一种净化空气中甲醛的生物处理装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供了一种能够净化空气中甲醛的生物处理装置，由循环气液交换系统和生物降解反应室通过管道连接构成，通过以甲醛为唯一碳源的微生物的降解作用完成对甲醛的净化处理。本装置安全性好，运行成本低，在有效净化甲醛的同时还能够对空气中的颗粒物进行净化，并具有加湿作用，是有效净化空气中甲醛的生物处理装置，对生物净化领域的产品开发具有重要意义。

A biological treatment device for purifying formaldehyde in air

【技术实现步骤摘要】
一种净化空气中甲醛的生物处理装置
本技术涉及生物净化领域，具体为一种净化空气中甲醛的生物处理装置。
技术介绍
甲醛可以使蛋白质变性，具有致癌、致畸、致残效应，空气中甲醛超标影响人体健康，目前室内空气中甲醛并无有效处理方式。目前主流处理方法有2种，第一种：吸附方法。吸附法又分为自然吸附和强制吸附，其中自然吸附方法是指在室内摆设吸附介质，通过空气的自然流动与吸附介质接触，实现有限效率的吸附作用。此法几乎对超标甲醛无作用，或其作用微小可以被忽略，主要原因是空气流动有限，吸附介质对空气的接触量小，接触面积小，使得甲醛与活性炭的接触几率很小。浅层接触可能会被活性炭表面的饱和层所排斥，不能进行充分的吸附反应。因此自然吸附法的甲醛去除效果非常有限。被动吸附是指通过强制通风的方式使空气中的甲醛进入充满活性炭的吸附介质室，在此处空气能够和活性炭进行较为完全的接触，吸附介质对空气进行过滤，对空气中的甲醛等有机分子进行吸附。此方法的缺点是，吸附介质的吸附作用会产生饱和，饱和后的吸附介质不仅不能继续吸附甲醛，而且还会对空气中释放甲醛，形成污染源，造成二次污染，需定期更换吸附介质才可以进行，因此对吸附介质需求量极大，提高了成本，形成非常大的资源浪费。第二种：氧化去除方法。此法基本原理是氧化方法，主要包括催化氧化、等离子氧化、高温燃烧氧化法、臭氧氧化等方法。高温燃烧氧化法：利用电能或燃烧产热，将所有气体组分无差别加热至800℃以上，使空气中的氧气和甲醛发生氧化还原反应，生成H2O和CO2。但此法高耗能，设备成本极高，对室内空气温度有影响，基本不适用于实际应用。等离子氧化法：利用高电压气体放电的原理，将所有空气组分无差别进行等离子化，等离子化的甲醛与氧气发生氧化还原反应，生成H2O和CO2。此法同样需要耗费大量的电能，有高压电安全隐患，对甲醛非专一性去除，需要较大的占地面积和笨重的设备体积，不适用于实际应用；催化氧化去除法如光触媒氧化，需紫外线照射TiO2涂层，反应面积受限，氧化效率低，产生紫外线污染，实用价值不大；臭氧氧化法，利用臭氧产生发生器产生出的臭氧对甲醛气体分子进行氧化，臭氧产生发生器本身因需要高压电或紫外线等极端条件，因而具有一定的安全隐患，其次会产生多余有害气体O3，产生二次污染，几乎无实用价值。
技术实现思路
本技术的目的一是提供一种克服现有技术不足，提出一种净化空气中甲醛的生物处理装置。本技术提供的净化空气中甲醛的生物处理装置由循环气液交换系统和生物降解反应室通过管道连接构成，具体内容如下：循环气液交换系统为一个气液交换室，气液交换室上设置有进气口和排气口，进气口外管道上安装气泵，通过气泵将含有甲醛的空气由进气口挤压进入气液交换室，通过与气液交换室内部的循环电解液充分接触，将空气中的甲醛溶解于电解液中，剩余气体通过排气口排出；气液交换室还设置有进水口和出液口，交换室中的电解液通过水泵实现在本装置内的循环流动，电解液通过水泵挤压从进水口流入气液交换室，与空气充分接触完成甲醛交换后成为甲醛溶液，从出液口排出。生物降解反应室上设置有进液口和出水口，通过管道分别于出液口和进水口相连接。生物降解反应室内部被1-4微米孔径的半透膜隔断分为上下2层，上层为循环流动的含甲醛溶液，该溶液中的电解质、水、甲醛等小分子持续透过1-4微米孔径半透膜与下层溶解进行交换。下层隔室中放置有以甲醛为唯一C源生长的菌剂。作为优选，所述的净化空气中甲醛的生物处理装置中的气液交换室内设置一循环水喷淋交换器。利用水泵作为动力输出设备，对电解液加以压力，压力使得电解液通过喷头喷洒在气液交换室内。同时，室内空气通过强制通风设备流入气液交换室内。在气液交换室内，喷淋形成半气态的电解液与空气充分接触，将空气中的甲醛、颗粒物等吸收转移进入电解液中，形成甲醛溶液，完成甲醛由气体到液体的传质过程。作为优选，所述的生物降解反应室内设置有温控器，电解液通过温控器保持22-35℃的温度。本技术中所述净化空气中甲醛的生物处理装置中使用的菌剂可以降解甲醛，对高浓度的溶液中的甲醛进行同化吸收，把甲醛当做微生物的“食物”（底物），在转变甲醛原有的化学结构的同时，将其转化成为菌体自身的一部分，从而是使甲醛得到降解和去除。本生物处理装置通过电解液与含有甲醛空气的充分接触，先初步脱除空气中的甲醛，再利用以甲醛为唯一C源的微生物菌株实现对溶于电解液中的甲醛的高效降解。采用微米级半透膜的作用有二：其一，为菌剂提供空间隔离，使其固定于下层空间内，不被循环电解液带走。其二，为电解液中的甲醛和电解质提供交换孔隙，使含甲醛溶液得到净化，甲醛被去除。通过微生物降解后的洁净的不含甲醛的电解液持续与上层含有甲醛的电解液交换，周而复始，去除甲醛后的电解液被泵体泵入下一次电解液循环。从而，室内空气持续与本装置内电解液进行接触交换，循环电解液中的甲醛持续被去除，空气中的甲醛持续得到去除。本技术提供的净化空气中甲醛的生物处理装置内部采用循环电解液一是可以有效提高醛的溶解度，增加对甲醛的吸收效率，二是其中的电解质为下一步的微生物的生长和培养提供养分和维持渗透压的功能，以保证菌种的活力和活菌数量，从而进一步提高甲醛脱除率并节约成本。生物降解反应室内的温控系统也是为了保证菌株存活性和维持菌株的甲醛降解率而设置的，温度范围22-35℃，仅在室温低于这个范围时才会开启，安全节能。本技术提供的净化空气中甲醛的生物处理装置不需要高温高压装置，因此装置安全性非常好。设备运行状态均是常温常压，因此运行成本非常低。生物质菌剂在常温常压的电解液环境中可以长期具有生物活性，长期有效，长期保存，因而不需要特殊耗材，不需要特殊维护。本装置利用电解液和空气的交换过程，在实现了对甲醛的吸收的同时，还吸收和溶解了一些空气中的颗粒物质，形成更佳的空气净化效果。在气液交换的同时，还形成部分含水量高的空气的逸出，形成空气加湿效果。附图说明图1为实施例1的结构示意图。图中，1是生物反应室，2是气液交换室，3是进气口，4是排气口，5是气泵，6是进水口，7是出液口，8是进液口，9是出水口，10是半透膜，11是水泵，12是管道，13是温控器，14是喷淋交换器。具体实施方式下面结合具体实施实例对本技术进行详细说明。以下实施实例有助于此领域的技术人员进一步理解本技术，但不以任何形式限制本技术。下述实施例中使用的菌株为甲基杆菌属细菌MethylobacteriumpodariumJQ-1（以下简称JQ-1），JQ-1菌株在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心的保藏编号为CGMCCNo.17229。下述实施例中所使用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。下述实施例中所使用的培养基如下：甲醛培养基：甲醛50mg/L、NH4Cl0.5g/L、Na2HPO43.0g/L、KH2PO41.5g/L、MgSO4·7H2O0.1g/L、1MCaCl20.1g/L。下述实施例中使用本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种净化空气中甲醛的生物处理装置，其特征在于本装置由循环气液交换系统和生物降解反应室(1)通过管道(12)连接构成，其中：/na所述循环气液交换系统为一个气液交换室(2)，气液交换室(2)上设置有进气口(3)和排气口(4)，进气口(3)外管道(12)上安装气泵(5)，气液交换室(2)还设置有进水口(6)和出液口(7)，气液交换室(2)中的电解液通过外接水泵(11)在本装置内的循环流动；/nb所述生物降解反应室(1)上设置有进液口(8)和出水口(9)，通过管道(12)分别于出液口(7)和进水口(6)相连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种净化空气中甲醛的生物处理装置，其特征在于本装置由循环气液交换系统和生物降解反应室(1)通过管道(12)连接构成，其中：
a所述循环气液交换系统为一个气液交换室(2)，气液交换室(2)上设置有进气口(3)和排气口(4)，进气口(3)外管道(12)上安装气泵(5)，气液交换室(2)还设置有进水口(6)和出液口(7)，气液交换室(2)中的电解液通过外接水泵(11)在本装置内的循环流动；
b所述生物降解反应室(1)上设置有进液口(8)和出水口(9)，通过管道(12)分别于出液口(7)和进水口(6)...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱瑞清，刘美玲，牛永艳，王治业，杜津昊，
申请(专利权)人：甘肃省科学院生物研究所，
类型：新型
国别省市：甘肃;62