CN105435626A - 一种智能除臭装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种智能除臭装置，包括光解单元、除臭塔和控制单元，所述光解单元与除臭塔连通；所述除臭塔从下向上依次设有储液槽、填料区和喷淋单元，所述储液槽连接有生物配药间，所述生物配药间用于向储液槽提供含有有益细菌的生物除臭液，所述喷淋单元连接有植物配药间，所述植物配药间用于向喷淋单元提供臭气中和液；所述控制单元采集进入光解单元的臭气的参数，控制单元根据采集的参数控制光解单元和除臭塔工作。本发明通过结合光解单元与除臭塔实现臭气的除臭，其中光解单元利用紫外线光解除臭，除臭塔内设有生物除臭和植物除臭，可以进一步实现除臭，经过本发明的除臭装置除臭后的气体可以达到气体排放标准。

Description

一种智能除臭装置
技术领域
本发明涉及臭气处理领域，尤其涉及一种智能除臭装置。
背景技术
恶臭气体种类繁多，目前为止被发现的恶臭气体已达到万种之多，约有4000多种恶臭物质仅凭人的嗅觉即能感觉到，其中对人体有害较大的有氨、硫化氢、硫醇类、二甲基硫、三甲胺、甲醛、苯乙烯、正丁酸和酚类等有机污染物。
恶臭物质能与环境中的其它化合物结合造成严重的二次污染，恶臭物质分布广、成份复杂，影响范围大，除刺激人的嗅觉器官使人觉得恶心、不愉快外，还对人的呼吸道系统、消化系统、内分泌系统、神经系统和精神产生不利影响，高浓度情况下会导致急性中毒甚至死亡。
传统的除臭净化方法包括活性炭吸附法、冷凝法、喷淋吸收法等，通过这些方法使用的设备庞杂，吸附剂易饱和，需要频繁更换或再生废气处理费用高，近年出现了生物膜法、光分解法等，但是单纯使用这些方法除臭达到的效果不理想，臭气处理不充分，还能处理臭气中部分有机物和颗粒物，难以达到排放标准，并且现有的除臭装置不够智能，自动化程度不高，所以现需设计一种成本低、利用率高并且除臭效果好的智能除臭装置。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种智能除臭装置，通过结合光解除臭、生物除臭和植物除臭，实现臭气的充分分解。
本发明所要解决的技术问题还在于，提供一种智能除臭装置，可以实现自动化调整，实现高除臭效率并且不会导致资源的浪费。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种智能除臭装置，包括光解单元、除臭塔和控制单元，所述光解单元与除臭塔连通；所述除臭塔从下向上依次设有储液槽、填料区和喷淋单元，所述储液槽连接有生物配药间，所述生物配药间用于向储液槽提供含有有益细菌的生物除臭液，所述喷淋单元连接有植物配药间，所述植物配药间用于向喷淋单元提供臭气中和液；所述控制单元采集进入光解单元的臭气的参数，控制单元根据采集的参数控制光解单元和除臭塔工作。
作为本发明智能除臭装置的优选实施方式，臭气中和液中含有活性酶，活性酶用于加快有益细菌的生长速度。
作为本发明智能除臭装置的优选实施方式，所述控制单元采集臭气的温度、湿度、浓度和成分。
作为本发明智能除臭装置的优选实施方式，控制单元根据采集的参数控制光解单元的光解参数、生物配药间供给到储液槽的生物除臭液的量以及生物除臭液中有益细菌的浓度、植物配药间供给到喷淋单元的臭气中和液的量及其浓度。
作为本发明智能除臭装置的优选实施方式，所述控制单元设有扩展接口，所述扩展接口与云数据库相连。
作为本发明智能除臭装置的优选实施方式，所述光解单元包括壳体，所述壳体内设有多组紫外线放电管。
作为本发明智能除臭装置的优选实施方式，所述储液槽设于除臭塔的底部，所述储液槽和填料区之间设有进风口，所述除臭塔的顶部设有出风口，臭气由除臭塔的下方向上流动，所述喷淋单元向下喷出臭气中和液。
作为本发明智能除臭装置的优选实施方式，所述出风口下方设有活性炭。
作为本发明智能除臭装置的优选实施方式，除臭塔的出风口通过排风管道连接有离心风机。
作为本发明智能除臭装置的优选实施方式，所述喷淋单元包括多个喷嘴，所述喷嘴为文丘里喷嘴。
实施本发明的实施例，具有如下有益效果：
本发明通过结合光解单元与除臭塔实现臭气的除臭，其中光解单元利用紫外线光解除臭，除臭塔内设有生物除臭和植物除臭，通过生物除臭液内的有益细菌实现除臭，有益细菌以臭味分子或产生臭味的有机化学物质为食，或者以食物竞争的种群优势来淘汰产生臭味的细菌，从而实现生物除臭，经过生物除臭后的臭气再通过植物配药间的臭气中和液进行中和除臭，可以进一步实现除臭，实现充分除臭的功效，从而达到臭气的排放标准。本发明的臭气中和液中会产生活性酶，活性酶会随着臭气中和液通过喷淋装置向下排放进入到储液槽内，活性酶对储液槽内的有益细菌起到快速增长的催化作用，并且活性酶自身并不会受到影响，可见生物除臭和植物除臭起到相互辅佐的作用。另外，本发明的有益细菌在生长的过程中会产生乙醇、乳酸及其他抗生物质，能有效抑制蝇蛆的生长，打乱昆虫的变态过程，从而抑制了苍蝇的生长繁殖，同时，臭气中和液还能充当一种自然的荷尔蒙，可以干扰苍蝇的正常荷尔蒙功能，使整个苍蝇家族因新陈代谢紊乱而死亡消失，由于垃圾恶臭的消除，外来苍蝇的数量也大大减少，可以抑制苍蝇的总量，提高环境质量。
附图说明
图1是本发明智能除臭装置的方框示意图；
图2是本发明智能除臭装置的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。
参见附图1和附图2，本发明公开了一种智能除臭装置，包括光解单元4、除臭塔1和控制单元5，所述光解单元4与除臭塔1连通；所述除臭塔1从下向上依次设有储液槽11、填料区12和喷淋单元13，所述储液槽连11接有生物配药间2，所述生物配药间2用于向储液槽提供含有有益细菌的生物除臭液，所述喷淋单元13连接有植物配药间3，所述植物配药间3用于向喷淋单元13提供臭气中和液；所述控制单元5采集进入光解单元4的臭气的参数，控制单元5根据采集的参数控制光解单元4和除臭塔1工作。本发明的臭气中和液中含有活性酶，活性酶用于加快有益细菌的生长速度。本发明所述喷淋单元13包括多个喷嘴131，所述喷嘴131为文丘里喷嘴，喷嘴131优选呈圆形均匀布置或直线均匀布置，使得喷出的植物药液可以均匀的分布于除臭塔1内并均匀的进入到填料区12内，所述除臭塔1优选为空心的圆柱体，当除臭塔1为圆柱体时，喷嘴131对应呈圆形均匀布置。
参见图1所示，本发明通过控制单元5实现自动化精确控制，具体的，所述控制单元5采集臭气的温度、湿度、浓度和成分，控制单元5根据采集的参数控制光解单元4的光解参数（例如对应光解的波长选择）、生物配药间2供给到储液槽11的生物除臭液的量以及生物除臭液中有益细菌的浓度、植物配药间3供给到喷淋单元13的臭气中和液的量及其浓度，对应的，控制单元5会控制臭气的的进入量，光解单元4以及除臭塔5也会对控制单元进行反馈，控制单元5通过对进入除臭装置的臭气进行分析，从而实现精确控制，在满足除臭的基础上实现成本最低化，以免浪费除臭资源，控制单元5还可以实现自动补水加药、自动喷淋等。所述控制单元5优选设有扩展接口，所述扩展接口5与云数据库相连，云数据库连接有其他中转站气味控制系统以及其他工厂气味控系统，云数据库对数据进行积累和分享，对各个不同来源的数据以及历史数据进行比对，并做出智能分析、分级评分，可以作为城市管理的依据。
所述光解单元4包括壳体44，壳体44为方形结构，所述壳体44内设有多组紫外线放电管43，紫外线放电管43呈栅格状、横向或者竖向均匀布置于壳体44内，所述光解机构4的进气口41和/或出气口42设有过滤网，通过过滤网实现对进出的臭气进行除尘等功能。本发明的除臭装置设有一个或者多个吸风口，如附图中的吸风口a和吸风口b，通过吸风机对各处的臭气以及废气通过吸风口吸入，并通过进气口41进入到除臭装置内。
本发明通过紫外线放电管43放射高能高臭氧紫外线光束，通过紫外线光束照射臭气并使之进行降解，具体的工作原理如下所述。
首先，利用高能高臭氧UV紫外线光束分解空气中的氧分子产生游离氧，因游离氧所携正负电子不平衡所以需与氧分子结合，进而产生臭氧，其反应过程为：UV+O2→O-+O*（游离氧），O*（游离氧）+O2→O3（臭氧），所产生的臭氧对有机物具有极强的氧化作用，对臭气及其它刺激性异味有立竿见影的清除效果。随后，光解单元运用高能高臭氧紫外线光束及臭氧对臭气进行的协同分解氧化反应，使臭气物质降解转化成低分子化合物、水和二氧化碳。同时，光解单元中的高能高臭氧UV紫外线光束会对臭气中细菌的分子链进行裂解，破坏细菌的核酸（DNA），再通过臭氧进行氧化反应。本发明的光解单元可以裂解恶臭气体的分子链结构，例如氨、三甲胺、硫化氢、甲硫醚、二甲二硫、二硫化碳和苯乙烯，VOC类、苯、甲苯、二甲苯等，使这些有机或无机高分子臭气化合物分子链在紫外线光束照射下，降解转变低分子化合物，如CO2、H2O等，从而实现第一步的除臭，在除臭的同时还可以杀灭臭气中的细菌。
本发明中的光解单元采用了64组150W/VH大功率高能紫外线放电管，其属于低压水银放电管，发出的紫外线波长为170nm和184.9nm，光子的能量分别为742KJ/mol和647KJ/mol，通过此紫外线放电管发出的光子能比臭气物质的结合能力强，可以有效的裂解切断臭气物质分子的分子链，从而达到除臭除菌的效果，下表1为部分化学分子链的结合能，从表1中可以看出，大多数化学物质的分子结合能比170nm以及184.9nm波长紫外线的光子能量低，采用本发明紫外线放电管的光解单元能够分解除碳、钙、金属外的大多数化学物质，本发明选择170nm和184.9nm波长的紫外放电管，在实现裂解臭气分子的同时使得能源利用率提高，达到节能的目的。
结合形式 结合能（KJ/mol） 结合形式 结合能（KJ/mol）
H-H 436.2 C-H 413.6
H-C 347.9 C-F 441.2
C-C 607.0 C-N 291.2
C=C 828.8 C=N 791.2
S-H 339.1 C-O 351.6
S-S 268.0 C=O 724.2
O=O 490.6 O-H 463.0
表1部分化学分子链的结合能
下表2列举了几种常见臭气化学性质及其裂解氧化转换表
部分臭气种类 状态 分子链 裂解后的物质
氨（NH3） 刺激气味，无色气体 H-N H2O、N2
硫化氢（H2S） 有臭鸡蛋味，无色气味 H-S H2O、
三甲胺 （C3H9N） 无色气体，有鱼腥恶臭 C-H、C-N H2O、N2、CO2
苯酚 （C6H5OH） 常温下为一种无色或白色晶体，有特殊芳香气味 C=C、C-H、C-O H2O、CO2
苯（C6H6） 常温下为一种无色，有甜味的透明液体，并具有强烈的方向气味 C=C、C=H H2O、CO2
甲苯（C7H8） 常温下为清澈的无色液体，具有类似苯的方向气味 C=C、C-H、C-C H2O、CO2
二甲苯（C6H4(CH3)2） 常温下为无色液体，具有类似苯的芳香气味 C=C、C-H、C-C H2O、CO2
苯乙烯（C8H8） 无色，有特殊香气的油状液体 C=C、C-H、C-C H2O、CO2
乙酸乙酯（C4H8O2） 无色透明有方向气味的液体 C-H、C-O、C=O、C=C H2O、CO2
甲硫醚（C2H6S） 有难闻的气味 C-C、C-H、C-S H2O、CO2、SO4 2-
甲硫醇（CH4S） 无色气体，有不愉快的气味 C-H、C-S、H-S H2O、CO2、SO4 2-
二甲二硫（C2H6S2） 淡黄色透明液体，有恶臭 S-S、H-S、S-C、C-H H2O、CO2、SO4 2-
乙醛（C2H4O） 无色易流动液体，有刺激性气味 C=C、C-O、C-H H2O、CO2
甲醇（CH3OH） 无色有酒精气味一会发的液体，有毒 C-H、C-O、H-O H2O、CO2
丙烯醛（C3H4O） 无色或淡黄色液体，有恶臭 C=C、C-H、C-O H2O、CO2
苯胺（C6H5NH2） 无色油状液体，有特殊气味 C=C、C-H、N-H、C-C H2O、CO2、N2
表2常见的臭气化学性质及其裂解转换表
以下对臭气污染分子中的裂解转化过程进行列举说明。
H2S的裂解过程为：UVD→H2S=H++H-+S→H+O3→H2O+SO4 2-
CS2的裂解过程为：UVD→CS2=C+O3S-+S++O3→CO2+SO4 2-
苯分子的裂解原理：
根据苯物质结构特性，当采用紫外线光束大于647KJ/mol的分解力去裂解本150kj/mol分子键结合能的时候，因分解能647KJ/mol>150kj/mol结合能，苯环将被轻易打开，形成离子状态的C-C+C-C+C-C+及H-H+H-H+H-H+,并且极易分别与臭氧发生氧化反应，将苯分子（C6H6）最终裂解氧化生成为CO2以及H2O。
根据上述分析可见，紫外线光束将高分子量的臭气化学物质裂解为独立的、呈游离状态的污染物原子，再通过分解空气中的氧气，产生性质活跃的正负阳离子，继而生产臭氧，同时将裂解为独立的、呈游离状态的污染物原子通过臭氧的氧化反应，重新聚合成低分子的化合物，例如水、二氧化碳等。
臭气经过光解单元4光解初步除臭后进入到除臭塔1内，先进行生物除臭，然后进行植物除臭，最后排出。用于生物除臭的生物除臭液排入储液槽11内，所述储液槽11设于除臭塔1的底部，所述储液槽11和填料区12之间设有进风口14，所述除臭塔1的顶部设有出风口15，除臭塔1的出风口15通过排风管道17连接有离心风机16，通过离心风机16抽出经过除臭的达标气体，臭气由除臭塔1的下方向上流动，所述喷淋单元13向下喷出臭气中和液，臭气流动方向和喷淋方向相向，可以在除臭塔内实现文丘里效应，从而使得臭气分子与臭气中和液以及生物除臭液有效的结合在一起。为了使得臭气得到进一步地除臭，所述出风口15下方设有活性炭18，通过活性炭18吸附臭气中的臭味分子，防止逃逸的臭气分子进入到空气中，由于进入到活性炭的臭气已经经过除臭，所以此处的活性炭的利用率很高，无需经常更换即可实现其功能，所述除臭塔1的顶部设有除雾装置，降低除臭塔内的雾气。
所述生物配药间2包括相连接的进水电磁阀21和生物液自动配药间22，所述生物液自动配药间22与储液槽11连通，生物液自动配药间22通过管道23与储液槽11连通，将相应的生物药液排入到储液槽11内，所述储液槽11连接有排液管24，所述排液管24上安装有排液电磁阀25，通过电磁阀25打开或者关闭排液管24，从而实现储液槽11内的液体排放，并且排出的液体还可以进行二次利用。所述植物配药间3包括依次连接的进水电磁阀31、植物液自动配药间32、药液池33、过滤器34和高压泵35，所述高压泵35和喷淋装置13连接，通过过滤器34对进入到除臭塔1内的植物药液进行过滤，本发明的除臭中和液内含有的活性酶通过喷淋装置13部分进入到储液槽内，可以加快储液槽11内的有益细菌生长速度。
本发明的生物除臭技术是依赖于有益细菌和活性生物酶和共同作用来达到除臭的目的。
有益细菌是微小的肉眼不见的生命组织，它的数量的倍增非常快。如果温度，湿度，食物合适的情况，它们的单个细胞一般在20分钟完成一次分裂，形成两个细胞，这样在8个小时内，这一个单个细胞就指数倍地增长为近一千七百万个新细胞，可见之数量增长之快。本发明的生物除臭技术正是利用有益细菌的这种分裂速度，并且在有益细菌自身产生的催化酶的帮助下，使有益细菌达到迅速的生长，来达到臭味控制的目的，催化酶帮助分解食物源，使之成为较小的化学物质，以便于同化吸收，具体的，有益细菌的生长要么以臭味分子或产生臭味的有机无机化学物质为食，要么以食物竞争的种群优势来淘汰产生臭味的细菌。另外，由植物提取出的臭气中和液内含的活性酶对有益细菌作进一步的催化生长，活性酶能立即给有益细菌提供降解产生臭味的化学物质的化学反应所需的酶，帮助有益微生物大大缩短生长的停滞期，使其在短期内（几小时到一天）形成种群优势和食物竞争优势，从而有效抑制腐败菌如硫化氢还原菌（SRB）的腐败分解而转向发酵型分解，同时，由于活性酶的作用，大大缩短发酵中间产物的流失，例如挥发有机酸和氨气等臭味分子，使它们充分被微生物食物链中的下级细菌消化，如细菌及酶利用有机酸类物质和中间产物，对N、S氧化物及其它有机物进行水解和降解吸收及固定。另外，各种酶的催化特点还在于加速化学反应时，它们自已在反应过程中保持不变，可以重复利用。本发明的生物除臭结合臭气中和液会随着有益细菌的增长而不断倍增，使之持久而稳定。本发明的有益细菌是通过驯化、扩增、筛选和克隆纯化等一系列的生物工程技术所培养提炼出来的。
经过生物除臭后对逃逸的臭气进行植物除臭，本发明的植物除臭产品是利用多种植物提取液的弱酸弱碱或两性有机酸（即臭气中和液）的特性来中和臭味分子，使之成为无害无味的不溶解性的盐，或者与它们离子化地结合，使它们从水介质中沉降洗出，臭气中和液内含有中和剂。中和反应能发生在广泛的空气温度条件，使得在极大部分的现场条件都能产生良好的臭味控制的效果。
臭气的植物除臭可以选用美国NewWasteConcepts,Inc环保集团的中尉植物除臭剂或者中士植物除臭剂，中尉植物除臭剂对碱性臭味物质特别有效，如闻起来象粪臭的臭味，氨气，丁胺，和其它有毒胺类，消除它们的毒性和臭味替力，中士植物除臭剂为顶级植物臭味中和剂，其内的天然植物提取物有快速中和缓解控制臭味的功效，与水混和后，所提供的臭味控制效果能持续几天，并且，其特殊的天然植物提取物和其它的化学物质，对硫化氢气有抑制作用，因为它能用它产生对硫还原细菌的毒性来解开打断硫还原细菌新陈代谢过程中的电子转移链，当这个新陈代谢路径被破坏，硫还原细菌就没法把硫化物还原成硫化氢气体。
需要说明的是，市场上很多通过遮蔽剂的方法表面消除臭味，臭味遮蔽只是一种臭味代替另一种臭味，有害的臭味分子仍然存在，这时，不但达不到除臭的效果，还会导致过多吸食有害的气体，对人体的危害更为严重。
本发明的除臭装置是专门针对高浓度恶臭气体及工业废气，通过自动控制系统对废气的温度、湿度、浓度、成分等进行设置或者传感监控，进而自动调整光解氧化系统的各项参数，测控生物除臭液的浓度，以降低能耗，延长核心部件的使用寿命，同时又达到光解对未完全处理的臭气分子的二次降解的最佳处理效果。
本发明的除臭装置具有以下几点工艺优势：
1.紫外线光束光解能高效去除挥发性有机物、无机物、硫化物、氮化物等主要污染物以及各种恶臭气体；
2.本发明的除臭装置的工作环境的温度为30~80℃，PH值为3~11，此范围的温度和酸碱度很容易实现，不需要对装置进行特殊的环境处理；
3.本发明的生物除臭液和臭气中和液使用一段时间后，只需排放部分循环液，增加新药液，整个过程全自动控制，运行成本低，本装置无需专人管理和日常维护，只需作定期检查，本装置能耗低，每处理废气量1000立方米/小时，光解耗电约0.2度。
本发明通过结合光解单元与除臭塔实现臭气的除臭，其中光解单元利用紫外线光解除臭，除臭塔内设有生物除臭和植物除臭，通过生物除臭液内的有益细菌实现除臭，有益细菌以臭味分子或产生臭味的有机化学物质为食，或者以食物竞争的种群优势来淘汰产生臭味的细菌，从而实现生物除臭，经过生物除臭后的臭气再通过植物配药间的臭气中和液进行中和除臭，可以进一步实现除臭，实现充分除臭的功效，从而达到臭气的排放标准。本发明的臭气中和液中会产生活性酶，活性酶会随着臭气中和液通过喷淋装置向下排放进入到储液槽内，活性酶对储液槽内的有益细菌起到快速增长的催化作用，并且活性酶自身并不会受到影响，可见生物除臭和植物除臭起到相互辅佐的作用。另外，本发明的有益细菌在生长的过程中会产生乙醇、乳酸及其他抗生物质，能有效抑制蝇蛆的生长，打乱昆虫的变态过程，从而抑制了苍蝇的生长繁殖，同时，臭气中和液还能充当一种自然的荷尔蒙，可以干扰苍蝇的正常荷尔蒙功能，使整个苍蝇家族因新陈代谢紊乱而死亡消失，由于垃圾恶臭的消除，外来苍蝇的数量也大大减少，可以抑制苍蝇的总量，提高环境质量。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种智能除臭装置，其特征在于，包括光解单元、除臭塔和控制单元，所述光解单元与除臭塔连通；
所述除臭塔从下向上依次设有储液槽、填料区和喷淋单元，所述储液槽连接有生物配药间，所述生物配药间用于向储液槽提供含有有益细菌的生物除臭液，所述喷淋单元连接有植物配药间，所述植物配药间用于向喷淋单元提供臭气中和液；
所述控制单元采集进入光解单元的臭气的参数，控制单元根据采集的参数控制光解单元和除臭塔工作。
2.根据权利要求1所述的智能除臭装置，其特征在于，臭气中和液中含有活性酶，活性酶用于加快有益细菌的生长速度。
3.根据权利要求1所述的智能除臭装置，其特征在于，所述控制单元采集臭气的温度、湿度、浓度和成分。
4.根据权利要求3所述的智能除臭装置，其特征在于，控制单元根据采集的参数控制光解单元的光解参数、生物配药间供给到储液槽的生物除臭液的量以及生物除臭液中有益细菌的浓度、植物配药间供给到喷淋单元的臭气中和液的量及其浓度。
5.根据权利要求1至4任一项所述的智能除臭装置，其特征在于，所述控制单元设有扩展接口，所述扩展接口与云数据库相连。
6.根据权利要求1所述的智能除臭装置，其特征在于，所述光解单元包括壳体，所述壳体内设有多组紫外线放电管。
7.根据权利要求1所述的智能除臭装置，其特征在于，所述储液槽设于除臭塔的底部，所述储液槽和填料区之间设有进风口，所述除臭塔的顶部设有出风口，臭气由除臭塔的下方向上流动，所述喷淋单元向下喷出臭气中和液。
8.根据权利要求7所述的智能除臭装置，其特征在于，所述出风口下方设有活性炭。
9.根据权利要求7所述的智能除臭装置，其特征在于，除臭塔的出风口通过排风管道连接有离心风机。
10.根据权利要求1所述的智能除臭装置，其特征在于，所述喷淋单元包括多个喷嘴，所述喷嘴为文丘里喷嘴。
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