一种臭氧紫外水协同净化空气的方法技术

本发明专利技术涉及一种臭氧紫外水协同净化空气的方法，是在封闭空间内设置臭氧发生装置和紫外发射装置，将待净化空气引入所述封闭空间，在臭氧和紫外辐射条件下，待净化空气中的有机污染物在所述封闭空间被去除。本发明专利技术提供的臭氧紫外水协同净化空气的方法，可快速处理含有甲醛、苯、间二甲苯等有机污染物的空气，其去除率高，具有显著的环保优势。

A method of air purification by ozone ultraviolet water

【技术实现步骤摘要】
一种臭氧紫外水协同净化空气的方法
本专利技术涉及室内空气污染治理技术，尤其是一种臭氧紫外水协同净化空气的方法。
技术介绍
目前，中国已经从传统的烟尘型污染转变为以细颗粒物(PM2.5)和臭氧(O3)为特征的大气复合污染。VOCs是形成O3和PM2.5污染的重要前体。苯和甲醛的大量产生和排放是导致中国O3浓度快速增长的主要原因。与传统的SO2、NO2、烟粉尘不同的是，我国苯系物和甲醛污染防治工作起步较晚，且排放来源非常复杂，因此迫切需要室内空气污染的净化方法、影响因素及其控制方案。空气净化方法大致可分为三类：物理净化，化学净化和生物净化。其中，物理吸附技术已广泛应用于室内空气净化领域。低温等离子体，臭氧氧化和光催化氧化技术主要应用于工业领域。由于单一纯化技术或多或少存在不足，预计联合两种或更多种空气净化方法可以实现良好的净化效率。目前主要有物理吸附和光催化氧化联合净化技术以及物理吸附和等离子体联合净化技术。物理吸附剂通常具有吸附饱和的问题，如果不及时更换，很容易滋生细菌，造成二次污染。为了弥补这一缺陷，物理吸附技术通常与光催化净化技术协同净化室内VOC。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种臭氧紫外水协同净化空气的方法，可实现封闭空间内甲醛、苯、间二甲苯的较高去除率。本专利技术的作用机理如下：专利技术人认为，单独利用臭氧对有机污染物进行氧化的方法效率较低，因此将臭氧和紫外光照结合起来。当能量大于光触媒禁带(VB)宽度的光照射催化剂载体时，光激发电子跃迁到导带(CB)形成导带电子e-，臭氧吸收光能生成氧自由基(O·)，空气中的水分(H2O)与氧自由基(O·)结合生成2分子的羟基自由基(HO·)。羟基自由基(HO·)可以无选择地氧化常见有机污染物使之矿化，从而实现降解转化空气中有机污染物的目的。其过程如下所示：反应方程式如下：O3+uv→O2+O·O·+H2O→2HO·本专利技术的难度在于，最大限度地提高对有机污染物的去除率，特别是在存在多种污染物，例如甲醛、苯、间二甲苯等时，由于O3-UV-H2O协同净化体系对单个污染物处理效果最佳时，往往对其它污染物的处理效果不在最佳时，为此，专利技术人采用响应曲面法，寻找对去除率的关键影响因素，探明因素对去除率的影响规律，并结合多元回归方程，求解出最优解，获得最佳的协同处理条件。上述过程可为将该技术应用于治理室内空气污染提供数据参考。具体方案如下：一种臭氧紫外水协同净化空气的方法，在封闭空间内设置臭氧发生装置和紫外发射装置，将待净化空气引入所述封闭空间，在臭氧和紫外辐射条件下，待净化空气中的有机污染物在所述封闭空间被去除。进一步的，所述封闭空间内，臭氧的浓度不超过100ppm，紫外辐射条件为10-380μw/cm2，空气湿度为30-70％，待净化空气在所述封闭空间内停留100-300s。进一步的，所述封闭空间内，臭氧浓度为30ppm，紫外辐照条件为186μw/cm2，空气湿度为50％，停留时间240s；此条件下，待净化空气中的甲醛、苯、间二甲苯的去除率分别为97.47％，63.89％，100％。进一步的，所述封闭空间内，臭氧的浓度不超过100ppm，紫外辐射条件为190-380μw/cm2，空气湿度为30-70％，待净化空气在所述封闭空间内停留165-300s，待净化空气中的甲醛去除率≥99％。进一步的，所述封闭空间内，臭氧浓度为30ppm，空气湿度为60％，紫外辐照为186.89μw/cm2，待净化空气在所述封闭空间内停留时间为237.69s，待净化空气中的甲醛去除率为100％。进一步的，所述封闭空间内，臭氧的浓度不超过100ppm，紫外辐射条件为0-190μw/cm2，空气的湿度为50-70％，待净化空气在所述封闭空间内停留165-300s，待净化空气中的苯去除率≥95％。进一步的，所述封闭空间内，臭氧的浓度为50ppm，紫外辐射条件为190μw/cm2，空气的湿度为50％，待净化空气在所述封闭空间内停留≥165s，待净化空气中的苯去除率为100％。进一步的，所述封闭空间内，臭氧的浓度不超过50ppm，紫外辐射条件为0μw/cm2，空气的湿度为30％，待净化空气在所述封闭空间内停留165s，待净化空气中的间二甲苯去除率≥99％。进一步的，所述封闭空间内，臭氧的浓度为50ppm，紫外辐射条件为0μw/cm2，空气的湿度为30％，待净化空气在所述封闭空间内停留165s，待净化空气中的间二甲苯去除率为100％。进一步的，所述封闭空间内臭氧浓度为28.71ppm，空气湿度为40％，紫外辐照条件为185.2μw/cm2，待净化空气在所述封闭空间内停留时间为179.56s，待净化空气中的苯去除率为63.89％，间二甲苯去除率为100％。有益效果：本专利技术提供的臭氧紫外水协同净化空气的方法，可快速处理含有甲醛、苯、间二甲苯等有机污染物的空气，其去除率高，具有显著的环保优势。附图说明为了更清楚地说明本专利技术的技术方案，下面将对附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本专利技术的一些实施例，而非对本专利技术的限制。图1是本专利技术提供的紫外光联合臭氧发生装置图；图2是本专利技术一个实施例1提供的单一反应条件对甲醛去除率的影响图；图3是本专利技术一个实施例2提供的单一反应条件对苯去除率的影响图；图4是本专利技术一个实施例2提供的单一反应条件对间二甲苯去除率的影响图。具体实施方式下面将更详细地描述本专利技术的优选实施方式。虽然以下描述了本专利技术的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本专利技术而不应被这里阐述的实施方式所限制。实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。在下面的实施例中，如未明确说明，“％”均指重量百分比。以下使用的测试方法包括：1)臭氧的检测方法使用紫外光度臭氧检测器来检测臭氧浓度。2)甲醛的检测方法使用4160甲醛分析仪，可以读取瞬时浓度，以连续读取甲醛浓度。3)苯系物的检测方法使用溶剂解吸法收集，存储并提取苯系物进行检查。实施例中的模拟待处理空气中，有机污染物含量为0.3mg/m3。实施例中采用的试验装置如图1所述，其中：电源1用于供电；风扇2用于增加反应器内空气流动速率；紫外灯4用于产生紫外辐照；臭氧发生器4用于产生臭氧；温湿计6用于实时记录反应器内温度和湿度；大气采样器7和活性炭采样管8用于采集反应器内VOCs；甲醛分析仪3用于实时监测甲醛浓度。实施例1臭氧紫外水协同净化空气中的甲醛采用响应曲面法，建立四因素三水平Box-Benhnken中心组合实验，以甲醛去除率为响应值，选取对实验结果影响较大的实验条件：臭氧浓度(A)、空气湿度(B)、紫外辐照(C)本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种臭氧紫外水协同净化空气的方法，其特征在于：在封闭空间内设置臭氧发生装置和紫外发射装置，将待净化空气引入所述封闭空间，在臭氧和紫外辐射条件下，待净化空气中的有机污染物在所述封闭空间被去除。/n

【技术特征摘要】
1.一种臭氧紫外水协同净化空气的方法，其特征在于：在封闭空间内设置臭氧发生装置和紫外发射装置，将待净化空气引入所述封闭空间，在臭氧和紫外辐射条件下，待净化空气中的有机污染物在所述封闭空间被去除。


2.根据权利要求1所述臭氧紫外水协同净化空气的方法，其特征在于：所述封闭空间内，臭氧的浓度不超过100ppm，紫外辐射条件为10-380μw/cm2，空气湿度为30-70％，待净化空气在所述封闭空间内停留100-300s。


3.根据权利要求2所述臭氧紫外水协同净化空气的方法，其特征在于：所述封闭空间内，臭氧浓度为30ppm，紫外辐照条件为186μw/cm2，空气湿度为50％，停留时间240s；此条件下，待净化空气中的甲醛、苯、间二甲苯的去除率分别为97.47％，63.89％，100％。


4.根据权利要求2所述臭氧紫外水协同净化空气的方法，其特征在于：所述封闭空间内，臭氧的浓度不超过100ppm，紫外辐射条件为190-380μw/cm2，空气湿度为30-70％，待净化空气在所述封闭空间内停留165-300s，待净化空气中的甲醛去除率≥99％。


5.根据权利要求4所述臭氧紫外水协同净化空气的方法，其特征在于：所述封闭空间内，臭氧浓度为30ppm，空气湿度为60％，紫外辐照为186.89μw/cm2，待净化空气在所述封闭空间内停留时间为237.69s，待净化空气中的甲醛去除率为100％。


6.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：高攀峰，李倩倩，傅海燕，朱福苗，吴优，
申请(专利权)人：厦门理工学院，
类型：发明
国别省市：福建;35