CN207081111U - 一种生物空气净化器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种生物空气净化器，属于空气净化技术领域。本实用新型用海藻酸钠和羧甲基纤维素将具有特殊甲醛代谢途径且可去除污染苯系物的甲基杆菌与改良后的光合菌无机盐培养基包埋固定获得甲基杆菌海绵球，用海藻酸钠和羧甲基纤维素将具有甲醛光合同化途径的光合菌与其无机盐培养基包埋固定获得光合菌海绵柱，作为空气净化材料。包埋甲基菌的海绵球置于气体净化区，光合菌海绵条浸泡于水箱的水中，构建基于生物反应器原理的空气净化器，净化空气中污染的甲醛和其他毒性有机化合物，达到净化室内空气的目的。该净化器具有经济、实惠和环保的特点，符合现代人们的生活设施需要绿色和环保的理念要求。

Description

一种生物空气净化器

技术领域

本实用新型属于空气净化技术领域，具体地说，涉及一种生物空气净化器。

背景技术

甲醛（HCHO）被广泛用于化工合成﹑工业制造、医药合成等工业领域，在化学农药及其中间体合成领域甲醛也有着举足轻重的作用，因此现代化学农药的生产过程中不可避免地产生甲醛污染空气和废水，许多化工制药车间、药产品试剂储存库及研发部们的实验室空气都检测出有甲醛污染。

吸烟危害健康已是众所周知的事实，香烟点燃产生的烟雾中有高浓度的PM2.5，还有多种对人体有害的物质，大致分为六大类：1）氮化物、烯烃类物质，对呼吸道有刺激作用；2）尼古丁类，可刺激交感神经，让吸烟者形成依赖；3）胺类、氰化物，这些属于毒性物质；4）苯丙芘、砷、镉、甲基肼、氨基酚等放射性物质，有致癌性；5）酚类化合物和醛类物质（包括甲醛）；6）一氧化碳，易与血红蛋白结合，从而减低红血球输氧能力。这些有害物质对于烟民和二手烟吸入者都有害。二手烟由两种烟雾构成，一种是吸烟者呼出的烟雾，称为主流烟；另一种是香烟燃烧时所产生的烟雾，称为分流烟。分流烟中的一些有害物质比主流烟含量更高，如一氧化碳在分流烟中的含量是主流烟的5倍；焦油和烟碱是3倍；氨是46倍；亚硝胺是50倍。吸二手烟对身体影响与吸烟者相似，由于绝大多数人不可能完全避免接触香烟的烟雾，因此吸烟产生的二手烟对空气造成严重的污染。

室内装修污染是因装修行为对室内环境所产生的污染，由于许多发展中国家在室内装修过程中还会采用不合格装修材料以及不合理的设计，造成室内空气中混入有害人体健康的甲醛、苯、氨和其他挥发性有机物等气体。甲醛是胶黏剂的重要组成部分，凡是使用胶黏剂的产品包括人造板、涂料、地毯、家具等都含有一些没有完全交联的甲醛，家装中使用的这些产品可持续而长久地释放未交联的游离甲醛，因此对于大多数家庭来说室内空气污染的最主要物质是甲醛。甲醛对人体的影响开始主要表现在嗅觉异常、刺激（刺鼻，流眼泪）、过敏、肺功能异常。长期接触可引起各种慢性呼吸道疾病如鼻咽癌、结肠癌、新生儿染色体异常、白血病，导致青少年记忆力和智力下降。

而目前市场上空气净化器净化去除甲醛和其他有机污染物使用的净化技术主要有物理吸附技术、纳米光催化技术、植物净化和生物降解技术等，用物理吸附技术的空气净化器都需要定期更换内部的耗材，导致其维护费昂贵，产品滤网无法回收，只能作为垃圾处理，对环境形成二次污染。使用纳米光催化技术空气净化器价格昂贵，对高浓度甲醛和其他有机物污染环境净化效果不佳，因此在许多家庭用纳米光催化技术的空气净化器普及率很低。用生物降解技术开发的空气净化器具有安全环保的特性，且无需更换耗材，但这类空气净化器的技术不够成熟，在当下市场所占比例极小。

采取科学的措施和方法对室内污染空气进行净化，减少空气污染对人类健康的危害已经成为当务之急，故而实用且高效的空气净化器已成为在甲醛和其他有机物污染严重的环境中国工作或生活人群的必需用品。

发明内容

为了克服背景技术中存在的问题，本实用新型开发一种生物空气净化器，采用固定甲基杆菌的海绵球、包埋光合菌的海绵柱为该净化器净化有机污染物的材料，在净化器运行过程中，含有机物的污染空气首先被这些生物净化材料吸收进入细胞，在细胞内通过酶的作用转化为无毒的代谢产物，从而达到除去空气中污染有毒有机气体的目的，污染气体中的颗粒物通过最上层的高压静电除尘器去除。从而使该生物空气净化器不需更换耗材，符合现代人们的生活设施需要绿色和环保的理念要求。

为实现上述目的，本实用新型是通过如下技术方案实现的：

所述的生物空气净化器包括壳体1、水箱2、生物材料箱3、海绵球4、滴水模块5、高压静电除尘器6、离心风扇7、水泵8、海绵柱18；所述的壳体1底部安装有水箱2，水箱2中放置有包埋光合菌的海绵柱18，水箱2内安装有水泵8，水箱2的上方安装有生物材料箱3，水箱2与生物材料箱3之间为进风区，进风区的壳体1上均匀的开设有进气孔9，生物材料箱3的下部侧壁上均匀的开设有透气孔10，且生物材料箱3下部对应的壳体1上也均匀的开设有进气孔9，生物材料箱3内装有包埋甲基杆菌的海绵球4；生物材料箱3的上方安装有滴水模块5，滴水模块5为网格状结构，其底部均匀的开设有滴水孔11，滴水模块5的进水口12通过出水管13与水泵8连接；滴水模块5的上方安装有高压静电除尘器6，高压静电除尘器6的上方为出风区，位于出风区的壳体1上设置有出风活叶窗14，壳体1的顶部安装有离心风扇7。

进一步，所述的壳体1由本体部分15、后盖16组成，后盖16与本体部分15通过螺钉连接，本体部分15的底部设置有四个万向轮17，所述的进气孔9均匀的设置在本体部分15的三个侧壁上，所述的出风活叶窗14设置在本体部分15的前壁上部。

作为优选，所述的水箱2采用不透明材料制成，本体部分15三个壁的下部设置用于观察水位高度的观察窗21。

进一步，所述的生物空气净化器还包括智能核心控制模块单元22、多路传感器采集单元23、市电输出控制单元24、高压静电除尘器继电器控制器25、220V水泵继电器控制器26、220V风扇继电器控制器27、触摸感应键盘单元29、显示屏31，所述的多路传感器采集单元23与智能核心控制模块单元22连接，其中，多路传感器采集单元23为水位传感器28、温湿度传感器、PM2.5传感器、甲醛传感器、TVOC传感器；智能核心控制模块单元22与市电输出控制单元24连接，市电输出控制单元24上设置有高压静电除尘器继电器控制器25、220V水泵继电器控制器26、220V风扇继电器控制器27、LED补光灯继电器控制器37，220V水泵继电器控制器26、220V风扇继电器控制器27分别与水泵8、离心风扇7连接，高压静电除尘器继电器控制器25与高压静电除尘器6连接，智能核心控制模块单元22上设置有触摸感应键盘单元29以及用于显示多路传感器采集单元23数据的显示屏31。

作为优选，所述的水箱2的加水口32上设置有防尘盖33，水泵8的进水口处设置有过滤器34。

作为优选，所述的包埋甲基杆菌的海绵球4采用60-100目的尼龙布袋或透气透水性能很好的无纺布袋包裹后放入到气体净化区内，所述的包埋光合菌的海绵柱18采用无纺布袋或尼龙布袋包裹后浸泡于水箱2内的水中。

作为优选，所述的生物材料箱3的底部呈漏斗型结构，漏斗型结构的底部开设有滤水孔35，滤水孔35中塞入滴水海绵条36，滴水海绵条36的下端伸入到水箱2中。

进一步，所述的海绵球4的制备工艺：

1）甲基杆菌的培养

甲基杆菌MR1（Methylobacterium zatmanni strain），其在中国典型培养物保藏中心的保藏编号为CCTCC M 2017322。

将-80℃保存的MR1菌种接种于甲基杆菌的无机盐培养基平板上，25-28℃下恒温箱培养1-2天长出单菌落，挑单菌落接种于50ml液体无机盐培养基，25-28℃光照下摇床振荡培养3天，以10-20%的接种量接种到1升液体无机盐培养基中在相同条件下做大规模培养3-7天，当菌体OD600达到1.0时，停止培养。

其中，1升无机盐培养基中含有KH₂PO₄ 5g、K₂HPO₄ 1g、(NH₄) ₂SO₄ 2.6g、MgSO₄·7H₂O 0.2g、CaCl₂ 0.01g、FeSO₄·7H₂O 0.001g、5mM苹果酸钠，固体培养基添加1.5%琼脂。

2）MR1菌体包埋液的制备

将步骤1）中培养的MR1菌液中加入等体积改良的光合菌无机盐液体培养基和3 g活性炭粉，然后再与等体积海藻酸钠和羧甲基纤维素的混合液充分混匀。

海藻酸钠的质量百分数为1.0%，羧甲基纤维素的质量百分数为2%，且海藻酸钠和羧甲基纤维素粉需加冷水后置于55ºC摇床振荡过夜溶解，冷却后可用。

其中，1升改良的光合菌无机盐液体培养基中含有NH₄Cl 1.5g、MgCl 0.5g、KH₂PO₄2.8g，NaCl 25 g，PH7.0 和3g活性炭粉。

3）MR1菌体的包埋和固定

3cm厚的海绵块泡水湿透后裁剪成球状，把海绵球放入塑料盆内，倒入与海绵球体积等量的包埋液，用挤压方式把包埋液压入海绵球中，当包埋液完全渗入海绵球的孔隙后把海绵球表面多余的包埋液刮掉，再将吸满包埋液的海绵球转移到2%氯化钙溶液中，反应10-20分钟使钙离子取代海藻酸钠的钠离子，从而将MR1菌体细胞包埋到海绵球的孔隙内，待海绵球的包埋液完全固化后将其取出，放入自来水中浸泡10-30分钟。

4）海绵球的保存

将包埋甲基杆菌后的海绵球扭干至含水率为40-50%，用无纺布袋包装后埋入经过水洗干净的珍珠岩中，浇水使珍珠岩彻底吸水湿透，然后置于室温或冷库中保存。

进一步，所述的海绵柱18的制备工艺：

1）光合菌的培养

所述的光合菌为夹膜红细菌RC1（Rhodobacter capsulatus strain），其在中国典型培养物保藏中心的保藏编号为CCTCC M 2017323。

将1L光合菌液体培养基倒入塑料培养瓶中，将保存的RC1菌液按10-20%的接种量接种到液体培养基中，混合均匀盖紧瓶口，置于23-25℃，60W白炽灯下，光照培养7-8天，待培养液变成红色或者血红色，菌体OD375达到1-1.5时停止培养。

其中，1L光合菌液体的组分为CH₃CH₂COONa 8.3g、(NH₄)₂SO₄ 2.0g、NaHCO₃ 2.0g、MgSO₄ •7H₂O 0.2g、NaH₂PO₄ •H₂O 0.5g、K₂HPO₄ 0.5 g、CaCl₂•2H₂O 0.1 g, PH7.4。

2）RC1菌体包埋液的制备

将步骤1）中培养的RC1菌液中加入等体积改良的光合菌无机盐液体培养基和3 g活性炭粉，然后再与等体积海藻酸钠和羧甲基纤维素的混合液充分混匀。

海藻酸钠的质量百分数为1.0%，羧甲基纤维素的质量百分数为2%，且海藻酸钠和羧甲基纤维素粉需加冷水后置于55ºC摇床振荡过夜溶解，冷却后可用。

其中，1升改良的光合菌无机盐液体培养基中含有NH₄Cl 1.5g、MgCl 0.5g、KH₂PO₄2.8g，NaCl 25 g，PH7.0 和3g活性炭粉。

3）RC1菌体的包埋和固定

用0.5cm厚的低密度海绵裁剪成柱状，把海绵柱放入塑料盆内，倒入与海绵柱体积等量的步骤2）制备的包埋液，用挤压方式把包埋液压入海绵柱中，当包埋液完全渗入海绵柱的孔隙后把海绵球表面多余的包埋液刮掉，再将吸满包埋液的海绵柱转移到2%氯化钙溶液中，反应10-20分钟使钙离子取代海藻酸钠的钠离子，从而将RC1菌体细胞包埋到海绵柱的孔隙内，待海绵柱固定的包埋液完全固化后将其取出，放入自来水中浸泡10-30分钟。

4）海绵柱的保存

将包埋光合菌的海绵柱扭干至含水率为40-50%，用无纺布袋包装后埋入经过水洗干净的珍珠岩中，浇水使珍珠岩彻底吸水湿透，然后置于室温或冷库中保存。

本实用新型的有益效果：

本实用新型用海藻酸钠和羧甲基纤维素将具有特殊甲醛代谢途径且可去除污染苯系物的甲基杆菌与改良后的光合菌无机盐培养基包埋固定获得甲基杆菌海绵球，用海藻酸钠和羧甲基纤维素将具有甲醛光合同化途径的光合菌与其改良无机盐培养基包埋固定获得光合菌海绵柱，作为空气净化材料。甲基菌海绵球置于气体净化区，光合菌海绵条浸泡于水箱的水中，构建基于生物反应器原理的空气净化器，净化空气中污染的甲醛和其他毒性有机化合物。该净化器具有经济、实惠和环保的特点，符合现代人们的生活设施需要绿色和环保的理念要求。

附图说明

图1为本实用新型的净化器前侧面结构示意图；

图2为本实用新型的净化器后侧面结构示意图；

图3为本实用新型的内部结构示意图；

图4为水箱的结构示意图；

图5为生物材料箱的主视图；

图6为生物材料箱的俯视图；

图7生物材料箱盛装海绵球后的俯视图；

图8为滴水模块的正面结构示意图；

图9为滴水模块的反面结构示意图；

图10为本实用新型的控制模块结构框架图；

图11为本实用新型显示屏的结构示意图；

图12为本实用新型智能核心控制模块单元的内部结构图；

图13为本实用新型市电输出控制单元结构框架图。

图中，1-壳体、2-水箱、3-生物材料箱、4-海绵球、5-滴水模块、6-高压静电除尘器、7-离心风扇、8-水泵、9-进气孔、10-透气孔、11-滴水孔、12-进水口、13-进水管、14-出风活叶窗、15-本体部分、16-后盖、17-万向轮、18-海绵柱、21-透光区、22-智能核心控制模块单元、23-多路传感器采集单元、24-市电输出控制单元、25-高压静电除尘器继电器控制器、26-220V水泵继电器控制器、27-220V风扇继电器控制器、28-水位传感器、29- 触摸感应键盘单元、31-显示屏、32-加水口、33-防尘盖、34-过滤器、35-滤水孔、36-滴水海绵条。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案和有益效果更加清楚，下面将结合附图，对本实用新型的优选实施例进行详细的说明，以方便技术人员理解。

如图1-9所示，所述的生物空气净化器包括壳体1、水箱2、生物材料箱3、海绵球4、滴水模块5、高压静电除尘器6、离心风扇7、水泵8。

所述的壳体1底部安装有水箱2，水箱2内盛装有水，水中放置有包埋光合菌的海绵柱18，包埋光合菌的海绵柱18采用无纺布袋或尼龙布袋包裹后浸泡于水箱2的水中，通过包埋在海绵柱18中的光合菌净化溶解在水中的甲醛和其他有机污染物。

所述的包埋光合菌的海绵柱18的制备工艺：

1）光合菌的培养

所述的光合菌为夹膜红细菌RC1（Rhodobacter capsulatus strain），其在中国典型培养物保藏中心的保藏编号为CCTCC M 2017323。

将1L光合菌液体培养基倒入塑料培养瓶中，将保存的RC1菌液按10-20%的接种量接种到液体培养基中，混合均匀盖紧瓶口，置于23-25℃，60W白炽灯下，光照培养7-8天，待培养液变成红色或者血红色，菌体OD375达到1-1.5时停止培养。

其中，1L光合菌液体的组分为CH3CH2COONa 8.3g、(NH4)2SO4 2.0g、NaHCO3 2.0g、MgSO4 •7H2O 0.2g、NaH2PO4 •H2O 0.5g、K2HPO4 0.5 g、CaCl2•2H2O 0.1 g, PH7.4。

2）RC1菌体包埋液的制备

将步骤1）中培养的RC1菌液中加入等体积改良的光合菌无机盐液体培养基和3 g活性炭粉，然后再与等体积海藻酸钠和羧甲基纤维素的混合液混匀。

海藻酸钠的质量百分数为1.0%，羧甲基纤维素的质量百分数为2%，且海藻酸钠和羧甲基纤维素粉需加冷水后置于55ºC摇床振荡过夜溶解，冷却后可用。

其中，1升改良的光合菌无机盐液体培养基中含有NH4Cl 1.5g、MgCl 0.5g、KH2PO42.8g，NaCl 25 g，PH7.0 和3g活性炭粉。这种光合菌无机盐液体培养基无碳源且含高浓度（400mM）NaCl可防止杂菌和霉菌在海绵柱18中生长，但不影响RC1的生长，因为用这种改良的光合菌无机盐液体培养基包埋的RC1菌体能以从污染气体中吸收的甲醛为碳源生长。

3）RC1菌体的包埋和固定

用0.5cm厚的低密度海绵块裁剪成柱状，把海绵柱放入塑料盆内，倒入与海绵柱体积等量的步骤2）制备的包埋液，用挤压方式把包埋液压入海绵柱中，包埋液完全渗入海绵柱的孔隙后，把海绵球表面多余的包埋液刮掉，再将吸满包埋液的海绵柱转移到2%氯化钙溶液中，反应10-20分钟使钙离子取代海藻酸钠的钠离子，从而将RC1菌体细胞包埋到海绵柱的孔隙内，待包埋液完全固化后将取出海绵柱，放入自来水中浸泡10-30分钟。

4）海绵柱的保存

将包埋光合菌的海绵柱扭干至含水率为40-50%，用无纺布袋包装后埋入经过水洗干净的珍珠岩中，浇水使珍珠岩彻底吸水湿透，然后置于室温或冷库中保存。光合菌培养时间长后会有些异味，而用无纺布袋包装后埋入经过水洗干净的珍珠岩中，浇水使珍珠岩彻底吸水湿透，这个方法处理包埋光合菌的海绵柱18可以去除光合菌培养液的异味。

所述的壳体1由本体部分15、后盖16组成，后盖16与本体部分15通过螺钉连接，本体部分15的底部设置有四个万向轮17，所述的进气孔9均匀的设置在本体部分15的三个侧壁上，所述的出风活叶窗14设置在本体部分15的前壁上部。通过打开后盖16，便可将安装本体部分15内的部件拆除进行清洗。本体部分15的底部设置有四个万向轮17，方便净化器的移动。所述的水箱2采用透明材料制备，本体15三个壁的下部开设三个透光区21，可用于观察水位高度及水的消耗程度，以便于及时向水箱2加水。

水箱2内安装水泵8，水箱2的上方安装有生物材料箱3，水箱2与生物材料箱3之间为进风区，进风区的壳体1上均匀的开设有进气孔9，生物材料箱3的下部侧壁上均匀的开有透气孔10，且生物材料箱3下部对应的壳体1上也均匀的开设有进气孔9。

生物材料箱3内设置有包埋甲基杆菌的海绵球4；所述的海绵球4采用60-100目的尼龙布袋或无纺布袋包裹后放入到气体净化区内，包埋的甲基杆菌为对甲醛和苯系物有高耐受性并具有强吸收与代谢转化能力的分离菌MR1，（一种红色的甲基营养型细菌，其在中国典型培养物保藏中心的保藏编号为CCTCC M 2017322）作为空气净化材料。

包埋甲基杆菌的海绵球4的制备工艺：

1）甲基杆菌的培养

甲基杆菌MR1（Methylobacterium zatmanni strain），其在中国典型培养物保藏中心的保藏编号为CCTCC M 2017322。

将-80℃保存的MR1菌种接种于甲基杆菌的无机盐培养基平板上，25-28℃下恒温箱培养1-2天长出单菌落，挑单菌落接种于50ml液体无机盐培养基，25-28℃光照下摇床振荡培养3天，以10-20%的接种量接种到1升液体无机盐培养基中在相同条件下做大规模培养3-7天，当菌体OD600达到1.0时，停止培养。

其中，1升无机盐培养基中含有KH2PO4 5g、K2HPO4 1g、(NH4) 2SO4 2.6g、MgSO4•7H2O 0.2g、CaCl2 0.01g、FeSO4•7H2O 0.001g、5mM苹果酸钠，固体培养基添加1.5%琼脂。这种培养基以苹果酸钠为碳源，MR1对苹果酸钠的利用效果最好，因此用这种培养基培养MR1生长很快。

2）MR1菌体包埋液的制备

将步骤1）中培养的MR1菌液中加入等体积改良的光合菌无机盐液体培养基和3 g活性炭粉，然后再与等体积海藻酸钠和羧甲基纤维素的混合液，充分混匀。

海藻酸钠的质量百分数为1.0%，羧甲基纤维素的质量百分数为2%，且海藻酸钠和羧甲基纤维素粉需加冷水后置于55ºC摇床振荡过夜溶解，冷却后可用。

其中，1升改良的光合菌无机盐液体培养基中含有NH4Cl 1.5g、MgCl 0.5g、KH2PO42.8g，NaCl 25 g，PH7.0 和3g活性炭粉。因为气体净化区需要不停地淋水，属于高湿度环境，这种光合菌无机盐液体培养基无碳源且含高浓度（400mM）NaCl，可防止杂菌和霉菌在海绵球4上生长，但不影响甲基杆菌MR1的生长，因为用这种改良的光合菌无机盐液体培养基包埋的MR1菌体能以从空气中吸收的甲醛和其它有机物污染物为碳源生长。

3）MR1菌体的包埋和固定

3cm厚的海绵块泡水湿透后裁剪成球状，把海绵球放入塑料盆内，倒入与海绵球体积等量的包埋液，用挤压方式把包埋液压入海绵球中，当包埋液完全渗入海绵球的孔隙后把海绵球表面多余的包埋液刮掉，再将吸满包埋液的海绵球转移到2%氯化钙溶液中，反应10-20分钟使钙离子取代海藻酸钠的钠离子，从而将MR1菌体细胞包埋到海绵球的孔隙内，待包埋液完全固化后取出海绵球，放入自来水中浸泡10-30分钟。

4）海绵球的保存

将包埋甲基杆菌的海绵球扭干至含水率为40-50%，用无纺布袋包装后埋入经过水洗干净的珍珠岩中，浇水使珍珠岩彻底吸水湿透，然后置于室温或冷库中保存。

生物材料箱3的上方安装有滴水模块5，滴水模块5为网状结构，其底部均匀的开设有滴水孔11，滴水模块5的进水口12通过出水管13与水泵8连接；水泵8启动后，将水箱2中的水抽入到滴水模块5中，由滴水模块5底部的滴水孔11均匀的滴落到生物材料箱3内的包埋甲基杆菌的海绵球4上，给包埋甲基杆菌的海绵球4持续浇水，包埋甲基杆菌的海绵球4完全吸水后，使进入生物材料箱3内空气中易溶于水的污染物如甲醛更容易被包埋甲基杆菌的海绵球4吸附，最后甲醛被甲基杆菌吸收。此外，滴水模块5滴水对空气也具有洗涤作用。

所述的生物材料箱3的底部呈漏斗型结构，漏斗型结构的底部开有滤水孔35，海绵球4吸足水分后，多余的水分则通过生物材料箱3底部开设的滤水孔35流入到水箱2中，由于滤水孔35中塞入滴水海绵条36，且滴水海绵条36的下端伸入到水箱2中，这样，可通过滴水海绵条36导流，汇入到水箱2中，避免生物材料箱3的水滴落到水箱2中产生响声。汇入水箱2的水再在水泵8的作用下循环使用。

滴水模块5的上方安装有高压静电除尘器6，高压静电除尘器6的上方为出风区，位于出风区的壳体1上设置有出风活叶窗14，壳体1的顶部安装有离心风扇7。

离心风扇7转动时，含甲醛等污染物空气通过壳体1上的进气孔进入生物材料箱3内，在生物材料箱3内首先被包埋于海绵球4中的活性炭富集，然后被甲基杆菌吸收和代谢转化，甲基杆菌对污染物的吸收和代谢转化可以迅速活化活性炭，从而使得包埋甲基杆菌的海绵球4中的活性炭不用更换。此外，溶解在水中没有被吸收的污染物在水的流动作用下，通过滤水孔35，随滴水海绵条36滴落流入到水箱2中，在水箱2内由包埋于海绵柱18中的光合菌吸收和代谢转化，包埋光合菌的海绵柱18中包埋的光合菌为对甲醛有高耐受性和代谢转化能力的分离菌（一种夹膜红细菌，其在中国典型培养物保藏中心的保藏编号为CCTCCM 2017322）。经过生物材料箱3净化后的空气则通过滴水模块5的网孔进入到高压静电除尘器6，由高压静电除尘器6去除PM2.5等颗粒状污染物，除去PM2.5等颗粒状污染物的空气则通过出风活叶14排出。

这种基于生物反应原理制备的空气净化器，无需更换耗材，可持续净化空气污染的毒性有机化合物。

如图10-13所示，所述的生物空气净化器还包括智能核心控制模块单元22、多路传感器采集单元23、市电输出控制单元24、高压静电除尘器继电器控制器25、220V水泵继电器控制器26、220V风扇继电器控制器27，所述的多路传感器采集单元23与智能核心控制模块单元22连接，其中，多路传感器采集单元23为水位传感器28、温湿度传感器、PM2.5传感器、甲醛传感器、TVOC传感器；智能核心控制模块单元22与市电输出控制单元24连接，市电输出控制单元24上设置有220V水泵继电器控制器26、220V风扇继电器控制器27、高压静电除尘器继电器控制器25连接，220V水泵继电器控制器26、220V风扇继电器控制器27分别与水泵8、离心风扇7连接，高压静电除尘器继电器控制器25与高压静电除尘器6连接，智能核心控制模块单元22上设置有触摸感应键盘单元29以及用于显示多路传感器采集单元23数据的显示屏31。

水箱2内安装有水位传感器28，水位传感器28与智能核心控制模块单元22连接，智能核心控制模块单元22分别通过220V水泵继电器控制器26、220V风扇继电器控制器27与水泵8、离心风扇7连接；水位传感器28感应到水箱2水位高度低于1cm时，将信号传递给智能核心控制模块单元22，通过智能核心控制模块单元22控制220V水泵继电器控制器26、220V风扇继电器控制器27，使水泵8和离心风扇7断电停止工作；当向水箱2加水后，水位传感器28感应到水位高度大于1cm时，将信号传递给智能核心控制模块单元22，通过智能核心控制模块单元22控制220V水泵继电器控制器26、220V风扇继电器控制器27使水泵8和离心风扇7恢复运转，正常进行空气净化工作。所述的智能核心控制模块单元22还分别与温湿度传感器、PM2.5传感器、甲醛传感器、TVOC传感器连接，智能核心控制模块单元22上设置有触摸感应键盘单元29以及用于显示多路传感器采集单元23数据的显示屏31。如图11所示，触摸感应键盘单元29包括电源开关按键，调节离心风扇7风速的风速按键，控制空气净化器工作时长的定时按键，用于启动高压静电除尘器6的除尘按键，用于启动水泵8向生物材料箱3供水的供水按键，用于启动甲醛传感器的甲醛检测按键，以及一键智能按键，一键智能按键为一个循环模式按键：具体为自动模式+声控，点按一下，取消自动模式，再点按一下，进入休眠模式，再点按一下，为关闭声控功能仅自动模式，再点按一下回到自动模式。通过多路传感器采集单元23实现环境中温湿度、PM2.5浓度、甲醛浓度的实时监测，并且监测的数据能够在显示屏31上显示。

本实用新型的工作过程：

离心风扇7转动时，含甲醛等污染物空气通过壳体1上的进气孔9以及生物材料箱3上的透气孔10进入生物材料箱3内，在生物材料箱3内首先被包埋甲基杆菌的海绵球4中的活性炭富集，然后被甲基杆菌吸收和代谢转化，甲基杆菌对污染物的吸收和代谢转化可以迅速活化活性炭，从而使得包埋甲基杆菌海绵球4中的活性炭不用更换。此外，溶解在水中没有被吸收的污染物在水流作用下，通过滤水孔35流入到水箱2中，在水箱2内由水培植物19的根系吸收和代谢转化，水培植物19选择根系具有甲醛同化途径的品种。经过生物材料箱3净化后的空气则通过滴水模块5的网孔进入到高压静电除尘器6，由高压静电除尘器6去除PM2.5等颗粒状污染物，除去PM2.5等颗粒状污染物的空气则通过出风活叶14排出。

这种基于生物反应原理制备的空气净化器，无需更换耗材，可持续净化空气污染的毒性有机化合物。

本实用新型用海藻酸钠和羧甲基纤维素将具有特殊甲醛代谢途径且可去除污染苯系物的甲基杆菌与改良后的光合菌无机盐培养基包埋固定获得甲基杆菌海绵球，用海藻酸钠和羧甲基纤维素将具有甲醛光合同化途径的光合菌与其无机盐培养基包埋固定获得光合菌海绵柱，作为空气净化材料。甲基菌海绵球置于气体净化区，光合菌海绵条浸泡于水箱的水中，构建基于生物反应器原理的空气净化器，净化空气中污染的甲醛和其他毒性有机化合物。该净化器具有经济、实惠和环保的特点，符合现代人们的生活设施需要绿色和环保的理念要求。

最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本实用新型进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本实用新型权利要求书所限定的范围。

Claims (7)

1.一种生物空气净化器，其特征在于：所述的生物空气净化器包括壳体（1）、水箱（2）、生物材料箱（3）、海绵球（4）、滴水模块（5）、高压静电除尘器（6）、离心风扇（7）、水泵（8）、海绵柱（18）；所述的壳体（1）底部安装有水箱（2），水箱（2）中放置有包埋光合菌的海绵柱（18），水箱（2）内安装有水泵（8），水箱（2）的上方安装有生物材料箱（3），水箱（2）与生物材料箱（3）之间为进风区，进风区的壳体（1）上均匀的开设有进气孔（9），生物材料箱（3）的下部侧壁上均匀的开设有透气孔（10），且生物材料箱（3）下部对应的壳体（1）上也均匀的开设有进气孔（9），生物材料箱（3）内装有包埋甲基杆菌的海绵球（4）；生物材料箱（3）的上方安装有滴水模块（5），滴水模块（5）为网格状结构，其底部均匀的开设有滴水孔（11），滴水模块（5）的进水口（12）通过出水管（13）与水泵（8）连接；滴水模块（5）的上方安装有高压静电除尘器（6），高压静电除尘器（6）的上方为出风区，位于出风区的壳体（1）上设置有出风活叶窗（14），壳体（1）的顶部安装有离心风扇（7）。

2.根据权利要求1所述的一种生物空气净化器，其特征在于：所述的壳体（1）由本体部分（15）、后盖（16）组成，后盖（16）与本体部分（15）通过螺钉连接，本体部分（15）的底部设置有四个万向轮（17），所述的进气孔（9）均匀的设置在本体部分（15）的三个侧壁上，所述的出风活叶窗（14）设置在本体部分（15）的前壁上部。

3.根据权利要求1所述的一种生物空气净化器，其特征在于：所述的水箱（2）采用不透明材料制成，本体部分（15）三个壁的下部设置用于观察水位高度的观察窗（21）。

4.根据权利要求1所述的一种生物空气净化器，其特征在于：所述的生物空气净化器还包括智能核心控制模块单元（22）、多路传感器采集单元（23）、市电输出控制单元（24）、高压静电除尘器继电器控制器（25）、220V水泵继电器控制器（26）、220V风扇继电器控制器（27）、触摸感应键盘单元（29）、显示屏（31），所述的多路传感器采集单元（23）与智能核心控制模块单元（22）连接，其中，多路传感器采集单元（23）为水位传感器（28）、温湿度传感器、PM2.5传感器、甲醛传感器、TVOC传感器；智能核心控制模块单元（22）与市电输出控制单元（24）连接，市电输出控制单元（24）上设置有高压静电除尘器继电器控制器（25）、220V水泵继电器控制器（26）、220V风扇继电器控制器（27）、LED补光灯继电器控制器（37），220V水泵继电器控制器（26）、220V风扇继电器控制器（27）分别与水泵（8）、离心风扇（7）连接，高压静电除尘器继电器控制器（25）与高压静电除尘器（6）连接，智能核心控制模块单元（22）上设置有触摸感应键盘单元（29）以及用于显示多路传感器采集单元（23）数据的显示屏（31）。

5.根据权利要求1所述的一种生物空气净化器，其特征在于：所述的水箱（2）的加水口（32）上设置有防尘盖（33），水泵（8）的进水口处设置有过滤器（34）。

6.根据权利要求1所述的一种生物空气净化器，其特征在于：所述的包埋甲基杆菌的海绵球（4）采用60-100目的尼龙布袋或透气透水性能很好的无纺布袋包裹后放入到气体净化区内，所述的包埋光合菌的海绵柱（18）采用无纺布袋或尼龙布袋包裹后浸泡于水箱（2）内的水中。

7.根据权利要求1所述的一种生物空气净化器，其特征在于：所述的生物材料箱（3）的底部呈漏斗型结构，漏斗型结构的底部开设有滤水孔（35），滤水孔（35）中塞入滴水海绵条（36），滴水海绵条（36）的下端伸入到水箱（2）中。