CN104190186A - 利用城市闲置资源防治雾霾的方法和装置 - Google Patents

Abstract

利用城市闲置资源防治雾霾的方法和装置属于环境保护专业、气相非均一系分离领域。针对城市雾霾频发，危及人群健康、无人幸免，古今中外难寻万全之策的现实，采用研发的环境空气自动监控净化器，实现以“质量控制”的原则净化区域环境空气，开辟“天窗”恢复低空对流层的自然净化功能的设想。淋洗空气的水源主要采用城市地表景观水，可与空气净化作业同步实现对水体的曝气净化，提升景观活力。监测数据经校正后可并入城市环境空气监测网络，便于更全面、准确地反映城市空气质量。本发明适用于相关领域(含沙尘暴净化)，全天候空气净化作业。

Description

利用城市闲置资源防治雾霾的方法和装置

技术领域：

一种环境空气净化的方法和系统装置。其组成由具备净化能力的设备和资源，配置相应的专业或通用设备及组件，赋予其兼备环境空气净化的能力，同时有助于改善原功能的效能。其主要技术特征：利用现有资源、现行技术、设备或部件、常规的污染高发时段、人力可为的操控管理方式，配置相应的喷淋设施，共同构建区域环境空气的净化体系。采用以国标控制指标限值启动湿法淋洗空气装置，实现缓解城市环境空气污染高发态势的目的。适用于与环境空气污染相关的各行各业的环境空气净化作业。 

本专利归属环境保护专业，气相非均一系分离领域。 

背景技术：

城市环境空气污染态势处于社会经济快速发展阶段的高发期，尤其是雾霾频发，危及人群健康、无人幸免，古今中外难寻万全之策，只能埋头探寻解码秘钥。 

1.城市雾霾属于接地低空污染，其所含污染物因散射太阳辐射，阻碍地表升温、消解逆温效应，恢复大气对流层的疏散、稀释污染物的功能，使得空气严重污染时有发生。 

2.据资料介绍：大气污染国际公认的类型有两种。其一为还原性(煤烟型)污染，典型的污染事件为伦敦烟雾事件，发生的时段为冬季一天的早晨；另一种为氧化性(光化学污染)典型的污染事件为洛杉矶烟雾事件，发生时段为早秋、一天的中午或日照最强烈的时段。 

3.自然降水是净化空气的廉价、实用方法；人工降水虽具实效，但需符合自然规律，且难免涉嫌二次污染，难获及时雨。 

4.城市空气净化资源功能受限、闲置待用。 

1)公共场所园林绿化部门的花工习惯用橡胶水管浇水，既不用花洒，也不用现场的喷淋设施，既浪费水又影响浇灌效果；且作业时间与游客观赏时间混同，影响观赏雅兴。尤其是乔灌木植物的浇灌方法仍然沿袭“浇树浇根”的古训，一般忽略对树冠的喷淋。树叶捕尘的机理，主要是页面的绒毛和分泌的汁液及露水液滴的粘附、过滤作用，积尘过多则影响树冠捕尘功能的实效。自然法则是经风吹或雨淋清洁叶面。所以，适时淋洗树冠在春季风沙期很有必要。另外，现有一种微孔塑胶管喷淋浇灌作业，基本符合淋洗空气和喷灌作业同步完成的节水、节省人力 的作业方法，值得提倡。 

2)路面清扫洒水车或因节约用水的目的，将喷淋水改成点滴水。其功能缩水于仅限抑制清扫扬尘的作用。闲置了传统道路喷洒水车对空气扬尘、路面积尘的清洗和空气降温、调湿的作用。 

3)城市交通干道拥堵、污染物排放量剧增是城市空气污染高发的主要原因之一。固然存在诸多因素，但主要原因是忽略了“流水不腐，动车不堵”的常识。表征是车流量过大、车速快、道路狭窄、随意并线、车辆故障等其根本是驾驶员的特权意识偏强，社会责任意识偏弱造成。此类现象在国外发达国家的行车录像中未发现全车道行车的实景，多是单列整齐顺行，呈一幅文明行车的风景画，而不是路直而车行曲线的乱象。所以，解决汽车尾气污染的办法还应添加根治交通干道拥堵的措施。 

4)城市地表水多限于观赏、游乐作用，且各处景观喷泉多处于闲置状态，仅在重大节日时略显真容，忽视了其淋洗空气和调节温湿的作用。 

5)城市供暖锅炉房排烟的烟囱在每年采暖期结束后多处于闲置状态，无视此类空塔式建筑的自然抽吸功能。 

6)高层建筑，尤其是配置玻璃幕墙或瓷砖的建筑，任凭积灰累累，风过扬尘。城市地标建筑可俯瞰城市的尘霾雾海抒发感慨，却在设计理念中缺乏顶层喷洒清水淋洗雾霾，提高区域环境空气质量的构思。如能实现，可提高区域环境空气的透明度，使太阳辐射能够穿透雾层直接加热、提高地表温度，消解逆温障碍，恢复低空对流层对污染物的稀释、扩散功能，有望提高雾霾的消解速度。 

7)某些地方雾霾治理方案提出“降雨除霾”的措施，理论可行，难度较高，只有符合自然的客观规律才能实现，否则，难避事倍功半的风险，更难避二次污染之嫌。据报道：人工降雨历经坎坷。法国、前苏联曾实验地面加热，制造上升气流的方法增云；美国设想利用沥青、炭黑吸收太阳辐射，增云的办法提高人工降雨的效果，结果不了了之。人工增雨(雪)耗资较高，2013年2月7日8：00至2月8日8：00人工增雨(雪)作业共发射火箭弹48枚、燃烧烟条58根，耗资30.40万元；上海曾编制飞机播撒法增雨(雪)成本为每次470万元。如果仅为除霾而耗费巨资，显然得不偿失，不如另寻良策。 

8)按照现代科学理论：管理也是科学；管理出效益，管理科学则是综合性的科学技术。通过科学管理，可以通过不投入或者少投入的途径，实现诸多难题的突破。所以，有些问题需要综合研判解决，而非单纯的技术方案。 

据此可见，城市环境污染之难题，涉及面广、纠结繁杂，耗巨额精力，短期仍难奏效。然而，城市现有资源或设施未能物尽其用，引发开拓防治雾霾危害的实用良策。 

发明内容

1.防治雾霾的空气喷淋时段：每天凌晨3：00至9：00，此段时间雾霾絮聚最重，9：00以后接地逆温渐被破解，空气对流层逐渐恢复原功能。要求园林绿化及小区绿化作业同时运行，方能使空气淋洗取得最佳效果，又能使淋水充分渗入土壤中，取得浇灌的最佳效果。让晨练者和上班族感受清新的享受。 

2.防控光化学烟雾的时段：每天12：00至16：00.此段时间日照强烈，容易诱发光化学烟雾事件。淋水即可洗涤空气中的光化学烟雾诱发因子，又能增加空气湿度、降低地表温度，消解光化学烟雾的诱发条件，从而减缓污染事件的发生。此时段仅涉及主要交通干道、广场等车流密集的场所，社区可根据具体情况自主抉择。 

3.车载喷淋装置。一种喷淋系统，水泵、三通输水管、锥形喷水管、喷头管座、喷头组成。其主要技术特征：清水泵或潜水泵扬程20米；喷淋水柱向斜上方喷射。作业时间同前述1、2条款。 

4.缓解因交通拥堵造成的汽车尾气污染加重的措施： 

1)限速：对常发拥堵路段或按环线分别限定车速，譬如：二环内时速小于20公里、三环内时速小于30公里、四环内时速小于40公里等既可保证应急专业车辆抢险救急，又可诱导行车避免穿城而过或可弃车改乘公交，避免追尾事故造成拥堵。 

2)限行：不准占用公交车道、应急通道行驶；直行路段不准超车并线或压线行驶，多行车道不仅在出口前标明该路线的行车方向，入口处也须标明，便于新手辨别抉择；如需变道只能在交通路口完成，即使发生问题交警也可方便处理，事故证据提取方便。特殊情况需占用应急车道时，应有交警疏导或警车开道。从而避免剐蹭、碰撞事故造成拥堵。 

3)杜绝恶行交通事故，尤其是机动车自燃，其污染不亚于数百辆车正常排放的尾气。设想原交通拥堵特别严重的阜成门桥，一旦发生车辆爆燃难免火烧连车，甚至危及桥体、造成大面积交通瘫痪。 

4)教育：我国自古遗传权利意识，皇权、族权、家长等逐级至上，平民百姓中也存在多吃多占、好逸恶劳、欺行霸市的陋习；“近水楼台先得月”、“常在河边站怎能不湿鞋”、“人不为己，天诛地灭”之类，则成为此辈贪腐的理论依据。以此类推，抢先占道、强行并线，行车抛物等均属于贪腐的潜意识诱使所致。所以，使每个人都能认识到道路拥堵不是城市繁华的象征，而是庸散瘫痪的表象，是单纯效仿西方发达国家经验和教训的结果，若想趋利除弊必须从严治堵。 

5)惩戒：仿照治理洒驾，严查严管、奖惩结合，使每个驾驶员形成自觉执行交通法规的潜意识。 

6)科研规划：燃油汽车无论是怠速或起步阶段，尾气的污染贡献均远高于正常行驶的污染贡献，如何使道路通畅且尾气排放的污染物含量最低，始终是交通科研规划的永恒课题。 

5.环境空气自动监控净化器： 

交通干道的重污染段是四面来车的十字路口。设置环境空气自动监控净化器可以依照 检测结果，控制其开启或关闭，实现对交通干道污染空气自动净化的目的。该套装置适于非结冰期采用，因主要布设于交通路口和有人值守地段且有城区限速规定，车辆行驶比较小心谨慎，可以忽略路面可能湿滑造成的不利影响。该套装置包括： 

1)监控警示系统包括：空气污染自动监测屏，重点显示PM2.5/PM10/TSP/SO_X/NO_X、喷淋净化区域及运行状态延时警示图标或警句，提醒路人回避；喷淋装置自动和手动控制开关。其技术特征为当某项污染因子检测值超标时，该数字显示红色警示色，同时蜂鸣音报警，报警时间约6～10秒后启动电磁阀，喷淋系统施行空气淋洗净化作业；检测值达标后红色转变为绿色安全色，电磁阀自动关闭，结束一次净化全程。自动喷淋系统作业时间每天6：00至22：00，或可自行调控。 

2)喷淋系统：含电磁阀、输水管、回转式喷淋头及污水导流装置。其技术特征：喷淋头呈“V”字形，两支角布设排孔，不锈钢材质；两支角排孔的开孔方向相反，孔径约1毫米，孔径轴线与排孔的平面呈约15°的倾角使水柱方向喷向斜上方，并在水流的反冲力作用下实现喷淋头的自动回转；水柱高度约5米以上。 

3)该套装置经环境监测部门校准、核定折算系数后，可并入城市环境监测系统，以便更全面、准确地反映城市环境空气的质量。 

具体实施： 

1.高层地标建筑、建筑工地在建高楼顶层安设喷淋系统，在雾霾初发阶段实施对周边空气的淋洗作业。空塔式建筑如闲置烟囱等可配置干法空气净化器，实施无能耗、全天候净化作业。 

2.园林绿化浇灌作业除霾作业方法和时段的调整，由实施单位具体安排。 

3.除地表水饮用水源和污水排放渠以外的景观水域，应布设自动监控喷淋装置，配置潜水泵和喷射头，构建空气淋洗水网或水帘，同步实现对引用水体的表面曝气净化，改善水体水质，提升景观活力。 

4.车载喷淋装置主要由环卫系统及配备水罐车的单位，改换喷淋管和喷水方向；无泵送输水装置的添置管道泵或潜水泵即可。 

5.缓解交通拥堵的措施，由主管部门负责、社会监督；交通运行、疏导方式、限行限速标识由交通管理部门组织施行。 

6.环境空气自动监控净化器主要布设在交通干道十字路口、社区绿地或水池、城市景观水域等处所，设有交通或保安值班岗亭的尽量与岗亭兼容。 

7.环境空气自动监控净化器的检测系统可经校准、核定折算系数后，并入城市环境监测系统，以便更全面、准确地显示城市环境空气质量。 

8.城建系统、环境保护系统等相关部门对于经实践验证的有效措施，应纳入相关规范和审批条例，以促进城市环境监测和净化体系随城市建成区的逐步扩建同步完善。 

本专利通过以上措施，可依据现场空气质量的检测结果，自动或手动开启、实施对环境空气的净化作业。利用地表景观水净化空气中的可溶性污染物，以及大于0.1微米的颗粒物，同时对该水域水体同步实现曝气净化；并改善该静态水体的景观活力；确属一举三利的良策。对城市交通拥堵的顽症和不当的作业方式实施改进，即可消除隐患，有可取的工作实效；对环境空气实施“以空气质量”监控、适当利用现有设施、资源，掌控空气污染物的高浓时段，采用现行技术、设备、配件组合适用空气监测和净化系统，可以有效地降低空气污染物的浓度，降低雾霾和光化学烟雾的形成概率。 

Claims (3)

1. 一种涉及环境空气净化的方法和装置，尤其涉及常规方法无法承负或利弊相符的环境空气净化的方法和装置。该装置利用现有技术、设备、闲置资源，配置相应的专业或通用设备及组件，组合为兼备与环境空气同步净化的效能的净化装置。其主要技术特征： 

   1.利用城市地表水资源的潜能，人工赋予其兼备环境空气洗涤净化能力，同步实现水体的曝气净化、提升城市景观活力的环境净化方法和装置。 
2. 2.掌控城市环境空气污染高峰的时段和自然规律，利用现有单一功能的空塔式建筑、高楼的潜能，实施区域环境空气净化作业、遏制雾霾的方法和装置。 
3. 3.利用环境空气自动监控净化器，依照“质量控制”的原则净化区域环境空气的方法和装置；其主要技术特征： 

   1)外观为圆形或方形的亭式或屏式的金属结构； 

   2)具备对环境空气自动监控、显示国标TSP\PM10\PM2.5\SO_X\NO_X等《环境空气质量标准》监控因子检测值的装置和功能； 

   3)具备以空气质量检测值的上限或下限作为指令，控制环境空气自动监控净化器电磁阀的开启或关闭，施行或停止空气净化喷淋作业的功能；实现以“质量控制”原则的设想； 

   4)喷淋装置的喷淋头外观为“V”字形，两只角开孔侧相反，孔径约1毫米，孔轴线与孔平面呈约15°倾角；材质为不锈钢的回转式喷淋头。