CN114430686A - 用于改善空气质量的自动垃圾滑道排气的方法 - Google Patents

Abstract

本说明书涉及废物处置垃圾滑道，更具体地涉及在处置滑道和收集室中及其周围的自动空气质量管理，其中垃圾滑道利用自动空气质量感测硬件和排气装置来提供清洁的、卫生的废物室环境。根据本发明的系统包括3步设计，使用空气传感器来确定空气清洁循环，以及内部具有镜面反射表面的进气端口以提供反射元件来将UV光线反射到空气传播的微粒中，从而在进入带电重力供给液体滤芯空气过滤器之前杀死99％的细菌和真菌，所述过滤器收集死亡细菌和真菌并沉淀在收集存储罐中。然后，存储罐中的液体被进一步过滤，清洁的液体在自动空气清洁系统中重复使用。

Description

用于改善空气质量的自动垃圾滑道排气的方法

背景技术

具有垃圾滑道的大型建筑物中的废物管理利用位于垃圾滑道的基部处的收集室，其中建筑物租户可在在高层建筑物的每个楼层丢弃废物。所述废物沿着滑道向下进入收集室并且被丢弃在废物箱中。通常，这种废物具有令人不愉快的气味或臭味，由于各种蛋白质散发在空气中，这可能引起人类的健康问题。

通常人们感测到令人不愉快的气味后将手动打开排气风扇，该排气风扇从气味浓缩的收集区域中抽出气味并排出到环境中，该气味与周围区域中的空气混合并被稀释或降低空气中蛋白质的百万分之几。

空气污染传感器是检测和监测周围区域中存在空气污染的装置。它们可以用于室内和室外环境。尽管存在各种类型的空气污染传感器，并且一些在某些方面是专用的，但是多数关注五个组分：臭氧、微粒物质、一氧化碳、二氧化硫和一氧化二氮。传感器在过去是非常昂贵的，但是随着技术的进步，这些传感器在社群中正变得更加可负担得起且更加广泛。这些传感器可以用于许多目的并且有助引起对人眼范围外的环境问题的关注。

EPA通过空气质量系统(AQS)维持空气质量数据的信息库，其中它单独存储来自美国的10，000多个监测器的数据。科学证据表明，室内空气污染可能比大型工业化城市中的室外污染物更严重。家中使用的许多产品和化学品，烹饪和加热，以及电器和家庭装饰是室内空气污染物的主要来源。我们在家中使用的一切都可能造成污染，并且可能会使环境降级。这是因为空气传播的污染物沉淀和停滞，并开始腐败释放有害气体、蛋白质和真菌，这些有害气体、蛋白质和真菌散发在空气中并进入人类肺中，从而引起呼吸疾病和健康问题。空气污染每年造成全世界7百万个过早死亡案例。当污染物通过我们的呼吸系统进入身体时，它们可能被吸收在血液中并在整个身体中循环，而且可能直接损伤心脏和其他重要器官。

由于垃圾收集室中的这些污染物的浓度，服务其中的个人有暴露的长期健康风险。因此，需要解决两个基本问题，由此人们不再经受可能对其健康有害的浓缩在空气中的蛋白质的困扰，并且在排出气体到环境中之前清除空气颗粒。空气污染物的垃圾废物副产物由极小颗粒和液滴的复杂混合物组成。颗粒污染由多种组分组成，包括酸(例如硝酸盐和硫酸盐)、有机化学品、金属和污垢或灰尘颗粒。

垃圾堆包含多种腐败物质，例如尿布、腐烂的鱼、肉和蔬菜、各种过期的产品和其他。空气和垃圾中存在的细菌使垃圾降解并释放不同的气体，例如氨、二氧化碳和甲烷。而且，垃圾中的一些成分彼此反应并释放气体，例如硫和氮的氧化物。燃烧垃圾在空气中释放非常有毒的一氧化碳气体，因此利用垃圾燃烧的处置不是可行的解决方案。

“良好的”空气质量指数(AQI)为0至50。空气质量被认为是令人满意的，空气污染引起很少或没有风险。“中等”AQI为51至100。空气质量是可接受的；然而，对于一些污染物，对于非常少量的人可能存在中等健康问题。

在本申请中将变得显而易见的是，已给出足够的描述，并且可以在不脱离本领域的范围或精神的情况下进行其他修改。

发明内容

根据示例性实施例，用于改善空气质量的自动垃圾滑道排气的方法的设计包括7个组成部分，即，用于感测第一空气质量阈值的方法、用于将所述阈值转换成动作或功能的方法、用于将空气吸入到镜面反射进气端口或滑道中的动作或功能的方法、用于杀死进入所述进气端口或滑道界限空气传播微粒所携带的细菌和真菌的方法、将所述第一阶段死亡细菌和真菌微粒传送到第二阶段收集容纳装置中的方法、用于第二阶段收集容纳装置将死亡细菌和真菌微粒聚集到第三阶段银衬存储罐容纳区域中的方法、用于将所收集的死亡细菌和真菌过滤到单个可变容纳过滤器以妥善处置第三阶段银衬容纳存储罐中收集的所述死亡细菌和真菌的方法。

用于感测第一空气质量阈值的方法包括空气微粒传感器，其中所述传感器连接到处理单元，所述处理单元确定由所述空气微粒传感器产生的读数。所述空气微粒传感器可以感测各种微粒以及其它有害气体，其将所述微粒和有害气体的所述定量值转换成对应于十亿/百万分之几的值。如果空气质量超过阈值，例如50AQI，则第二动作或功能开始。

这可以以许多方式实现。根据实施例，MQ135空气质量传感器连接到微控制器单元(MCU)，该微控制器单元处理由MQ135生成的感测值。在MCU中运行的算法将确定一旦超过所述预设阈值就要采取的阈值和动作。

用于将所述阈值转换成动作或功能的方法包括将来自空气质量传感器的测量转换为临时存储到存储器中整数的算法。如果该测量达到大于预设阈值的特定值，则参数调用输出以开始对应于空气质量传感器测量的动作或功能。下面是代码示例：

用于将空气吸入到镜面反射进气端口或滑道中的动作或功能的方法包括风扇，所述风扇在空气传播微粒已经被确定超过存储在上述MCU算法参数中的预设阈值之后打开。第一空气粒子传感器检测空气传播的微粒，并将感测到的元件转换为1024个增量0-5伏之间的电值。一旦该值超过百万分之50，继电器接通一系列用于将空气污染物引入到腔室中的组件。该腔室由可反射光的镜面反射材料制成。该镜面反射表面用作反弹UV光线的均匀分布器，该反射的UV光线与空气传播的微粒碰撞并在接触时杀死细菌和真菌。空气微粒进气端口可以包括或由锃亮的镜子组成，如反射表面被涂层以防止细菌的收集在表面形成。

用于杀死进入所述进气端口或滑道界限空气传播微粒所携带的细菌和真菌的方法由UVC光线组成，该UVC光线是紫外光谱的一部分且发射高频的UV光线，使得其在杀死细菌、病毒、霉菌和其它病原体方面非常有效。UV光线杀死细菌需要使用185-254纳米(nm)的杀菌波长。紫外线杀菌照射(UVGI)是一种消毒方法，其使用短波长紫外线(UV-C)光线通过破坏核酸和扰乱DNA来杀死或灭活微生物，从而使它们不能执行重要的细胞功能。

例如，在快速移动空气的情况下，在空气管道中暴露时间较短，因此必须通过引入多个UV灯或甚至灯组来增加UV强度。根据实施例，空气管道利用镜面反射槽将集中的UV光线反射到进入的空气中病原体的路径中。风扇通过内部镜面反射八边形管(具有45度角的管)将空气吸入到风扇管道中，其因用于收集死亡细菌或真菌的液体浸透空气过滤器而减慢速度。该液体浸透空气过滤器还用作屏障，以在进气端口中产生湍流或背压，从而减慢空气微粒并给予高强度UV灯时间来杀死所有空气传播的细菌和真菌微粒。

将所述第一阶段死亡细菌和真菌微粒传送到第二阶段收集容纳装置中的方法包括被顶部供给的液体重力浸透的过滤器，其中容纳存储罐中的泵将液体从所述存储罐泵送到顶部分散管，所述顶部分散管在空气过滤器的顶部喷洒液体。然后，该液体浸透所述过滤器且过量的部分运行进入液体容纳存储罐中。采用吸引粒子的离子对液体机制进行充电。当重力将含有微粒的液体向下引入液体容纳存储罐时，其留下新的液体，随后收集更多微粒并流动到液体容纳存储罐。

所述过滤器的表面进行蜂窝式的排列将所述空气传播的微粒引入包含消毒剂的抗生素溶液，在接触时杀死病菌，其中所述液体通过重力下落到收集容纳区域。清洁空气通过所述过滤器更换空气传播微粒饱和的空气，从而将所述空气清洁到安全的AQI水平，使得人类和环境更加入友好或安全。

用于第二阶段收集容纳装置将死亡细菌和真菌微粒聚集到第三阶段银衬存储罐容纳区域中的方法包括自填式液体存储罐，该自填式液体存储罐包含在液体容纳区域内装配的液体水平限制装置。所述液体容纳区域衬有银涂层，其充当二次消毒剂，杀死任何已开始DNA重组的细菌，所述DNA重组是称为明暗修复的现象。这分别是光活化和碱基切除修复，其中细胞可以修复已经被第一微粒进入管中的第一UV光线损伤的DNA。

通过用银涂衬第三元件液体容纳区域并提供固体块状可溶解消毒剂组分的第四元件，将细菌携带到液体容纳区域的液体将进一步裂解所述细菌和真菌，从而杀死任何残余的细菌，并将细菌的排放减少到人类呼吸可接受的安全范围且改善总体空气质量指数(AQI)。

用于将所收集的死亡细菌和真菌过滤到单个可变容纳过滤器以妥善处置第三阶段银衬容纳存储罐中收集的所述死亡细菌和真菌的方法包括液体过滤器，其中液体容纳区域中的液体将所述液体泵送到过滤器组件中，所述过滤器组件作为使用液体清洁系统的微粒过滤器，所述液体清洁系统足以确保所述液体容纳区域中积聚过量细菌和真菌。液体容纳区域将包含充满收集的死亡微粒和可能非常小百分比的活微粒的液体。液体过滤器使用两种不同的技术来去除微粒。物理过滤意为过滤水以去除较大的杂质。换句话说，物理过滤器是一种筛子，也称为一块薄纱布或非常细的纺织膜。另一种过滤方法是化学过滤，其涉及使水通过活性材料，该活性材料在水通过时化学地去除杂质。根据实施例，滤水和化学过滤均被利用来清洁液体容纳区域中的所述液体。

因此，根据前述内容，本发明的一般目的是提供一种新颖的垃圾收集室空气质量清洁系统和方法以及相关的组件和过程。当结合附图理解以下优选实施例的说明时，本发明的其它和进一步的目的、特征和优点对于本领域技术人员将是显而易见的。

附图说明

图1是空气质量清洁系统的示意图,包括微控制器单元(MCU)、MQ135空气质量传感器、电动风扇、用于智能集成控制软件的PC、将来自MQ135收集的结果的动作或功能传递到MCU的继电器和无线控制选项。

图2是包含用于空气质量感测的MQ135的基本元件、用于处理的MCU和作用于空气质量阈值事件的继电器的示意图的简化图。

图3是具有镜面反射涂层的进气管的3D渲染图，示出了从角管折射角折射的UVC光线。

图4是空气质量管理系统的图，包含第一MQ135传感器、进气角管进气滑道、风扇、过滤器组件和液体存储组件以及用于清洁所述液体以易于维护的过滤器。

实施例的详细描述

空气传播微粒在垃圾滑道下的垃圾收集室中产生高浓度，其中上层租户利用滑道来丢弃废物。随着废物落入垃圾滑道内，其与减慢垃圾下降的区域碰撞。这些区域受所述垃圾的影响是有角度的。多数情况下，垃圾废物装在袋中且袋子破裂，使得废物与所述袋子分离，从而允许含有腐败或腐烂细菌和真菌的废物传播或暴露。在本申请中，我们提出一种简单的方法来检测由所述废物细菌和真菌释放的微粒和气体，并将其从空气中过滤，以确保废物收集设施更安全健康的环境。

根据一个实施例，空气质量改进或清洁系统包含空气质量传感器。在本实施例中，MQ135被例示为空气质量传感器。MQ135连接到MCU，所述MCU处理传感器读数到数据的转换，然后作用于预设的阈值变量。一旦已经超过预设阈值，MCU就激活一系列动作，根据实施例这些动作允许自动垃圾滑道排气系统的正确运行。其包括：第一元件高功率UVC灯，释放分别在＞150和＜300nm之间的光波，这是用于细菌和真菌消毒剂的最佳光谱；具有镜面反射表面的第二角管，其具有足够的角度来折射覆盖所述角管所有区域的光波；第三感应风扇，用于降低所述镜面反射图层角管中的压力，将包含空气传播的细菌和真菌的外部空气吸入到所述角管中，其中包含空气传播微粒的所述空气被所述高功率UVC光线射线轰击；第四元件是包含液体的过滤器，所述液体具有进一步确保收集或捕获细菌和真菌的空气传播微粒的消毒剂(化学品)；以及第五元件，其收集包含所述消毒剂的所述液体并且将所述消毒液体存储在银衬容器中，这进一步确保所有活的有害细菌和真菌被消毒。

MQ-135气体传感器用于空气质量控制设备中，并且适合于检测或测量NH3、NOx、醇、苯、烟雾、CO2和其他有害微粒。MQ-135气体传感器应用SnO2，其作为气体传感材料在清洁空气中具有更高的电阻。当污染的气体增加时，气体传感器的电阻减小。该值可以利用MCU来确定，其中所述值被转换为整数并与阈值进行比较。

int sensorValue；

int digitalValue；

void setup()

{

Serial.begin(9600)；//sets the serial port to 9600

pinMode(13,OUTPUT)；

pinMode(3,INPUT)；

}

void loop()

{

sensorValue＝analogRead(0)；//read analog input pin 0

digitalValue＝digitalRead(2)；

if(sensorValue>51)

{

digitalWrite(13,HIGH)；//Action or function if value exceeds thethreshold

delay(1000*60*5)；//Runs action for 5 minutes and then rechecks airquality status

}

else

digitalWrite(13,LOW)；//Action stopped

Serial.println(sensorValue,DEC)；//prints the value read to a computer(101 fig 1)

Serial.println(digitalValue,DEC)；

delay(1000)；//wait 100ms for next reading

}

在代码中，MCU每秒读取来自MQ135的模拟输入10次。根据所提出的清洁装置的激活，空气质量浓度的持续读数将在垃圾滑道收集室中升高和降低。当代码检测到百万分之50(50ppm)或更多时，继电器(pin13)激活5分钟。一旦检测到空气传播污染物的阈值高于AQI(空气质量指数)50，该继电器传递应采取动作。

继电器的致动可根据所述空气净化工艺的要求来设定一系列事件。这些事件包括：UVC灯，其提供适当范围的UV光线以对收集的空气传播污染物进行第一阶段消毒；湿式过滤器，其还包含适当的化学品以进一步对污染物进行消毒和收集；以及液体收集箱，其还包含银衬也作为消毒剂用于杀死在湿式过滤器阶段收集的病菌以净化空气来改善所述空气质量指数(AQI)。

图1示出了包含由模拟总线(141)连接的MQ135(105)的第一元件的示意图，其向MCU(125)提供可变传感器读数。如果所述可变传感器读数达到阈值预设值，则MCU(125)将高输出电压传递到继电器控制器(121)，其使得风扇(119)接通。这开始了空气流动。根据实施例，无线(115)或有线总线(RS232)可以链接到监测空气质量改善应用信息的PC。

MQ135在5V上运行，其连接到VCC(127)和GND(133)，其中所有元件共享相同的电压。所述PC包含相关的自然事件处理(NEP)逻辑，用于通过远程服务器应用或网络监测、控制和报告硬件的动作。

图2示出了使用连接到MCU(255)数字输入和模拟输入的空气质量传感器(267)来致动事件的电路的基本原理的基本示意图，其连接到继电器(272)，其中所述继电器的接触器连接到电动机，其控制风扇、UVC灯和控制适当液体流(未示出)的必要的泵。继电器、MCU(255)和空气质量传感器(267)连接到VCC(199)和GND(201)。

图3示出了污染的空气(303)进入包含镜面反射涂层(311)的角管(315)的开口，其中UVC光线(322)经由角管(315)的反射表面(311)提供的各种角度反弹。所述角管包含UVC光线源(330)，其向所述角管(315)的内部提供足够的UVC光线(322)，所述UVC光线(322)被折射离开所述角管口(315)的镜面反射壁(311)。排出气体(333)是清洁空气，其离开UVC腔室(315)镜面反射(311)涂层角度进气端口(315)。

图4是组合系统，其包含位于进气端口(315)外部的第一空气质量传感器(378)，其中包含空气传播微粒的进入的污染空气(303)在所述镜面反射(322)角管(315)的内部进入，其中包含细菌和真菌的所述空气微粒用UVC光线(330)轰击，其中所述UVC光线反弹离开角管(315)内的镜面反射涂层(322)。MCU(377)提供对风扇(401)的外部外围设备的控制，第一液体泵(412)将消毒剂液体泵送到被银衬的液体室(431)中，以进一步净化所述活的细菌和真菌。泵(422)将液体推送到湿式过滤器(445)的顶部，其中重力将含有死亡细菌和真菌的液滴返回到存储罐(431)中。液体入口由浮子系统(430)控制，其将液体保持在适当的水平。最后，过滤器室(415)中的过滤器(420)被用于过滤在液体中发现的任何去污剂，其捕获所述有害微粒，而且可以通过打开所述过滤室(415)、移除液体过滤器(420)和定期更换新的而被容易地丢弃。净化的空气(333)离开湿式过滤器。

Claims (12)

1.一种垃圾收集室自动空气质量清洁系统，其监测废物收集室空气传播微粒，所述系统包括：

被配置为感测空气中微粒的空气质量传感器；

微控制器单元(MCU)，基于所感测的微粒，所述MCU被配置为：

激活或停用包含在镜面反射角管内的UVC光线源，所述镜面反射角管集中折射由UVC光线源发射的UVC光线以对所述空气消毒；

激活或停用位于湿式过滤器后面的风扇源，以提供背压停滞所述空气的气流；

激活或停用保持所述湿式过滤器饱和的消毒剂液体流、收集过量消毒剂液体的液体存储罐和保持所述液体存储罐清洁的可更换过滤器。

2.根据权利要求1所述的系统，还包括用于消毒循环蒸发中持久地填充损失的液体的方法。

3.根据权利要求2所述的系统，其中所述持久填充的液体使用用于杀死病菌和/或病原体的消毒剂进行化学处理。

4.根据权利要求1所述的系统，其中所述UVC灯包含在有角度的镜面反射涂层的进气端口内。

5.根据权利要求1所述的系统，其中所述MCU被配置为激活停滞由所述湿式过滤器引起的气流的背压，以确保气流合理的停滞或限制以及UVC光线暴露于空气传播的细菌和真菌的时间。

6.根据权利要求1所述的系统，其中所述湿式过滤器是多孔的，以允许空气通过，同时提供足够的空气流动平均自由程(MFP)和增加表面积的蜂窝式排列。

7.根据权利要求6所述的系统，其中所述蜂窝式排列是由于UVC光线暴露和消毒剂的主要相互作用而裂解的有害细菌和真菌。

8.一种系统，包括：

用于在重力供给的银衬液体收集容器里过滤垃圾房空气中受污染液体的方法，其还对所述气体传播的污染液体中捕获的气体传播污染物提供消毒剂的长期暴露。

9.根据权利要求8所述的系统，其中所述方法还被配置为确保所述重力供给的银衬容器与消毒液体的适当填充水平。

10.根据权利要求9所述的系统，其中消毒液体被泵送通过湿空气过滤器的顶部，并且重力将过量的所述消毒液体供给回到所述银衬液体收集容器中。

11.根据权利要求8所述的系统，其中所述方法还被配置为过滤和净化包含在所述银衬里液体收集容器中的所述被污染的液体。

12.根据权利要求11所述的系统，其中所述方法还被配置为允许更换过滤器，其用于净化所述银衬液体收集容器中的所述被污染的液体。

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