CN106285765B - 一种隧道空气净化系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种隧道空气净化系统，至少包括：小颗粒降尘子系统(1)、污染气体净化子系统(2)、污水处理子系统(3)、控制系统(4)；所述小颗粒降尘子系统(1)用于向隧道中喷洒细水雾以沉降空气中的细小粉尘，所述污染气体净化子系统(2)安装在隧道风井内，用于净化隧道排风中的污染物，所述污水处理子系统(3)用于接收所述污染气体净化子系统(2)产生的污水，并对其进行净化处理。本发明结合了细水雾除尘及生物净化法，使得隧道内的颗粒物沉降和气体净化得以兼顾，隧道行车环境将得到极大的改善。
Description
技术领域
本发明涉及一种空气净化系统，特别是涉及一种隧道空气净化系统。
背景技术
道路隧道是一个只有两端与外界连通的近乎封闭的管道系统。受隧道结构形式的限制，车辆在行驶过程中产生的污染物及有毒有害气体易积聚，如得不到及时有效的处理排放，将势必会严重影响到驾乘人员的行车安全和身体健康。
机动车尾气排放是道路隧道内最主要的空气污染源，其中包括CO、NOx、碳氢化合物(HC)等有毒有害气体以及可吸入颗粒物(PM)。隧道内对污染空气的处理主要包括颗粒物沉降和有毒有害气体净化两个部分。
隧道颗粒物沉降技术主要有静电除尘、布袋过滤、细水雾除尘等。隧道气体净化技术主要有土壤净化法、光催化法、吸收法、吸附法、微生物净化法等。由于各方法在实施中既有其优点也存在一定的局限性，现有技术中往往采用单一的净化技术难以实现隧道内颗粒物沉降与气体净化的双重效果，如何更有效的更合理的将相关技术进行合理的结合设计以实现隧道空气的净化成为如今需要解决的问题。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种隧道空气净化系统，用于解决现有技术中单一净化技术无法满足隧道内颗粒物沉降以及气体净化双重效果的问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种隧道空气净化系统，至少包括：小颗粒降尘子系统、污染气体净化子系统、污水处理子系统、控制系统；所述小颗粒降尘子系统用于向隧道中喷洒细水雾以沉降空气中的细小粉尘，所述污染气体净化子系统安装在隧道风井内，用于净化隧道排风中的污染物，所述污水处理子系统用于接收所述污染气体净化子系统产生的污水，并对其进行净化处理。
优选地，所述隧道排风中的污染物包括颗粒物、NOx、SOx。
优选地，所述小颗粒降尘子系统包括安装在隧道边侧的第一细水雾喷头。
优选地，所述污染气体净化子系统包括安装在隧道风井侧壁的第二细水雾喷头。
优选地，所述隧道空气净化系统还包括蓄水池，所述污水处理子系统的出水口与所述第一细水雾喷头以及所述蓄水池连接，所述蓄水池的出水口与所述第二细水雾喷头连接。
优选地，所述污水处理子系统为微生物净化系统。
优选地，所述隧道空气净化系统还包括安装在隧道口的大颗粒落灰子系统，用于抖落并收集车辆上的大颗粒物。
优选地，所述大颗粒落灰子系统包括安装于隧道口的减速带、设置在相邻两条减速带之间的落灰通孔以及设置在所述落灰通孔下方的落灰槽。
优选地，所述控制系统包括主机、第一控制阀、环境监测仪，所述环境监测仪安装于隧道的侧壁，用于监测隧道内的环境指标，并将所监测到的指标数据发送给所述主机，所述主机用于接收所述环境监测仪监测到的指标数据并对其进行分析判断后向所述第一控制阀发出开启或关闭的指令，所述第一控制阀连接于所述小颗粒降尘子系统。
优选地，所述隧道空气净化系统还包括消防喷头，所述控制系统还包括第二控制阀、光纤光栅探测单元，所述光纤光栅探测单元安装于隧道内，用于监测隧道内的消防指标，并将监测到的消防指标发送给所述主机，所述主机接收所述消防指标并对其进行分析判断后向所述第二控制阀发出开启或关闭的指令，所述第二控制阀连接于所述消防喷头，用于控制所述消防喷头的开启与关闭。
如上所述，本发明的一种隧道空气净化系统，具有以下有益效果：
1、细水雾净化及污水处理的合理性结合，使得隧道内的颗粒物沉降和气体净化得以兼顾，隧道行车环境将得到极大的改善；
2、隧道口落灰系统可将行车轮胎及底盘上的大颗粒砂石、泥土等抖落，以尽可能保证大颗粒物甚至小颗粒不进入隧道内，为隧道内进一步的空气净化提供方便；
3、小颗粒降尘子系统主要起增湿抑尘作用，其可有效防止细小粉尘扬起；
4、污染气体净化子系统是控制隧道内气体排放质量的最后一道关口，其通过细水雾防线降尘，并通过撞击、结合、吸附等作用沉降或转化NOx、SOx等有害组分，为微生物净化系统的后续处理提供条件。
5、污水处理子系统是系统水循环的关键，其收集由风井处沉降的污水，利用微生物对其进行处理，得到净水，将污水处理系统的出水作为细水雾净化系统的循环水源或存储以备消防等紧急情况，可大大节省资源；
6、环境监测仪以及光纤光栅探测单元可实现不同工况的监测，进而能够根据不同工况实现不同操作系统的智能、快捷、方便的运行。
附图说明
图1显示为本发明的隧道空气净化系统连接关系示意图。
图2显示为本发明的隧道空气净化系统结构示意图。
图3显示为本发明的隧道空气净化系统的小颗粒降尘子系统工作示意图。
图4显示为本发明的隧道空气净化系统的小颗粒降尘子系统暂停工作示意图。
图5显示为本发明的隧道空气净化系统的第二细水雾喷头布置示意图。
图6显示为本发明的隧道空气净化系统的大颗粒落灰子系统俯视示意图。
图7显示为本发明的隧道空气净化系统的大颗粒落灰子系统侧视示意图。
元件标号说明
1 小颗粒降尘子系统
11 第一细水雾喷头
2 污染气体净化子系统
21 第二细水雾喷头
22 滤网
3 污水处理子系统
4 控制系统
41 主机
42 第一控制阀
43 环境监测仪
44 第二控制阀
45 光纤光缆探测单元
5 蓄水池
6 大颗粒落灰子系统
61 减速带
62 落灰通孔
63 落灰槽
7 消防喷头
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
请参阅图1至图7。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
本发明提供一种隧道空气净化系统，甄取了细水雾除尘和微生物反应两种方法，细水雾除尘使含尘气体与水密切接触，利用水滴和颗粒的惯性碰撞及其他作用捕集颗粒或使其粒径增大得以沉降，微生物反应是利用微生物的生命活动将有害物质转化为简单无害的无机物及微生物的细胞质，本发明将这两种方法加以结合，旨在构架一个以水为主体的循环除尘体系，全面提升隧道对污染气体的净化能力。
如图1所示，隧道空气净化系统至少包括：小颗粒降尘子系统1、污染气体净化子系统2、污水处理子系统3、控制系统4；小颗粒降尘子系统1用于向隧道中喷洒细水雾以沉降空气中的细小粉尘，污染气体净化子系统2安装在隧道风井内，用于净化隧道排风中的污染物，污水处理子系统3用于接收污染气体净化子系统2产生的污水，并对其进行净化处理。
其中，如图2-图4所示，小颗粒降尘子系统1包括安装在隧道边侧的第一细水雾喷头11。第一细水雾喷头11可以为多个，沿隧道的单侧或双侧等间隔设置，其布置个数及位置可根据隧道长短、断面尺寸等进行确定。由此，通过第一细水雾喷头11向隧道中喷洒细水雾可有效沉降空气中的细小粉尘，并且此系统对整个隧道产生的增湿作用，也可有效的防止隧道中细小粉尘的扬起。控制系统4包括主机41、第一控制阀42、环境监测仪43，环境监测仪43安装于隧道的侧壁，用于监测隧道内的环境指标，并将所监测到的指标数据发送给主机41，主机41用于接收环境监测仪43监测到的指标数据并对其进行分析判断后向第一控制阀42发出开启或关闭的指令，第一控制阀42连接于小颗粒降尘子系统1。第一控制阀42可为多个，且分别与第一细水雾喷头11一一连接，用于实现对各第一细水雾喷头的功能控制，由此，每个喷头由相互独立的控制阀控制。在主机41的指令下，各第一细水雾喷头可独立工作互不影响。当然，根据实际的需要，第一细水雾喷头的工作状态也可由独立工作变为分组调控，或整体调控。隧道内安装的环境监测仪43，可实现对隧道内的温度、湿度、PM2.5颗粒物浓度等多项指标的监测，也可根据实际情况或相关条令对其中的某一项指标进行监测，并兼备图像识别及声音感知功能。主机41接收环境监测仪43采集的各指标数据，对其进行一定的处理分析，并以此为依据对第一控制阀42发出指令，主机由温度、湿度、PM2.5颗粒物浓度等指标综合判定隧道内环境情况或由单一指标判定，在判定为“不满足环境标准要求”时发出“开启”指令，第一控制阀42打开，第一细水雾喷头11进入工作状态；环境监测仪43实时采集数据予以更新，并将喷头11的工作情况反馈给主机41，主机41获取更新信息后对隧道内环境重新进行判定，在判定为“满足环境标准要求”时关闭第一控制阀42。此外，第一控制阀42除具有开启或关闭的功能外，还可以具有在主机41的指令下调节出水量、调控喷水模式的功能。
因隧道内行车环境本不理想，故有行车驶过时，第一细水雾喷头应暂停工作，以防水雾影响到驾驶员视线。环境监测仪43还带有图像识别和声音感知功能，当然，可单独安装摄像头及声音传感器以分别实现图像识别和声音感知功能，通过环境监测仪43获取隧道中的图像以及声音信息，并将其传送给主机41，主机41对此信息进行处理分析，当判断为“有行车通过”时，将发出“暂停”指令临时关闭第一控制阀42，保证驾驶员不受影响，“暂停”指令的优先级高于“开启”指令。行车驶过第一细水雾喷头暂停工作示意图如图4所示。
如图2、图5所示，污染气体净化子系统2包括安装在隧道风井侧壁的第二细水雾喷头21。污染气体净化子系统2采用细水雾净化技术净化隧道排风中的污染物，由于隧道排风中的污染物较为复杂，包括颗粒物、NOx、SOx等，通过第二细水雾喷头21向风井排风口喷洒细水雾，一方面起到增湿降尘的作用，另一方面水滴与有毒有害气体通过撞击、结合、吸附等作用沉降或转化NOx、SOx等有害成分，为后续的进一步对产生的污水进行处理提供条件。第二细水雾喷头21可为多个，如图2所示，风井处布有上下两层第二细水雾喷头21，其间以滤网22分隔。如图5所示，其个数、分布层数等布置情况可根据风井的形状、大小等进行调整，以对称分布为宜。如图2所示，污水处理子系统3收集风井处沉降的污水，并对其进行净化处理，污水处理子系统3为微生物净化系统，其具体结构可根据需要采用现有技术中的设计方法设计，其具备污水收集、污水净化处理功能，可根据其功能需要设置集水池、微生物反应池等结构，其中，微生物反应池所具有的净化过程包括颗粒物净化以及通过将SOx、NOx作为硫源、氮源实现脱硫脱硝的有害物净化两部分。污水处理子系统3的出水口与第一细水雾喷头11连接，以实现将处理后的净化水重新作为各喷头水源，实现循环利用。同时，还设置蓄水池5，污水处理子系统3的出水口还与蓄水池5连接，以实现对污水处理子系统3出水的储存；蓄水池5的出水口与第二细水雾喷头21连接，用于向第二细水雾喷头21供水。污染气体净化子系统2可进行不间断工作，以保障隧道空气净化效果。
如图2、图6-图7所示，隧道空气净化系统还包括安装在隧道口的大颗粒落灰子系统6，用于抖落并收集车辆上的大颗粒物。大颗粒落灰子系统6包括安装于隧道口的减速带61、设置在相邻两条减速带61之间的落灰通孔62以及设置在落灰通孔62下方的落灰槽63。如图6所示，在隧道口处安装减速带61，减速带61三条为一组，每两条间布有落灰通孔62，其与落灰槽63连通。当行车减速驶过，布在车胎及底盘上的大颗粒灰尘抖动掉落，通过落灰通孔62散入落灰槽63内。落灰槽63可人为定期更换，也可与净水管道相连，以实现自洁。大颗粒落灰子系统6可将行车轮胎及底盘上的大颗粒砂石、泥土等抖落，以尽可能保证大颗粒物不进入隧道内，为隧道内的清洁提供方便。
如图1-图2所示，隧道空气净化系统还包括消防喷头7，控制系统4还包括第二控制阀44、光纤光栅探测单元45，光纤光栅探测单元45安装于隧道内，用于监测隧道内的消防指标，并将监测到的消防指标发送给主机41，主机41接收消防指标并对其进行分析判断后向第二控制阀44发出开启或关闭的指令，第二控制阀44连接于消防喷头7，用于控制消防喷头7的开启与关闭。消防喷头7可由蓄水池5供水以备消防紧急情况使用，主机41可根据需要在消防工况下关闭向第一细水雾喷头的供水，以利于集中向消防喷头7供水以满足紧急需求。由此，隧道中可同时实现消防监控，以应对突发情况，避免不必要的损失。
由此，本发明中，由小颗粒降尘子系统1、污染气体净化子系统2、污水处理子系统3、控制系统4、蓄水池5、隧道口大颗粒落灰子系统6、消防喷头7中的部分或全部所构建的隧道空气净化系统，合理的结合了细水雾除尘及生物净化法，使得隧道内的颗粒物沉降和气体净化得以兼顾，隧道行车环境将得到极大的改善。
综上所述，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (8)
1.一种隧道空气净化系统，其特征在于，所述隧道空气净化系统至少包括：小颗粒降尘子系统（1）、污染气体净化子系统（2）、污水处理子系统（3）、控制系统（4）；所述小颗粒降尘子系统（1）用于向隧道中喷洒细水雾以沉降空气中的细小粉尘，所述污染气体净化子系统（2）安装在隧道风井内，用于净化隧道排风中的污染物，所述污水处理子系统（3）用于接收所述污染气体净化子系统（2）产生的污水，并对其进行净化处理，所述控制系统（4）包括主机（41）、第一控制阀（42）、环境监测仪（43），所述环境监测仪（43）安装于隧道的侧壁，用于监测隧道内的环境指标，并将所监测到的指标数据发送给所述主机（41），所述主机（41）用于接收所述环境监测仪（43）监测到的指标数据并对其进行分析判断后向所述第一控制阀（42）发出开启或关闭的指令，所述第一控制阀（42）连接于所述小颗粒降尘子系统（1），所述隧道空气净化系统还包括消防喷头（7），所述控制系统（4）还包括第二控制阀（44）、光纤光栅探测单元（45），所述光纤光栅探测单元（45）安装于隧道内，用于监测隧道内的消防指标，并将监测到的消防指标发送给所述主机（41），所述主机（41）接收所述消防指标并对其进行分析判断后向所述第二控制阀（44）发出开启或关闭的指令，所述第二控制阀（44）连接于所述消防喷头（7），用于控制所述消防喷头（7）的开启与关闭。
2.根据权利要求1所述的隧道空气净化系统，其特征在于：所述隧道排风中的污染物包括颗粒物、NOx、SOx。
3.根据权利要求1所述的隧道空气净化系统，其特征在于：所述小颗粒降尘子系统（1）包括安装在隧道边侧的第一细水雾喷头（11）。
4.根据权利要求3所述的隧道空气净化系统，其特征在于：所述污染气体净化子系统（2）包括安装在隧道风井侧壁的第二细水雾喷头（21）。
5.根据权利要求4所述的隧道空气净化系统，其特征在于：所述隧道空气净化系统还包括蓄水池（5），所述污水处理子系统（3）的出水口与所述第一细水雾喷头（11）以及所述蓄水池（5）连接，所述蓄水池（5）的出水口与所述第二细水雾喷头（21）连接。
6.根据权利要求1所述的隧道空气净化系统，其特征在于：所述污水处理子系统（3）为微生物净化系统。
7.根据权利要求1所述的隧道空气净化系统，其特征在于：所述隧道空气净化系统还包括安装在隧道口的大颗粒落灰子系统（6），用于抖落并收集车辆上的大颗粒物。
8.根据权利要求7所述的隧道空气净化系统，其特征在于：所述大颗粒落灰子系统（6）包括安装于隧道口的减速带（61）、设置在相邻两条减速带（61）之间的落灰通孔（62）以及设置在所述落灰通孔（62）下方的落灰槽（63）。
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