一種大氣污染治理裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于大氣污染防治技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種大氣污染治理裝置以及利用該裝置進行大氣污染治理的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]干潔空氣是指在自然環(huán)境下主要成分是78%的氮氣，21%的氧氣和其它各類含量不到0.1%的微量氣體組成的大氣。
[0003]近年來，空氣污染非常嚴重。造成空氣污染的原因既有自然因素又有人為因素，尤其是人為因素，如工業(yè)廢氣、燃燒、汽車尾氣和核爆炸等，大氣污染調(diào)查報告。隨著人類經(jīng)濟活動和生產(chǎn)活動的迅速發(fā)展，在大量消耗能源的同時，也將大量的廢氣、煙塵物質(zhì)排入大氣，嚴重影響了大氣環(huán)境的質(zhì)量，特別是在人口稠密的城市和工業(yè)區(qū)。
[0004]大氣污染對地球的影響很大，主要有以下幾方面:
(1)對人體健康造成危害；
(2)對植物造成的危害；
(3)大氣污染對天氣與氣候的影響最為顯著，也是危害最大的；
(4)大氣污染會嚴重破壞臭氧層；
目前，針對大氣污染的防止措施主要有以下四種:
(1)減少污染物的排放。
[0005]①改革能源結(jié)構(gòu)，采用無污染能源(如太陽能、風(fēng)力、水力)和低污染能源(如天然氣、沼氣、酒精)；
②對燃料進行預(yù)處理(如燃料脫硫、煤的液化和氣化)，以減少燃燒時產(chǎn)生污染大氣的物質(zhì)；
③改進燃燒裝置和燃燒技術(shù)(如改革爐灶、采用沸騰爐燃燒等)以提高燃燒效率和降低有害氣體排放量；
④采用無污染或低污染的工業(yè)生產(chǎn)工藝(如不用和少用易引起污染的原料，采用閉路循環(huán)工藝等)；
⑤節(jié)約能源和開展資源綜合利用；
⑥加強企業(yè)管理，減少事故性排放和逸散；
⑦及時清理和妥善處置工業(yè)、生活和建筑廢渣，減少地面揚塵。
[0006](2)治理排放的主要污染物
燃燒過程和工業(yè)生產(chǎn)過程在采取上述措施后，仍有一些污染物排入大氣，應(yīng)控制其排放濃度和排放總量使之不超過該地區(qū)的環(huán)境容量。
[0007]主要方法有:
①利用各種除塵器去除煙塵和各種工業(yè)粉塵；
②采用氣體吸收塔處理有害氣體(如用氨水、氫氧化鈉、碳酸鈉等堿性溶液吸收廢氣中二氧化硫；用堿吸收法處理排煙中的氮氧化物); ③應(yīng)用其他物理的(如冷凝)、化學(xué)的(如催化轉(zhuǎn)化)、物理化學(xué)的(如分子篩、活性炭吸附、膜分離)方法回收利用廢氣中的有用物質(zhì)，或使有害氣體無害化；
(3)發(fā)展植物凈化
植物具有美化環(huán)境、調(diào)節(jié)氣候、截留粉塵、吸收大氣中有害氣體等功能，可以在大面積的范圍內(nèi)，長時間地、連續(xù)地凈化大氣。尤其是大氣中污染物影響范圍廣、濃度比較低的情況下，植物凈化是行之有效的方法。在城市和工業(yè)區(qū)有計劃地、有選擇地擴大綠地面積是大氣污染綜合防治具有長效能和多功能的措施。
[0008](4)利用環(huán)境的自凈能力
大氣環(huán)境的自凈有物理、化學(xué)作用(擴散、稀釋、氧化、還原、降水洗滌等)和生物作用。在排出的污染物總量恒定的情況下，污染物濃度在時間上和空間上的分布同氣象條件有關(guān)，認識和掌握氣象變化規(guī)律，充分利用大氣自凈能力，可以降低大氣中污染物濃度，避免或減少大氣污染危害。例如，以不同地區(qū)、不同高度的大氣層的空氣動力學(xué)和熱力學(xué)的變化規(guī)律為依據(jù)，可以合理地確定不同地區(qū)的煙囪高度，使經(jīng)煙囪排放的大氣污染物能在大氣中迅速地擴散稀釋。
[0009]但以上措施并沒有明顯緩解大氣污染問題，局部地區(qū)還出現(xiàn)惡化。在2014年北京APEC會議期間，京津冀實施道路限行和污染企業(yè)停工等措施，來保證空氣質(zhì)量達到良好水平。人們形容此時天空的藍色為“APEC藍”，APEC藍來之不易。但是這種“藍”讓公眾確認了中國的大氣污染可以治理。通過產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移方式只能緩解局部大氣污染問題，并不能從根本上解決，而且為此需要付出更大代價。
[0010]另外，WHO的研究報告顯示，2012年全球因為空氣污染導(dǎo)致死亡的430萬人中，患中風(fēng)病人占34%，慢性阻塞性肺疾病的病人占22%，缺血性心臟病人占26% ;死于肺癌的病人占6% ;人主要活動在室內(nèi)，室內(nèi)空氣相對封閉，且體積較小，但其質(zhì)量直接影響人的健康。目前，空氣凈化器是指吸附、分解或轉(zhuǎn)化各種空氣污染物，包括PM2.5、粉塵、異味和甲醛等。常用的空氣凈化技術(shù)主要有吸附技術(shù)、負離子技術(shù)、催化技術(shù)、光觸媒技術(shù)、超結(jié)構(gòu)光礦化技術(shù)、HEPA高效過濾技術(shù)、靜電集塵技術(shù)等。機械性過濾的濾網(wǎng)需要定期清潔或更新。靜電式凈化方式斷電后，電極上吸附的粉塵等釋放造成二次污染，需要定期清潔?；瘜W(xué)法反應(yīng)后生成的物質(zhì)可能帶來二次污染，治標不治本?？傊?，傳統(tǒng)的空氣凈化方法存在各種缺點。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]為能夠簡單、高效、經(jīng)濟地治理大氣污染和凈化室內(nèi)空氣的問題，本發(fā)明提供一種集化學(xué)與物理方法為一體的大氣污染治理裝置及方法。
[0012]本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的:一種大氣污染治理裝置，高壓密閉電絮凝腔體下部設(shè)有進水管，上部設(shè)有潔凈空氣出口管，污染空氣進口管一端與高壓密閉電絮凝腔體相通，另一端與空氣壓縮機相連接；在高壓密閉電絮凝腔體底部安裝有排污管，在高壓密閉電絮凝腔體內(nèi)設(shè)置多個相間排列的隔板，多個隔板形成迷宮式水流通道；用于過濾空氣的高壓反滲透膜管設(shè)置在高壓密閉電絮凝腔體內(nèi)上部；在高壓密閉電絮凝腔體內(nèi)底部設(shè)置用于電絮凝反應(yīng)的電極、電極與電源通過導(dǎo)線連接。
[0013]高壓密閉電絮凝腔體底部設(shè)有支架或滾輪。
[0014]所述排污管設(shè)置在高壓密閉電絮凝腔體底部中間位置，排污管上還設(shè)置有排污管控制閥。
[0015]所述的高壓密閉電絮凝腔體內(nèi)部的隔板至少為2個，相鄰的兩隔板中的一個與高壓密閉電絮凝腔體一側(cè)連接，另一隔板與高壓密閉電絮凝腔體的對側(cè)連接。
[0016]所述的空氣壓縮機為離心式空氣壓縮機或往復(fù)式空氣壓縮機。
[0017]利用上述裝置進行大所污染治理的方法，包括以下步驟:
1)打開進水管上的進水控制閥，使水注入高壓密閉電絮凝腔體；
2)打開電源的開關(guān)，使電極帶電；
3)開啟空氣壓縮機及污染空氣入口控制閥將室外的大氣從污染空氣入口管栗入高壓密閉電絮凝腔體，由于高壓密閉電絮凝腔體內(nèi)充有大量自來水，空氣中大量的粉塵、顆粒和PM2.5等污染物溶于自來水，形成水溶性膠體；在電極的作用下，使廢水中的膠態(tài)雜質(zhì)、懸浮雜質(zhì)凝聚沉淀而分離；同時，帶電的污染物顆粒在電場中泳動，其部分電荷被電極中和而促使其脫穩(wěn)聚沉；
4)空氣中的氧氣和氮氣等在重力分層作用下，向上運動，到達高壓反滲透膜管附近；經(jīng)高壓反滲透膜管過濾，許氧氣和氮氣等氣體分子通過，其它少部分顆粒被過濾下來，并從潔凈空氣出口管排出；
5)當(dāng)高壓密閉電絮凝腔體的底部污泥越來越多，達到一定厚度時，打開進水管和排污管，將污泥排干凈。
[0018]本發(fā)明提供的大氣污染治理裝置及方法，具有以下有益效果:
(1)應(yīng)用于為室內(nèi)提供干凈空氣。
[0019]通過空氣壓縮機將室外的大氣從污染空氣入口管栗入高壓密閉電絮凝腔體后，由于高壓密閉電絮凝腔體內(nèi)充有大量自來水，空氣中大量的粉塵、顆粒和PM2.5等污染物溶于自來水，形成水溶性膠體。在直流電的作用下，以鋁、鐵等金屬為陽極，發(fā)生電絮凝反應(yīng)，陽極被溶蝕，產(chǎn)生Al、Fe等離子，在經(jīng)一系列水解、聚合及亞鐵的氧化過程，發(fā)展成為各種羥基絡(luò)合物、多核羥基絡(luò)合物以至氫氧化物，使廢水中的膠態(tài)雜質(zhì)、懸浮雜質(zhì)凝聚沉淀而分離。同時，帶電的污染物顆粒在電場中泳動，其部分電荷被電極中和而促使其脫穩(wěn)聚沉。廢水進行電解絮凝處理時，不僅對膠態(tài)雜質(zhì)及懸浮雜質(zhì)有凝聚沉淀作用，而且由于陽極的氧化作用和陰極的還原作用，能去除水中多種污染物，適用的PH范圍廣，所形成的沉渣密實，澄清效果好。
[0020]而空氣中的氧氣和氮氣等在重力分層作用下，向上運動，到達高壓反滲透膜管附近；由于高壓反滲透膜管只允許氧氣和氮氣等氣體分子通過，其它少部分顆粒被過濾下來；在空氣壓縮機作用下，高壓密閉電絮凝腔體內(nèi)壓力高于大氣壓力，氧氣和氮氣等氣體分子從高壓反滲透膜管進入干凈空氣出口管，為室內(nèi)源源不斷提供足夠的干凈空氣。
[0021]當(dāng)高壓密閉電絮凝腔體的底部污泥越來越多，達到一定厚度時，打開自來水入口管和排污管，將污泥排干凈。
[0022](2)應(yīng)用于工業(yè)化工廠廢氣處理。
[0023]與為室內(nèi)提供干凈空氣的最大區(qū)別是廢氣處理量不一樣。工業(yè)化工廠廢氣排量非常大，需要把整個設(shè)備大型化，與其匹配。
[0024]工業(yè)化工廢氣栗入高壓密閉電絮凝腔體后，由于高壓密閉電絮凝腔體內(nèi)充有大量自來水，空氣中大量的粉塵、顆粒和PM2.5等污染物溶于自來水，形成水溶性膠體。在直流電的作用下，以鋁、鐵等金屬為陽極，發(fā)生電絮凝反應(yīng)，陽極被溶蝕，產(chǎn)生Al、Fe等離子，在經(jīng)一系列水解、聚合及亞鐵的氧化過程，發(fā)展成為各種羥基絡(luò)合物、多核羥基絡(luò)合物以至氫氧化物，使廢水中的膠態(tài)雜質(zhì)、懸浮雜質(zhì)凝聚沉淀而分離。同時，帶電的污染物顆粒在電場中泳動，其部分電荷被電極中和而促使其脫穩(wěn)聚沉。廢水進行電解絮凝處理時，不僅對膠態(tài)雜質(zhì)及懸浮雜質(zhì)有凝聚沉淀作用