一種微藻氧吧介導(dǎo)的空氣凈化裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種既能凈化空氣和保持空氣濕度、又能釋放純凈氧氣的微藻氧吧介導(dǎo)的空氣凈化裝置，從而確保過濾后的空氣新鮮無污染。本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種微藻氧吧介導(dǎo)的空氣凈化裝置，在機(jī)殼上開設(shè)進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口，在出風(fēng)口處安裝風(fēng)扇，在所述機(jī)殼內(nèi)設(shè)有1個或多個微藻過濾器，促進(jìn)微藻光合自養(yǎng)的生長光源，促進(jìn)微藻生長的水槽和水泵；將微藻引入到中間介質(zhì)上，通過循環(huán)噴淋、生長光源等培養(yǎng)條件的控制，使微藻貼壁成長，從而形成所述微藻過濾器，微藻過濾器設(shè)置在進(jìn)風(fēng)口到出風(fēng)口的通道上。
【專利說明】一種微藻氧吧介導(dǎo)的空氣凈化裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于家庭、辦公及室內(nèi)公共場所空氣凈化技術(shù)設(shè)備領(lǐng)域，特別涉及一種利用微藻氧吧介導(dǎo)的新型空氣凈化裝置的開發(fā)。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著社會的發(fā)展和科學(xué)的進(jìn)步，人們對生活、辦公、公共場所等室內(nèi)空間的空氣質(zhì)量要求越來越高，特別是近年來中國多地出現(xiàn)的霧霾天氣，空氣污染日趨嚴(yán)重，嚴(yán)重威脅人們的健康，因此急需開發(fā)一種安全、高效的空間環(huán)境氣體凈化裝置。一般的空氣污染物包括可吸入顆粒物、甲醛、苯系物、揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOCs)、一氧化碳(CO)、臭氧(O3)、病毒、細(xì)菌和真菌以及其他過敏源。當(dāng)前去除這類空氣污染源常用的方法包括:活性炭吸附法、過濾法、光催化法、離子凈化法等等。但這些方法均存在著這樣或那樣的缺陷:例如，活性炭吸附法只能在短時間內(nèi)吸附一定的細(xì)菌、塵土及有害氣體，容易飽和，不易再生利用；過濾法對有害氣體沒有作用，且使用成本高。
[0003]微藻作為一種極為重要的光合作用的微生物，具有生長周期短、光合效率高、抗逆性強(qiáng)和吸附強(qiáng)度高等特點，其二氧化碳(CO2)固定效率為一般陸生植物的10-50倍且能吸附空氣中大量懸浮顆粒物、重金屬等及保持空氣濕度。此外，它還可以吸收轉(zhuǎn)化空氣中大量的二氧化碳(CO2)產(chǎn)生大量氧氣，并合成油脂，通過收集加工可提煉成生物柴油，供汽車、火車作為動力燃料，進(jìn)一步加工還可作為航空燃料，供飛機(jī)使用。因此利用微藻的光合效率高、生長速率快、抗逆性強(qiáng)及吸附強(qiáng)度高等特點，進(jìn)行空氣中CO2和其他有毒有害氣體及固體的吸附固定，吸附空氣中的其他懸浮物及保持環(huán)境濕度，生產(chǎn)大量新鮮氧氣等是解決由環(huán)境污染、大氣溫室效應(yīng)等導(dǎo)致的一系列環(huán)境問題非常有前景的一項低成本高效率的新技術(shù)，而且在工業(yè)廢氣回收及空氣中CO2濃度及其它污染物控制等方面也具有非常廣闊的應(yīng)用前旦
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【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有空氣凈化技術(shù)及設(shè)備的不足，提供一種既能凈化空氣和保持空氣濕度，又能釋放純凈氧氣的一種微藻氧吧介導(dǎo)的空氣凈化裝置，從而確保過濾后的空氣新鮮無污染。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種微藻氧吧介導(dǎo)的空氣凈化裝置，在機(jī)殼上開設(shè)進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口，在出風(fēng)口處安裝風(fēng)扇,在所述機(jī)殼內(nèi)設(shè)有I個或多個微藻過濾器，促進(jìn)微藻光合自養(yǎng)的生長光源，促進(jìn)微藻生長的水槽和水泵；將微藻引入到中間介質(zhì)上，通過循環(huán)噴淋、生長光源等培養(yǎng)條件的控制，使微藻貼壁成長，從而形成所述微藻過濾器，微藻過濾器設(shè)置在進(jìn)風(fēng)口到出風(fēng)口的通道上。微藻過濾器可以為I個、2個、3個或3個以上。
[0006]上述方案中，所述生長光源設(shè)置在微藻過濾器的上方，所述水槽和水泵設(shè)置在微藻過濾器的下方。
[0007]上述方案中，在所述機(jī)殼內(nèi)、進(jìn)風(fēng)口到出風(fēng)口的通道上還設(shè)有:活性炭過濾器、不同孔徑濾膜過濾器、UV光過濾器、UV滅菌滅病毒器，選擇其中之一或其組合。
[0008]上述方案中，所述微藻過濾器的中間介質(zhì)是網(wǎng)狀、條狀或中空多孔的結(jié)構(gòu)，其材料包括但不限于:泡沫塑料、麻布、尼龍，鋁制、鐵制、銅制、不銹鋼等金屬，纖維素、半纖維素、木質(zhì)素等可再生材料。
[0009]上述方案中，將微藻引入到中間介質(zhì)上和微藻過濾器形成的步驟包括:(1)微藻的轉(zhuǎn)接和培養(yǎng):將生長的微藻藻菌接種至生物反應(yīng)裝置中，在微藻培養(yǎng)基中光照培養(yǎng)，微藻細(xì)胞包括對數(shù)生長的早期、中期和晚期以及穩(wěn)定期的前期、中期和晚期的微藻細(xì)胞；(2)微藻干粉的制備:將步驟(I)藻液通過物理或化學(xué)方法進(jìn)行濃縮，低溫干燥，制成干粉；(3)培養(yǎng)液的制備:取出濃縮培養(yǎng)基，其與水按1:80-200比例稀釋，制備成培養(yǎng)液，然后倒入水槽中；(4)微藻過濾器的形成:取出步驟(2)的微藻干粉，按0.1 g微藻干粉加入50-250mL濃縮培養(yǎng)基的比例，將微藻干粉加入到水槽的培養(yǎng)液中，然后打開生長光源，開動水泵，讓水槽中微藻干粉和培養(yǎng)液在中間介質(zhì)上循環(huán)噴淋并充分吸附固定到中間介質(zhì)上，微藻細(xì)胞會快速分裂生長，并在中間介質(zhì)上繼續(xù)貼壁生長，微藻達(dá)到一定濃度后會在光合自養(yǎng)條件下繼續(xù)生長形成微藻過濾器。
[0010]上述方案中，所述步驟(I)的微藻包括但不限于sp., Cylindrothecasp., Diatom, Nitzschia sp., Schizochytrium sp., Dunaliella, Scenedesmussp., Nannochloris sp., Chlamydomonas sp., Tetraselmis sp., 5?Eudorina sp.ο
[0011]上述方案中，所述步驟(I)的微藻培養(yǎng)基包括但不限于=BG-1l培養(yǎng)基、F/2培養(yǎng)基、Walne培養(yǎng)基、TAP培養(yǎng)基或其他任何經(jīng)過修改的微藻培養(yǎng)基。
[0012]上述方案中，所述步驟(I)的微藻培養(yǎng)基還包括市政廢水、工業(yè)廢水或動物糞便等有機(jī)液體。
[0013]上述方案中，所述步驟⑶濃縮培養(yǎng)基包括=K2HPO4.3H20 0.01-100g/L,MgSO4.7H20 0.01-100g/L, CaCl2.2H20 0.01-1000g/L, Citric acid 0.01-100g/L,Ferric ammonium citrate 0.01-100g/L,EDTA 0.01-100g/L, NaNO3 0.01-1000g/L,Na2CO30.01-100g/L, H3B032.86g/L, MnCl2.4H20 1.81g/L, ZnSO4.7H20 0.222g/L, NaMoO4.2H200.39g/L, CuSO4.5H20 0.079g/L，CoCl2.6H20 0.05g/L，選擇其中之一或其組合。
[0014]上述方案中，可以在水槽中養(yǎng)魚。
[0015]本發(fā)明的創(chuàng)新點及其有益效果在于，引入了微藻進(jìn)入到新型空氣過濾裝置中，并通過自養(yǎng)濃縮培養(yǎng)基和水的配置以及循環(huán)噴淋、生長光源等培養(yǎng)條件的控制，使微藻貼壁生長在中間介質(zhì)上，從而形成微藻過濾器，使空氣凈化裝置具有同時附著固定空氣中的懸浮顆粒、固定二氧化碳(CO2)并釋放純凈氧氣(02)、保持空氣濕度等綜合功能，還可以具有殺病毒殺菌的功能，空氣過濾裝置的水池也可以養(yǎng)魚，將魚缸和空氣過濾器結(jié)合于一體，是最佳的新型室內(nèi)空氣凈化裝置。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1是本發(fā)明的微藻氧吧介導(dǎo)的空氣凈化裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]其中:0機(jī)殼；I進(jìn)風(fēng)口；2微藻過濾器；3生長光源；4水泵；5活性炭過濾器；6 UV光通道/ UV光過濾器；7風(fēng)扇；8水槽；9透光擋板；10出風(fēng)口 ；21中間介質(zhì)。

【具體實施方式】
[0018]下面結(jié)合圖1所示的結(jié)構(gòu)示意圖，并列舉實施例對本發(fā)明予以進(jìn)一步說明，本發(fā)明包括但不限于本實施例。
[0019]本發(fā)明提供一種微藻介導(dǎo)的新型空氣凈化裝置，在機(jī)殼O上開設(shè)進(jìn)風(fēng)口 I和出風(fēng)口 10，在出風(fēng)口 10處安裝風(fēng)扇7，在機(jī)殼O內(nèi)設(shè)有2個微藻過濾器2，促進(jìn)微藻光合自養(yǎng)的生長光源3，促進(jìn)微藻生長的水槽8和水泵4，還設(shè)有活性炭過濾器5和UV光過濾器6 ;將微藻引入到中間介質(zhì)21上，通過循環(huán)噴淋、生長光源3等培養(yǎng)條件的控制，使微藻貼壁成長，從而形成微藻過濾器2 ;微藻過濾器2、活性炭過濾器5和UV光過濾器6設(shè)置在進(jìn)風(fēng)口I到出風(fēng)口 10的通道上。
[0020]具體步驟如下:
(I)微藻的轉(zhuǎn)接和培養(yǎng)
選取淡水綠藻(小球藻XXJroreJ7a protothecoides UTEX 購自美國德克薩斯大學(xué)藻種保藏中心，將生長在斜面瓊脂固體培養(yǎng)基上的小球藻單菌落接種至生物反應(yīng)裝置中，在微藻培養(yǎng)基中光照培養(yǎng)，微藻細(xì)胞濃度在0.01-100.0 g/L之間。具體培養(yǎng)條件設(shè)置如下:溫度控制在4-45°C的范圍內(nèi)，以28°C為最佳；光照培養(yǎng)氮源如甘氨酸、酵母提取物等初始濃度介于1-15 g.L—1，優(yōu)選4 g.L—1，通入空氣或空氣、CO2的混合氣體，通氣量50-300 L/h，優(yōu)選80-120L/h ;C02濃度0.1-10% ;培養(yǎng)過程中采用10-200 μ mol.πΓΥ1的光照射，pH值控制在5-9之間，以7.0為佳；總培養(yǎng)時間視細(xì)胞生長情況而定，一般介于40-400小時，優(yōu)選160-200小時。所述生物反應(yīng)裝置包括試管、搖瓶、三角瓶、通氣瓶、水槽、燒杯、平板光反應(yīng)器、管式光反應(yīng)器、線圈式光反應(yīng)器、袋狀光反應(yīng)器、漂浮式光反應(yīng)器、垂直圓柱形光反應(yīng)器、疊加式光反應(yīng)器、開放式跑道池式反應(yīng)器等光生物反應(yīng)器、發(fā)酵罐、或開放培養(yǎng)池。所述微藻培養(yǎng)基包括但不限于:BG-1I培養(yǎng)基、F/2培養(yǎng)基、Walne培養(yǎng)基、TAP培養(yǎng)基或其他任何經(jīng)過修改的微藻培養(yǎng)基；所述微藻培養(yǎng)基還包括市政廢水、工業(yè)廢水或動物糞便等有機(jī)液體。
[0021](2)微藻干粉的制備
當(dāng)微藻細(xì)胞進(jìn)入對數(shù)生長末期或穩(wěn)定期前期，將藻液通過物理或化學(xué)方法進(jìn)行濃縮，在低溫條件下快速冷凍，然后在低溫下真空干燥，使藻種的新陳代謝活動處于高度靜止?fàn)顟B(tài)，制成微藻干粉，最后在低溫避光條件下保存?zhèn)溆谩?br> [0022](3)水槽中培養(yǎng)液的制備
取出濃縮培養(yǎng)基，其與水按1:100比例稀釋，制備成培養(yǎng)液，然后倒入空氣凈化裝置的水槽 8 中。所述濃縮培養(yǎng)基包括 K2HPO4.3Η20 4g/L, MgSO4.7Η20 7.5g/L，CaCl2.2Η20 3.6g/L, Citric acid 0.6g/L, Ferric ammonium citrate 0.6g/L, EDTA 0.lg/L, NaNO3 150g/L, Na2CO3 2g/L, H3B032.86g/L, MnCl2.4H20 1.81g/L, ZnSO4.7H20 0.222g/L, NaMoO4.2H200.39g/L, CuSO4.5H20 0.079g/L 和 CoCl2.6H20 0.05g/L。
[0023](4)微藻過濾器的形成
取出一小包微藻干粉，按約0.1 g微藻干粉加入100 mL濃縮培養(yǎng)基的比例,將微藻干粉加入到水槽8的培養(yǎng)液中，然后打開生長光源3，開動水泵4，讓水槽8中微藻干粉和培養(yǎng)液在中空多孔的中間介質(zhì)21上循環(huán)噴淋并充分吸附固定到中間介質(zhì)21上，然后，微藻細(xì)胞會快速分裂生長，并在中間介質(zhì)21上繼續(xù)貼壁生長，微藻達(dá)到一定濃度后會在光合自養(yǎng)條件下繼續(xù)生長形成微藻過濾器2。微藻細(xì)胞培養(yǎng)過程中細(xì)胞密度通過定時測定光密度值(OD54tlnm)來估算。OD54tlnm與細(xì)胞干重的線性關(guān)系可以用以下公式表示:y = 0.4155x, (R2=0.9933，P <0.05)，其中y表示細(xì)胞密度(g.L—1)，X表示540 nm處光吸收密度值。
[0024](5)空氣凈化裝置的使用
開啟空氣凈化器裝置中風(fēng)扇7和UV光過濾器6的開關(guān)，讓室內(nèi)空氣循環(huán)進(jìn)出微藻氧吧介導(dǎo)的新型空氣凈化裝置，空氣從進(jìn)風(fēng)口 I進(jìn)入，經(jīng)過兩層微藻過濾器2，一層活性碳過濾器5,—層UV光過濾器6,凈化的空氣然后經(jīng)過風(fēng)扇7排出，詳見圖1所不。由于微藻過濾器2的作用，該系統(tǒng)具有同時附著固定空氣中的懸浮顆粒、固定CO2并釋放純凈O2、保持空氣濕度的功能，由于UV光過濾器，該系統(tǒng)還具有殺菌殺病毒的功能。通過監(jiān)控通氣前和通氣后空氣中C02、C0和PM2.5以及O2的變化，可以得出本發(fā)明的微藻介導(dǎo)的新型空氣凈化裝置凈化空氣效果非常理想的結(jié)論。
[0025](6)水槽可以養(yǎng)魚,將魚缸和空氣過濾器結(jié)合于一體
空氣凈化裝置下面的水槽8中可以養(yǎng)魚等，生長的微藻可作為這些魚等的飼料，而這些魚等也可幫助微藻繼續(xù)生長。該系統(tǒng)是最佳的氧吧和室內(nèi)空氣凈化裝置。
【權(quán)利要求】
1.一種微藻氧吧介導(dǎo)的空氣凈化裝置，其特征在于，在機(jī)殼上開設(shè)進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口，在出風(fēng)口處安裝風(fēng)扇，在所述機(jī)殼內(nèi)設(shè)有I個或多個微藻過濾器，促進(jìn)微藻光合自養(yǎng)的生長光源，促進(jìn)微藻生長的水槽和水泵；將微藻引入到中間介質(zhì)上，通過循環(huán)噴淋、生長光源等培養(yǎng)條件的控制，使微藻貼壁成長，從而形成所述微藻過濾器，微藻過濾器設(shè)置在進(jìn)風(fēng)口到出風(fēng)口的通道上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣凈化裝置，其特征在于，所述生長光源設(shè)置在微藻過濾器的上方，所述水槽和水泵設(shè)置在微藻過濾器的下方。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的空氣凈化裝置，其特征在于，在所述機(jī)殼內(nèi)、進(jìn)風(fēng)口到出風(fēng)口的通道上還設(shè)有:活性炭過濾器、不同孔徑濾膜過濾器、UV光過濾器、UV滅菌滅病毒器，選擇其中之一或其組合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的空氣凈化裝置，其特征在于，所述微藻過濾器的中間介質(zhì)是網(wǎng)狀、條狀或中空多孔的結(jié)構(gòu)，其材料包括但不限于:泡沫塑料、麻布、尼龍，鋁制、鐵制、銅制、不銹鋼等金屬，纖維素、半纖維素、木質(zhì)素等可再生材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的空氣凈化裝置，其特征在于，將微藻引入到中間介質(zhì)上和微藻過濾器形成的步驟包括:(I)微藻的轉(zhuǎn)接和培養(yǎng):將生長的微藻藻菌接種至生物反應(yīng)裝置中，在微藻培養(yǎng)基中光照培養(yǎng)，微藻細(xì)胞包括對數(shù)生長的早期、中期和晚期以及穩(wěn)定期的前期、中期和晚期的微藻細(xì)胞；(2)微藻干粉的制備:將步驟(I)藻液通過物理或化學(xué)方法進(jìn)行濃縮，低溫干燥，制成干粉；(3)培養(yǎng)液的制備:取出濃縮培養(yǎng)基，其與水按1:80-200比例稀釋，制備成培養(yǎng)液，然后倒入水槽中；(4)微藻過濾器的形成:取出步驟(2)的微藻干粉，按0.1 g微藻干粉加入50-250mL濃縮培養(yǎng)基的比例，將微藻干粉加入到水槽的培養(yǎng)液中，然后打開生長光源，開動水泵，讓水槽中微藻干粉和培養(yǎng)液在中間介質(zhì)上循環(huán)噴淋并充分吸附固定到中間介質(zhì)上，微藻細(xì)胞會快速分裂生長，并在中間介質(zhì)上繼續(xù)貼壁生長，微藻達(dá)到一定濃度后會在光合自養(yǎng)條件下繼續(xù)生長形成微藻過濾器。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的空氣凈化裝置，其特征在于，所述步驟(I)的微藻包括但不限于:sp., Cylindrotheca sp., Diatom, Nitzschia sp., Schizochytriumsp., Dunaliella, Scenedesmus sp., Nannochloris sp.， Chlamydomonas sp.,Tetraselmis sp.,或 Eudorina sp.。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的空氣凈化裝置，其特征在于，所述步驟(I)的微藻培養(yǎng)基包括但不限于:BG-1l培養(yǎng)基、F/2培養(yǎng)基、Walne培養(yǎng)基或TAP培養(yǎng)基。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的空氣凈化裝置，其特征在于，所述步驟(I)的微藻培養(yǎng)基還包括市政廢水、工業(yè)廢水或動物糞便等有機(jī)液體。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的空氣凈化裝置，，其特征在于，所述步驟(3)濃縮培養(yǎng)基包括K2HPO4.3H20 0.01-100g/L, MgSO4.7H20 0.01-100g/L，CaCl2.2H20 0.01-1000g/L，Citricacid 0.0l-lOOg/L, Ferric ammonium citrate 0.01-100g/L, EDTA 0.01-100g/L, NaNO30.01-1000g/L, NafO3 0.01-100g/L, H3B032.86g/L, MnCl2.4H20 1.81g/L, ZnSO4.7H200.222g/L, NaMoO4.2H20 0.39g/L, CuSO4.5H20 0.079g/L，CoCl2.6H20 0.05g/L，選擇其中之一或其組合。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的空氣凈化裝置，其特征在于，在水槽中養(yǎng)魚。
【文檔編號】C12M1/04GK104214845SQ201410469519
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年9月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月15日
【發(fā)明者】宋昊, 朱榕璧, 周文廣, 阮榕生 申請人:宋昊