CN114405219A - 一种基于半监督学习的大气污染物治理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及大气污染治理技术领域，且公开了一种基于半监督学习的大气污染物治理方法，包括以下步骤：S1，收集物联网的环保数据；S2，在工厂相关污染物排放点进行冷凝回收大气污染有机物步骤；S3，采用气体吸附法处理有害气体污染物，S4，在高浓度小风量的地区使用直接燃烧废气法；S5，对路面汽车尾气治理，选取主要交通路段，在其两侧人行道及绿化带通过人工作业方式喷洒光触媒材料，在道路沿线消除汽车尾气中的NOx；S6，完善城市绿化，发展植物净化。本发明具备相较于传统的降尘净化，通过喷洒光触媒对有害气体进行光和反应进而催化氧化反应，且方便在建筑物上喷洒，不限于道路，比较便捷，适用性强的有益效果。
Description
技术领域
本发明涉及大气污染物治理技术领域，具体为一种基于半监督学习的大气污染物治理方法。
背景技术
半监督学习是模式识别和机器学习领域研究的重点问题，是监督学习与无监督学习相结合的一种学习方法。半监督学习使用大量的未标记数据，以及同时使用标记数据，来进行模式识别工作。
随着人类经济活动和生产的迅速发展，在大量消耗能源的同时，同时也将大量的废气、烟尘物质排入大气，严重影响了大气环境的质量，特别是在人口稠密的城市和工业区域。
大气中分为一次污染物和二次污染物，一次污染物是指直接从污染源排放的污染物质，二次污染物是指由一次污染物在大气中互相作用经化学反应或光化学反应形成的与一次污染物的物理、化学性质完全不同的新的大气污染物，其毒性比一次污染物还强。
目前工厂污染、汽车尾气中占据大气污染物的重要成分，比如在工业园区附近，周边居民受到影响显著，其次道路上的汽车机动车的保有量迅速增加，机动车的尾气排放物是有毒的，有一氧化碳、碳氢化合物等，给大气环境造成严重污染。现有采取的是对道路路面进行喷水进行作业，但是，喷洒的水分一定会蒸发，而水分蒸发后，汽车尾气中的有害物质会再次回到空气中。
发明内容
本发明提供了一种基于半监督学习的大气污染物治理方法，具备相较于传统的降尘净化，通过喷洒光触媒对有害气体光和反应进而催化氧化反应转换，和传统洒水车降尘在地表面吸附原理不同，且方便在建筑物上喷洒，不限于道路，比较便捷，适用性强的有益效果，解决了上述背景技术中所提到现有采取的是对道路路面进行喷水进行作业，但是，喷洒的水分一定会蒸发，而水分蒸发后，汽车尾气中的有害物质会再次回到空气中的问题。
本发明提供如下技术方案：一种基于半监督学习的大气污染物治理方法，包括以下步骤：S1，收集物联网的环保数据，物联网中的气象监测装置、空气检测装置和废气排放检测装置中得到数据气体流动数据、污染物成分数据和大气污染物排放点数据；
S2，在工厂相关污染物排放点进行冷凝回收大气污染有机物步骤，把有机废气直接导入冷凝器经吸附、吸收、解析、分离，回收有价值的有机物；
S3，采用气体吸附法处理有害气体污染物，利用吸附剂的表面力将有机吸附在吸附剂表面；
S4，在高浓度小风量的地区使用直接燃烧废气法，将混合气体加热，使有害物质在高温下分解为无害物质；
S5，对路面汽车尾气治理，选取主要交通路段，在其两侧人行道及绿化带通过人工作业方式喷洒光触媒材料，在道路沿线消除汽车尾气中的NOx；
S6，完善城市绿化，发展植物净化。
作为本发明所述一种基于半监督学习的大气污染物治理方法的一种可选方案，其中：所述S2步骤中的冷凝回收法的设备使用喷射时接触冷凝器、喷淋塔和气液接触塔任意一种。
作为本发明所述一种基于半监督学习的大气污染物治理方法的一种可选方案，其中：所述S3步骤采用气体吸附法中使用的吸附材料包括活性炭、硅胶、离子交换树脂任意一种吸附材料。
作为本发明所述一种基于半监督学习的大气污染物治理方法的一种可选方案，其中：所述S4步骤中燃烧废弃法通过用风机设备将废弃引入燃烧炉，进行燃烧，所述燃烧炉的燃烧温度在400℃～800℃。
作为本发明所述一种基于半监督学习的大气污染物治理方法的一种可选方案，其中：所述S5步骤中作业频次是每月1～3次；
所述S5步骤中强化治理尾气步骤为：
a)在喷洒光触媒之前，对人行道路提前进行冲洗，路面干透后进行喷洒作业，作业时间选择在白天时段，保证材料喷洒后能够尽快干透成膜，选择喷洒时的区域为光照强度较好的区域；
b)同时以参考点周边建筑物为载体，选取光照强度强，易作业的区域，以人工作业和无人机方式喷洒光触媒，形成区域性的材料膜，增加接触面积，扩大治理效果，作业频次每月1～3次。
作为本发明所述一种基于半监督学习的大气污染物治理方法的一种可选方案，其中：所述光触媒主要成分为复合纳米二氧化钛、纳米银、载流子稳定剂、去离子水、多孔晶体硅介质。
作为本发明所述一种基于半监督学习的大气污染物治理方法的一种可选方案，其中：所述S5步骤中加入净化步骤为：
c)每月采用雾炮车用以在道路上进行抑制PM10及输入性颗粒物，针对局部空间的PM25及输入性颗粒物，以雾化液滴为载体的形式进行喷洒降尘剂，阻断颗粒物扩散；
d)雾炮车内的1吨的水和降尘剂按1:50配比，喷洒在5000M2的道路上。
作为本发明所述一种基于半监督学习的大气污染物治理方法的一种可选方案，其中：所述S6步骤中在道路两旁包括有绿化带植物，所述绿化带植物分为至少3个层次：草皮、矮灌木和吊兰。
作为本发明所述一种基于半监督学习的大气污染物治理方法的一种可选方案，其中：所述草皮、矮灌木和吊兰的间隔为0.2米～0.5米。
作为本发明所述一种基于半监督学习的大气污染物治理方法的一种可选方案，其中：所述绿化带分为长度为3米至20米不等的区间，其间隔0.5米至3米，以促使车流促成空气流动，使含有汽车尾气的下层空气与绿化植物充分接触。
本发明具备以下有益效果：
1、该一种基于半监督学习的大气污染物治理方法，通过空气中的污染物NOx等被吸附在光触媒表面，利用自然光进行催化氧化作用，将大气中的氮氧化物氧化成硝酸根离子，进而表面形成的硝酸根离子会与空气中浮游粉尘所含碱性物质中和，最终达到接近中性的状态，在雨水的冲刷下流落到地表，成为了地表植物的氮源养分，起到对大气污染物防治的作用。
2、该一种基于半监督学习的大气污染物治理方法，相较于相较于传统的降尘净化，通过喷洒光触媒对有害气体光和反应进而催化氧化反应转换，和传统洒水车降尘在地表面吸附原理不同，且方便在建筑物上喷洒，不限于道路，比较便捷，适用性强。
3、该一种基于半监督学习的大气污染物治理方法，通过三层绿化带、草皮、矮灌木和吊兰，对路面上的汽车尾气，空气中的有害气体进行吸附、净化，其中吊兰即使在夜晚，在微弱的光照下也能进行光合作用，吸收路面上的有害气体，起到了净化尾气的作用，绿化带分为长度为3米至20米不等的区间，其间隔0.5米至3米，以促使车流促成空气流动，使含有汽车尾气的下层空气与绿化植物充分接触，减少尾气中有害气体的扩散。
附图说明
图1为本发明结构步骤示意图。
图2为本发明abcd步骤结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
目前工厂污染、汽车尾气中占据大气污染物的重要成分，比如在工业园区附近，周边居民受到影响显著，其次道路上的汽车机动车的保有量迅速增加，机动车的尾气排放物是有毒的，有一氧化碳、碳氢化合物等，给大气环境造成严重污染。现有采取的是对道路路面进行喷水进行作业，但是，喷洒的水分一定会蒸发，而水分蒸发后，汽车尾气中的有害物质会再次回到空气中。
请参阅图1-2，一种基于半监督学习的大气污染物治理方法，包括以下步骤：S1，收集物联网的环保数据，物联网中的气象监测装置、空气检测装置和废弃排放检测装置中得到数据气体流动数据、污染物成分数据和大气污染物排放点数据；
S2，在工厂相关污染物排放点进行冷凝回收大气污染有机物步骤，把有机废气直接导入冷凝器经吸附、吸收、解析、分离，回收有价值的有机物；
S3，采用气体吸附法处理有害气体污染物，利用吸附剂的表面力将有机吸附在吸附剂表面；
S4，在高浓度小风量的地区使用直接燃烧废气法，将混合气体加热，使有害物质在高温下分解为无害物质；
S5，对路面汽车尾气治理，选取主要交通路段，在其两侧人行道及绿化带通过人工作业方式喷洒光触媒材料，在道路沿线消除汽车尾气中的NOx；
S6，完善城市绿化，发展植物净化。
所述S5步骤中强化治理尾气步骤为：
a)在喷洒光触媒之前，对人行道路提前进行冲洗，路面干透后进行喷洒作业，作业时间选择在白天时段，保证材料喷洒后能够尽快干透成膜，选择喷洒时的区域为光照强度较好的区域；
b)同时以参考点周边建筑物为载体，选取光照强度强，易作业的区域，以人工作业和无人机方式喷洒光触媒，形成区域性的材料膜，增加接触面积，扩大治理效果，作业频次每月1～3次。
光触媒中的纳米二氧化钛喷涂与各类建筑外墙表面，则可以利用自然光进行催化氧化反应，将大气中的碳氧化物氧化成硝酸根离子，此类表面形成的硝酸根离子会与空气中浮游粉尘所含碱性物质中和，最终达到接近中性的状态，在雨水的冲刷下流落到地表，成为了地表植物的氮源养分，起到对大气污染物防治的作用；
相较于传统的降尘净化，有害气体是催化氧化反应转换，和降尘在地表面吸附原理不同，且方便在建筑物上喷洒，比较便捷，适用性强。
通过，收集物联网中的气象监测装置、空气检测装置和废弃排放检测装置中得到数据气体流动数据、污染物成分数据和大气污染物排放点数据；
气污染指数(API)是一种反映和评价空气质量的数量尺度方法，就是将常规监测的几种空气污染物浓度简化成为单一的概念性指数数值形式，并分级表征空气污染程度和空气质量状况。目前我国计入空气污染指数的项目暂定为：二氧化硫、氮氧化物和总悬浮颗粒物。
当某种污染物浓度Ci,j≤Ci≤Ci,j+1时，其污染分指数Ii＝[(Ci-Ci,j)/(Ci,Cj+1-Ci,j)]×(Ii,j+1-Ii,j)+Ii,j
式中：Ii第I种污染物的污染分指数；
Ci第I种污染物的浓度值；
Ii,j第I种污染物j十1转折点的污染分项指数值；
Ci,j第j转折点上I种污染物的(对应于Ii,j+1)；
Ci,j+l第j十1转折点上I种污染物(对应于Ii,j+1)浓度值；
各种污染参数的污染分指数都计算出以后，取最大者为该区域或城市的空气污染指数API，API＝max(Il，I2……Ii……In)得到废气有毒气体的污染点后，在相应的污染点通过S2～S4的步骤内的设备安装进行对大气污染物的治理，其中S2～G4中包含冷凝回收法，适用于有机废弃区你浓度高、温度低、风量小的工业园区；
S3中的吸附法通过吸附方式进行吸收，适用于小气量、低浓度的废气，进而吸附废气中的挥发性有机物，起到对是有化工、制药、喷漆、印刷等工业防治；
S4中的燃烧法包含直接燃烧法和间接燃烧法，直接燃烧法，利用燃气或燃油等辅助燃料燃烧，将混合气体加热，使有害物质在高温作用下分解为无害物质；本法工艺简单、投资小，适用于高浓度、小风量的废气；
催化燃烧法，把废气加热经催化燃烧转化成无害无臭的二氧化碳和水；本法起燃温度低、节能、净化率高、操作方便，适用于高温或高浓度的有机废气。
通过S5和S6步骤对路边汽车尾气进行有效防治，进而净化城市的空气，减少大气污染。
实施例2
本实施例是在实施例1的基础上做出的解释说明，具体的，请参阅图1-2，其中：所述S2步骤中的冷凝回收法的设备使用喷射时接触冷凝器、喷淋塔和气液接触塔任意一种。
实施例3
本实施例是在实施例1的基础上做出的解释说明，具体的，请参阅图1-2，其中：所述S3步骤采用气体吸附法中使用的吸附材料包括活性炭、硅胶、离子交换树脂任意一种吸附材料。
实施例4
本实施例是在实施例1的基础上做出的解释说明，具体的，请参阅图1-2，其中：所述S4步骤中燃烧废弃法通过用风机设备将废弃引入燃烧炉，进行燃烧，所述燃烧炉的燃烧温度在400℃～800℃。
实施例5
本实施例是在实施例1的基础上做出的解释说明，具体的，请参阅图1-2，其中：所述S5步骤中作业频次是每月1～3次；
实施例6
本实施例是在实施例1的基础上做出的解释说明，具体的，请参阅图1-2，其中：所述光触媒主要成分为复合纳米二氧化钛、纳米银、载流子稳定剂、去离子水、多孔晶体硅介质。
所述光触媒不仅对紫外线有响应，还能对可见光有响应，在喷洒后对有害物质进行捕捉，在有光的情况下进行催化分解，在24小时不间断工作，在使用中可快速形成纳米膜，具有硬度高、易呈膜、附着力强的特点，达到对汽车尾气中有害物质的净化功效；
实施例7
本实施例是在实施例1的基础上做出的解释说明，具体的，请参阅图1-2，其中：所述S5步骤中加入净化步骤为：
c)每月采用雾炮车用以在道路上进行抑制PM10及输入性颗粒物，针对局部空间的PM25及输入性颗粒物，以雾化液滴为载体的形式进行喷洒降尘剂，阻断颗粒物扩散；
d)雾炮车内的1吨的水和降尘剂按1:50配比，喷洒在5000M2的道路上。
酒水降尘只能抑制PM10。以上的大颗粒扬尘，对于空中的次气溶胶细小颗粒物无明显效果。针对局部空间的PM25及输入性颗粒物，以雾化液滴为载体的形式喷洒降尘剂可有效地降低各种粒径范围的颗粒物的浓度。向空气中喷洒降尘剂，使空气中的细小颗粒物凝结成核，阻断颗粒物的扩散过程，阻止制污染进一步恶化。凝结成核的团聚物进一步吸附更多的颗粒物而增大，发生重力沉降或湿沉降作用，从而达到净化空气的目的。
通过与a和b的光触媒进行光合作用产生氧化反应，进而达到对大气尾气污染物治理的效果；
针对局部空间的PM.及输入性颗粒物，喷洒降尘剂可直接减少污染物的扩散。因此需使用雾炮车喷洒，使用雾炮车喷洒时，将产品按照1:50兑水使用，即一吨水需用一桶，也就是20L进行稀释，每公里使用雾炮车喷洒20L桶原液。使用效果：20L/桶降尘剂按1:50配比，喷洒在5000m°面积上，比洒水抑尘可有效节约90％的用水量。
实施例8
本实施例是在实施例1的基础上做出的解释说明，具体的，请参阅图1-2，其中：所述S6步骤中在道路两旁包括有绿化带植物，所述绿化带植物分为至少3个层次：草皮、矮灌木和吊兰。
其中：所述草皮、矮灌木和吊兰的间隔为0.2米～0.5米.
其中：所述绿化带分为长度为3米至20米不等的区间，其间隔0.5米至3米，以促使车流促成空气流动，使含有汽车尾气的下层空气与绿化植物充分接触。
通过三层绿化带，其中吊兰起到净化尾气的作用，即使在夜晚，在微弱的光照下也能进行光合作用，吸收路面上的有害气体，如：一氧化碳、过氧化氮、甲醛、苯、甲苯等，也能吸收大气中香烟烟雾中的尼古丁；
且吊兰性喜温暖湿润、半阴的环境。它适应性强。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
以上所述仅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，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种基于半监督学习的大气污染物治理方法，其特征在于：包括以下步骤：S1，收集物联网的环保数据，物联网中的气象监测装置、空气检测装置和废气排放检测装置中得到数据气体流动数据、污染物成分数据和大气污染物排放点数据；
S2，在工厂相关污染物排放点进行冷凝回收大气污染有机物步骤，把有机废气直接导入冷凝器经吸附、吸收、解析、分离，回收有价值的有机物；
S3，采用气体吸附法处理有害气体污染物，利用吸附剂的表面力将有机吸附在吸附剂表面；
S4，在高浓度小风量的地区使用直接燃烧废气法，将混合气体加热，使有害物质在高温下分解为无害物质；
S5，对路面汽车尾气治理，选取主要交通路段，在其两侧人行道及绿化带通过人工作业方式喷洒光触媒材料，在道路沿线消除汽车尾气中的NOx；
S6，完善城市绿化，发展植物净化。
2.根据权利要求1所述的一种基于半监督学习的大气污染物治理方法，其特征在于：所述S2步骤中的冷凝回收法的设备使用喷射时接触冷凝器、喷淋塔和气液接触塔任意一种。
3.根据权利要求1所述的一种基于半监督学习的大气污染物治理方法，其特征在于：所述S3步骤采用气体吸附法中使用的吸附材料包括活性炭、硅胶、离子交换树脂任意一种吸附材料。
4.根据权利要求1所述的一种基于半监督学习的大气污染物治理方法，其特征在于：所述S4步骤中燃烧废弃法通过用风机设备将废弃引入燃烧炉，进行燃烧，所述燃烧炉的燃烧温度在400℃～800℃。
5.根据权利要求1所述的一种基于半监督学习的大气污染物治理方法，其特征在于：所述S5步骤中作业频次是每月1～3次；
所述S5步骤中强化治理尾气步骤为：
a)在喷洒光触媒之前，对人行道路提前进行冲洗，路面干透后进行喷洒作业，作业时间选择在白天时段，保证材料喷洒后能够尽快干透成膜，选择喷洒时的区域为光照强度较好的区域；
b)同时以参考点周边建筑物为载体，选取光照强度强，易作业的区域，以人工作业和无人机方式喷洒光触媒，形成区域性的材料膜，增加接触面积，扩大治理效果，作业频次每月1～3次。
6.根据权利要求1所述的一种基于半监督学习的大气污染物治理方法，其特征在于：所述光触媒主要成分为复合纳米二氧化钛、纳米银、载流子稳定剂、去离子水、多孔晶体硅介质。
7.根据权利要求1所述的一种基于半监督学习的大气污染物治理方法，其特征在于：所述S5步骤中加入净化步骤为：
c)每月采用雾炮车用以在道路上进行抑制PM10及输入性颗粒物，针对局部空间的PM25及输入性颗粒物，以雾化液滴为载体的形式进行喷洒降尘剂，阻断颗粒物扩散；
d)雾炮车内的1吨的水和降尘剂按1:50配比，喷洒在5000M2的道路上。
8.根据权利要求1所述的一种基于半监督学习的大气污染物治理方法，其特征在于：所述S6步骤中在道路两旁包括有绿化带植物，所述绿化带植物分为至少3个层次：草皮、矮灌木和吊兰。
9.根据权利要求8所述的一种基于半监督学习的大气污染物治理方法，其特征在于：所述草皮、矮灌木和吊兰的间隔为0.2米～0.5米。
10.根据权利要求9所述的一种基于半监督学习的大气污染物治理方法，其特征在于：所述绿化带分为长度为3米至20米不等的区间，其间隔0.5米至3米，以促使车流促成空气流动，使含有汽车尾气的下层空气与绿化植物充分接触。
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