CN102125702B - 一种室内空气杀菌、消毒方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种室内空气杀菌、消毒方法，通过将含有亚氯酸钠的粉末状化学药剂加入水中发生化学反应连续产生二氧化氯气体；同时连续地用空气稀释所述二氧化氯气体到浓度为10ppm～50ppm并排入室内空间，使室内二氧化氯气体分子的浓度达到5ppm～15ppm。该方法实现了利用二氧化氯气体分子连续地对室内空气进行高效、安全的杀菌、消毒；本方法杀菌、消毒气体ClO2以分子态形式吹入空气中，不会对任何环境和物质产生污染或腐蚀。

Description

一种室内空气杀菌、消毒方法
技术领域
本发明涉及一种对室内空气进行杀菌、消毒的方法，尤其是一种利用二氧化氯气体对室内空间的空气进行杀菌、消毒的方法。
背景技术
在家庭、宾馆、写字楼、学校、医院、餐厅、KTV包间、车站、候机楼等等的室内空间，空气的洁净直接影响人们的健康，因此需要定期地对室内环境进行杀菌、消毒，以确保室内环境卫生、清洁，防止居住者或者公众受到有毒有害气体或病毒等致病物质的侵害而影响身体健康或罹患疾病。现有的室内空气消毒方法主要有用喷雾器喷洒消毒液或者用消毒液直接对室内物品进行擦拭；或者使用空气净化机，通过对室内空气进行循环过滤并经紫外线或消毒液进行生物杀灭，而所使用的消毒液多为过氧乙酸。
二氧化氯（ClO2）是长久以来国际上公认的最新一代的广谱、安全、高效的A1级杀菌、消毒剂，其对一切空气和水体传播的病原微生物均有很好的杀灭效果，且不产生抗药性，尤其对伤寒、甲肝、乙肝、脊髓灰质炎、大肠杆菌、艾滋病毒等更有良好的杀灭效果。并且二氧化氯杀菌消毒剂是一种无毒产品，用其杀菌、消毒不会对口腔粘膜、皮肤和头发产生损伤，其在急性毒性和遗传毒理学上都是绝对安全的。在多种常用消毒剂中，在相同时间内达到同样的杀菌率，二氧化氯所需要的浓度是最低的。但是由于二氧化氯是一种气体并且其水溶液不稳定，二氧化氯易挥发，容易从水溶液中以气态形式挥发出来，此外由于二氧化氯具有极强的氧化性和易光学分解的特点，储运困难，因此到目前为止其作为杀菌剂应用于室内空气消毒还是非常有限。实际上现有技术中尚没有一种方法可以利用二氧化氯气体简单、方便、高效地对窒内空气进行杀菌、消毒。
发明内容
为了解决上述现有技术存在的问题，本发明提供一种利用化学反应产生二氧化氯（ClO2）气体对室内空气进行杀菌、消毒的方法。
本发明采用的技术方案是：一种室内空气杀菌、消毒方法，通过将化学药剂加入水中发生化学反应连续产生二氧化氯气体；同时连续地用空气稀释所述二氧化氯气体到浓度为10ppm～50ppm并排入室内空间，使室内二氧化氯气体的浓度达到5ppm～15ppm；所述化学药剂为含有亚氯酸钠(NaClO2)的粉末。
优选的，所述化学药剂为含有硫酸氢钠（NaHSO4）和亚氯酸钠(NaClO2)的混合粉末，以重量份计的配比为：4份硫酸氢钠和3份亚氯酸钠。
优选的，所述化学反应的温度控制在30℃～40℃。
优选的，每天进行一次杀菌、消毒，每次杀菌、消毒所用化学药剂的量为每立方米空间0.1～0.2g。
进一步的改进，所述化学反应和产生的二氧化氯气体的稀释与排放是在空气消毒机中完成的；所述空气消毒机包括给药单元、反应单元、加水单元、加气单元、排水送风单元和控制单元，所述给药单元按次、定量将化学药剂加入反应单元，所述加水单元向反应单元加水，所述加气单元向反应单元输入压缩空气，所述反应单元进行生成二氧化氯的化学反应，所述排水送风单元将空气送入反应单元稀释产生的二氧化氯气体后排放到室内空间、待反应完成后将废液排出，所述控制单元控制所述给药单元、反应单元、加水单元、加气单元、排水送风单元工作。
更进一步的改进，所述给药单元包括药剂存储仓、药剂定量输送装置和药剂投放装置；所述药剂存储仓包括药剂瓶，该药剂瓶设置在药剂瓶搁置架上；所述药剂定量输送装置包括与药剂瓶搁置架连接的输送机构以及驱动所述输送机构的动力部，所述控制单元控制动力部工作；所述输送机构为齿轮传动机构，所述药剂瓶搁置架为回转结构，所述输送机构包括连接动力部的主动齿轮，设置在回转式药剂瓶搁置架外面、与所述主动齿轮啮合的齿圈；所述药剂投放装置包括药剂瓶开启机构以及控制该机构动作的动力机构。
更进一步的改进，所述药剂瓶开启机构为曲柄滑块机构，包括滑动臂以及与其铰接的摆动臂，所述动力机构为回转式动力机构，所述摆动臂一端偏心连接在动力机构的输出盘上，所述滑动臂的自由端设有透孔，所述输出盘上设有摆杆，所述摆动臂铰接在输出盘上摆杆的一端。
更进一步的改进，所述反应单元包括反应容器控制机构及反应容器，所述反应容器控制机构为机械结构，包括用于封闭反应容器开口的移动封盖以及控制该移动封盖动作的控制机构，所述移动封盖包括盖体以及套在反应容器口边上的弹性密封装置；所述反应容器包括罐体、设置于罐体侧壁上的进风口、出风口和进水口以及设置于罐体底部的出水口，罐体内底部还设置有微孔隔层，反应容器下部外侧壁设置有加热装置。
更进一步的改进，所述反应容器还包括设置于反应容器内的液位传感器，该液位传感器连接所述控制单元，所述液位传感器为一对石墨电极棒或碳纤电极棒，所述反应容器的进水口对准所述石墨电极棒或碳纤电极棒，进水时水能够冲洗到电极棒。
更进一步的改进，所述加水单元包括清水箱、水泵以及连接到反应容器进水口的管路；所述加气单元包括与反应容器底部连通的加气管和与加气管连接的气泵；所述排水送风单元包括排水系统和送风系统，所述排水系统包括废液箱以及连接反应容器底部出水口的排水管路，所述送风系统包括风机以及将风机连接到反应容器进风口的进风管。
本发明的室内空气杀菌、消毒方法，实现了利用二氧化氯气体分子连续地对室内空气进行高效、安全的杀菌、消毒；与臭氧消毒方法比，本方法可以在有人状态下使用，不会对人体产生任何伤害；与紫外线消毒方法比，本发明方法消毒时人不必离开，并且可对室内空间的任何角落进行彻底消毒；与常规的吸入式空气消毒机只对吸入的空气进行消毒的方法比，本发明方法更彻底、高效；与喷雾消毒方法比，本方法杀菌、消毒气体ClO2以分子态形式吹入空气中，不会对任何环境和物质产生污染或腐蚀；使用本发明空气消毒机依照本发明方法进行窒内空气消毒，简单、方便，且可自动控制。
附图说明
图1是空气消毒机的整体示意图；
图2是空气消毒机的给药单元示意图； 
图3是空气消毒机的药剂存储仓和药剂定量输送装置示意图； 
图4是空气消毒机的药剂投放装置的示意图； 
图5是空气消毒机的反应单元示意图；
图6是空气消毒机反应容器控制机构示意图；
图7是空气消毒机反应容器示意图； 
图8是空气消毒机反应容器剖视示意图；
图9是空气消毒机的供排水送风单元示意图；
图10是空气消毒机的控制单元工作原理框图。
具体实施方式
为了使本发明的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例及附图，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
试验场所：空间容积约为50m3的家庭客厅
化学药剂：硫酸氢钠（NaHSO4）和亚氯酸钠(NaClO2)混合粉末7g，其重量比为NaHSO4：NaClO2为4：3
试验方法：在烧瓶中加入50ml水，加热至40℃，将化学药剂加入烧瓶中，进行如下化学反应：
5NaHSO4+5NaClO2=5Na2SO4+4ClO2↑+HCl+2H2O
并通入0.1～0.3MPa的压缩空气起到搅动鼓泡作用，使生成的二氧化氯气体分子充分逸出，同时也能稀释生成的二氧化氯（ClO2）气体，用风机对着反应烧瓶口向欲杀菌、消毒的空间吹风，经检测，反应烧瓶口二氧化氯的浓度为16～20ppm。30分钟后，消毒空间ClO2的浓度为6～8ppm，对白色葡萄球菌的杀灭率为100％、自然菌的消亡率为93.86％、大肠杆菌的杀灭率为99.99％、金黄色葡萄球菌杀灭率为99.99％、鼠伤寒沙门氏菌为99.9％。
实施例2
试验场所：空间容积约为120m3的会议室
化学药剂：硫酸氢钠（NaHSO4）和亚氯酸钠(NaClO2)混合粉末17g，其重量比为NaHSO4：NaClO2为4：3
试验方法：在烧瓶中加入70ml水，加热至35℃，将化学药剂加入烧瓶中，进行如下化学反应：
5NaHSO4+5NaClO2=5Na2SO4+4ClO2↑+HCl+2H2O
并通入0.1～0.3MPa的压缩空气起到搅动鼓泡作用，使生成的二氧化氯气体分子充分逸出，同时也能稀释生成的二氧化氯（ClO2）气体，用风机对着反应烧瓶口向欲消毒的空间吹风，经检测，反应烧瓶口二氧化氯的浓度为17～22ppm。30分钟后，消毒空间ClO2的浓度为6～9ppm，对白色葡萄球菌的杀灭率为100％、自然菌的消亡率为93.17％、大肠杆菌的杀灭率为99.99％、金黄色葡萄球菌杀灭率为99.99％、鼠伤寒沙门氏菌为99.9％。
实施例3
试验场所：空间容积约为60m3的医院诊室
化学药剂：硫酸氢钠（NaHSO4）和亚氯酸钠(NaClO2)混合粉末，其重量比为NaHSO4：NaClO2为4：3
试验方法：化学反应和二氧化氯气体的稀释和排放在图1所示意的空气消毒机中进行。下面是这种消毒机结构的详细描述。
参看图1、图2、图10，空气消毒机包括依次连接的给药单元1、反应单元2和排水送风单元3以及加水单元4、加气单元5，还包括控制单元；给药单元1包括依次连接的药剂存储仓11、药剂定量输送装置12和药剂投放装置13；反应单元2包括依次连接的反应容器控制机构21及反应容器22；药剂投放装置12控制药剂投放口对准所述反应容器22；排水送风单元3包括与反应容器22连接送风系统以及排水系统；控制单元包括控制给药单元1、反应单元2、排水送风单元3、加水单元4和加气单元5的中心控制部100以及设置于给药单元1和反应单元2中的传感部。其中药剂定量存放在药剂瓶111内，由控制单元控制药剂输送和定量投放到反应容器22的水中，进行化学反应生成二氧化氯气体。
由图2和图3中可知，药剂存储仓11包括药剂瓶111，该药剂瓶111设置在药剂瓶搁置架112上，药剂定量输送装置12包括与药剂瓶搁置架112连接的输送机构121以及驱动输送机构121的动力部122，中心控制部100控制动力部122工作。药剂按每次的使用量定量放在药剂瓶111中，并搁置在药剂瓶搁置架112上，由药剂定量输送装置12定量输送到药剂投放口。
输送机构121为齿轮传动机构，药剂瓶搁置架112为回转结构，输送机构121包括连接动力部122的主动齿轮，设置在回转式药剂瓶搁置架112外面、与所述主动齿轮啮合的齿圈（如图3所示）。药剂瓶搁置架112为圆形的搁置架，沿圆周方向设有多个药剂瓶搁置位，中心控制部100每次通过动力部122的主动齿轮与齿圈配合控制药剂瓶搁置架112转动一定的角度，将装有药剂的药剂瓶转到投放口处，投放完后，将空药剂瓶移位，也可在下一次投药前将空药剂瓶移位。
由图3中可知，为使药剂在投放过程中保持稳定，药剂定量输送装置12还包括设置于药剂投放口附近的药剂瓶固定机构123，该药剂瓶固定机构123连接输送机构121。
由图2和图4中可知，药剂投放装置13包括药剂瓶开启机构以及控制该机构动作的动力机构134，药剂瓶开启机构为曲柄滑块机构，包括滑动臂131以及与其铰接的摆动臂132，动力机构134为回转式动力机构，摆动臂132一端偏心铰接在动力机构134的输出盘133上或者铰接在输出盘133的摆杆1331上，滑动臂131的自由端设有透孔1311。药剂投放装置13的作用就是当药剂瓶被推到投放口时，由药剂投放装置13实现药剂投放，其作用原理是，当药剂瓶被推到投放口时，由中心控制部100控制动力机构134的输出盘133转动，此时摆动臂132的一端也随输出盘133运动，由于是偏心设置的，所以，这种转动在摆动臂132的另一端反映为直线运动，由此带动滑动臂131实现直线运动，药剂瓶111端盖上设有翘起的拉钩，在滑动臂131移动到其上方的时候，该拉钩穿入滑动臂131自由端的透孔1311中，当滑动臂131向回拉时，通过该拉钩将药剂瓶111的盖子揭掉，药剂可以从瓶口投放到反应单元2的反应容器22中。
由图5和图6中可知，反应单元2中的反应容器22包括罐体221，反应容器22的控制机构21为机械结构，包括用于封闭罐体221开口的移动封盖211以及控制该移动封盖211动作的控制机构212，移动封盖211包括盖体2111以及套在罐体221口部229边上的弹性密封装置，所述弹性密封装置包括与罐体221口部229相适应的环状密封圈2112，该环状密封圈2112的下表面设有环形沟槽21121，罐体221口部229嵌入该沟槽21121内；还进一步包括与环状密封圈2112连接的支撑板213，该支撑板213与反应容器支架23之间设有压缩弹簧214。反应容器控制机构21的作用就是打开或封闭反应容器22，并保证其密封性能，当药剂要投放时，控制机构212控制移动封盖211的盖体2111移开，打开罐体221的投料口，药剂投入后，控制机构212再控制移动封盖211的盖体2111移动到罐体221的投料口并盖严和密封好。环状密封圈2112在压缩弹簧214的作用下可以适度上下移动，当盖体2111盖上时，环状密封圈2112在压缩弹簧214的作用下上顶，保证与盖体2111之间的密切接触，达到良好的密封效果。盖体2111上还设置有电磁铁压紧装置，当盖体2111盖上时，电磁铁压紧装置动作，将盖体2111更好地压紧于罐体221的口部达到更好的密封。
控制机构212包括驱动机构2121和传动机构2122，驱动机构2121固定在反应容器支架23上的，驱动机构2121通过传动机构2122连接移动封盖211；所述驱动机构2121为驱动电机，传动机构2121为齿轮传动机构，包括设置在驱动电机输出轴上的主动齿轮以及设置在盖体2111连接轴上的从动齿轮。
由图5、图7和图9可知，反应容器22还包括设置于罐体221侧壁上的进风口222、出风口223以及进水口224，以及设置于罐体221底部的出水口225。由于药剂投放时是粉末状的，需要在水溶液中进行化学反应，所需要的水通过罐体221侧壁上的进水口224输送到反应容器22中。反应过程中送风系统送入的稀释用空气则通过进风口222输入，二氧化氯和空气的混合气体则经过出风口223散发到周围空间中去。反应结束后所产生的废液经由出水口225进入排水系统。
由图8、图9中可知，反应容器22的罐体221底部设置有微孔隔层226，微孔隔层226的微孔平均孔径小于1mm。加气单元包括气泵和加气管228，加气管228与罐体221底部出水口225共用一段管道，其下接有三通331，气泵与三通331的支路连接，气泵设置在高于反应容器22内液面的位置可以防止在气泵不工作时水流向气泵。气泵通过加气管228经微孔隔层226向反应容器内输入压缩空气，这样，一方面在反应过程中，压缩空气经由微孔隔层226的微孔吹入反应液，在反应溶液中形成大量细小气泡，可起到良好的搅动作用，使反应生成的二氧化氯气体分子充分、加速逸出和使反应充分完全；还可防止药剂颗粒沉淀或者反应产物结晶在微孔垫层226表面，影响废水的渗透。另一方面设置的微孔隔层在反应过程中对反应液的流出起到延缓、阻止的作用；反应结束后的废液可以通过渗透穿过微孔隔层，从出水口225流出。为了保证反应所需的温度，提高反应速度和效果，反应容器22还包括设置于罐体下部外侧壁的加热装置227，按照控制单元的指令给反应容器22进行加热。
由图1、图8、图9中可知，加水系统包括清水箱、水泵以及连接到反应容器22进水口224的管路。送风系统32包括风机321以及连接到反应容器22进风口222的进风管。排水系统包括与三通331下部直管连接的排水管路33和连接排水管路33的废液箱，排水管路331上装有电动阀门。
由图10中可知，中心控制部100为单板机或PLC，为可编程控制器件，可以根据实际需要编程控制消毒机的整个动作过程。
由图6和图10中可知，传感部包括在反应容器支架23上围绕盖体2111连接轴设置的两个光电传感器101，该两个光电传感器101连接中心控制部100，移动封盖211的盖体2111边缘突设有感应片2113，感应片2113随盖体2111的转动而在上述两个光电传感器101之间移动。上述光电传感器101主要是用于控制盖体2111的转动角度，当移动封盖211转动到全部打开反应容器22投料口时，感应片2113正好移动到其中一只光电传感器101之间，控制单元控制移动封盖211停止转动，当移动封盖211转动到完全封盖反应容器22投料口时，感应片正好移动到另一只光电传感器101之间，控制单元同样控制移动封盖211停止。
由图7和图10中可知，传感部还包括设置于反应容器22内的液位传感器102，该液位传感器102连接所述中心控制部100，液位传感器102为一对石墨棒电极棒或碳纤电极棒，反应容器22的进水口222对准所述电极棒。液位传感器102是用于测量反应容器22中的水位高低，采用石墨电极或碳纤电极有很好的防腐效果，由于反应过程中，会产生结晶吸附在电极上，所以，当反应完成后，用水冲洗电极棒，保证测量的精密度和灵敏度并可长期使用不失效。
由图8和图10中可知，为了控制反应容器22中的温度，传感器部还包括设置于反应容器22的温度传感器103，该温度传感器103连接中心控制部100。
由图2和图10中可知，传感器部还包括设置于药剂投放口附近的位置传感器104，该位置传感器104连接中心控制部100。当药剂被送到投放口的时候，该位置传感器104向中心控制部100发出信号，输送机构121就停止工作，药剂投放装置13和反应容器控制机构21开始工作。
试验时，启动消毒机，控制单元自动控制向反应容器22加水50ml，加热至水温度达到32℃时，给药单元2动作，向反应容器22投一支化学药剂（8.6g），然后送风风机321开启向反应容器22的进风口222送风、气泵通过加气管228从反应容器22的底部通入压缩空气通过微孔隔层226后对反应液鼓出大量微小气泡，保持32℃温度下进行化学反应，检测出风口223二氧化氯（ClO2）的浓度为17～20ppm。开机工作30min后，消毒空间ClO2的浓度为7～8ppm，对白色葡萄球菌的杀灭率为100％、自然菌的消亡率为94.35％、大肠杆菌的杀灭率为99.99％、金黄色葡萄球菌杀灭率为99.99％、鼠伤寒沙门氏菌为99.9％。

Claims (10)

1.一种室内空气杀菌、消毒方法，其特征在于：通过将化学药剂加入水中发生化学反应连续产生二氧化氯气体；同时连续地用空气稀释所述二氧化氯气体到浓度为10ppm～50ppm并排入室内空间，使室内二氧化氯气体的浓度达到5ppm～15ppm；所述化学药剂为含有亚氯酸钠(NaClO2)的粉末；所述化学反应和产生的二氧化氯气体的稀释与排放是在空气消毒机中完成的；所述空气消毒机包括给药单元、反应单元、加水单元、加气单元、排水送风单元和控制单元，所述给药单元按次、定量将化学药剂加入反应单元，所述加水单元向反应单元加水，所述加气单元向反应单元输入压缩空气，所述反应单元进行生成二氧化氯的化学反应，所述排水送风单元将空气送入反应单元稀释产生的二氧化氯气体后排放到室内空间、待反应完成后将废液排出，所述控制单元控制所述给药单元、反应单元、加水单元、加气单元、排水送风单元工作。
2.根据权利要求1所述的室内空气杀菌、消毒方法，其特征在于：所述化学药剂为含有硫酸氢钠（NaHSO4）和亚氯酸钠(NaClO2)的混合粉末，以重量份计的配比为：4份硫酸氢钠和3份亚氯酸钠。
3.根据权利要求2所述的室内空气杀菌、消毒方法，其特征在于：所述化学反应的温度控制在30℃～40℃。
4.根据权利要求3所述的室内空气杀菌、消毒方法，其特征在于：每天进行一次杀菌、消毒，每次杀菌、消毒所用化学药剂的量为每立方米空间0.1～0.2g。
5.根据权利要求1～4任一项所述的室内空气杀菌、消毒方法，其特征在于：所述给药单元包括药剂存储仓、药剂定量输送装置和药剂投放装置；所述药剂存储仓包括药剂瓶，该药剂瓶设置在药剂瓶搁置架上；所述药剂定量输送装置包括与药剂瓶搁置架连接的输送机构以及驱动所述输送机构的动力部，所述控制单元控制动力部工作；所述输送机构为齿轮传动机构，所述药剂瓶搁置架为回转结构，所述输送机构包括连接动力部的主动齿轮，设置在回转式药剂瓶搁置架外面、与所述主动齿轮啮合的齿圈；所述药剂投放装置包括药剂瓶开启机构以及控制该机构动作的动力机构。
6.根据权利要求5所述的室内空气杀菌、消毒方法，其特征在于：所述药剂瓶开启机构为曲柄滑块机构，包括滑动臂以及与其铰接的摆动臂，所述动力机构为回转式动力机构，所述摆动臂一端偏心连接在动力机构的输出盘上，所述滑动臂的自由端设有透孔，所述输出盘上设有摆杆，所述摆动臂铰接在输出盘上摆杆的一端。
7.根据权利要求1～4任一项所述的室内空气杀菌、消毒方法，其特征在于：所述反应单元包括反应容器控制机构及反应容器，所述反应容器控制机构为机械结构，包括用于封闭反应容器开口的移动封盖以及控制该移动封盖动作的控制机构，所述移动封盖包括盖体以及套在反应容器口边上的弹性密封装置；所述反应容器包括罐体、设置于罐体侧壁上的进风口、出风口和进水口以及设置于罐体底部的出水口，罐体内底部还设置有微孔隔层，反应容器下部外侧壁设置有加热装置。
8.根据权利要求7所述的室内空气杀菌、消毒方法，其特征在于：所述反应容器还包括设置于反应容器内的液位传感器，该液位传感器连接所述控制单元，所述液位传感器为一对石墨电极棒或碳纤电极棒，所述反应容器的进水口对准所述石墨电极棒或碳纤电极棒，进水时水能够冲洗到电极棒。
9.根据权利要求7所述的室内空气杀菌、消毒方法，其特征在于：所述加水单元包括清水箱、水泵以及连接到反应容器进水口的管路；所述加气单元包括与反应容器底部连通的加气管和与加气管连接的气泵；所述排水送风单元包括排水系统和送风系统，所述排水系统包括废液箱以及连接反应容器底部出水口的排水管路，所述送风系统包括风机以及将风机连接到反应容器进风口的进风管。
10.根据权利要求8所述的室内空气杀菌、消毒方法，其特征在于：所述加水单元包括清水箱、水泵以及连接到反应容器进水口的管路；所述加气单元包括与反应容器底部连通的加气管和与加气管连接的气泵；所述排水送风单元包括排水系统和送风系统，所述排水系统包括废液箱以及连接反应容器底部出水口的排水管路，所述送风系统包括风机以及将风机连接到反应容器进风口的进风管。
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