，并连接室内中央空调系统。

取高效集成光合细菌菌种液，按1∶3比例加入乙酸钠培养基(培养基具体配方见说明书)，配成高效集成光合细菌培养液。

将配好的高效集成光合细菌培养液泵入光反应装置，培养15天，达到吸光度0.8以上，含菌量达到5亿/ml以上，达到高效集成空气净化功能菌。

将高效集成空气净化功能菌泵入光合细菌空气净化装置，开启空调，对室内空气污染物进行循环净化。循环净化过程，每10天监测一次高效集成空气净化功能菌液质量。在其指标达到低效功能标准之前，对功能菌予以及时更新。泵入光反应装置重新调配培养。如此反复循环使用。

室内污染空气过滤处理的沉淀物，进行资源化利用。如清淤干燥后作饲料等使用。

附图标记说明：

图1：光合细菌空气净化装置图

图2：光合细菌反应装置平面图

图3：光合细菌反应装置立面图

①光道

②空调进风管

③光源

④菌液交换出料管道

⑤塑料泵

⑥空调出风管道连接终端风口

⑦菌液平面

⑧连接法兰

⑨球阀

⑩菌液进料管道连接光反应装置

料液

角钢支架

PEC或PVC透明软管

塑料管(硬管)

转子流量DH50