本公開(kāi)涉及一種污染管理系統(tǒng)，該污染管理系統(tǒng)通過(guò)收集、處理及隨后釋放已處理的空氣來(lái)減少環(huán)境中外表或表面層級(jí)的大氣污染量。所述系統(tǒng)可以用于減少城市和/或工業(yè)區(qū)域中的大氣污染，以及用于捕獲和分離空氣中的自由微粒物質(zhì)、局部污染氣體，比如，苯、甲烷、甲醛、臭氧、揮發(fā)性有機(jī)物以及含氮和含硫的混合物或化學(xué)結(jié)合物。

所述系統(tǒng)還可以用于通過(guò)在人群處（例如，人行道或運(yùn)動(dòng)場(chǎng)）提供干凈空氣并在污染源（例如，交通）的另一側(cè)收集空氣來(lái)在公共空間創(chuàng)造定向氣流。氣流將污染從人群處吹走并且到達(dá)收集系統(tǒng)，有益于健康及收集效率。

背景技術(shù)：

空氣中污染物濃度是世界上所有的城市地區(qū)所面臨的不同程度的日益增加的問(wèn)題。捕獲周圍空氣并且將其加工干凈的想法沒(méi)有通過(guò)研究工作有效地解決，大多數(shù)的現(xiàn)有研究集中在利用從空氣捕獲及加工co2的初步處理。

存在用于捕獲、處理及控制空氣污染的不同方法，可以概括地分類為：

（1）減少污染的方法，比如，設(shè)備或煙道廢氣處理過(guò)程的過(guò)程修改；

（2）結(jié)構(gòu)措施，比如，能源效率改進(jìn)或燃料替換；

（3）城市規(guī)劃有關(guān)措施，比如，交通規(guī)劃或干道建設(shè)。

另外，在密閉環(huán)境中，已在一定程度上成功地使用了不同的空氣過(guò)濾方法。例如，可以使用機(jī)械過(guò)濾器（即，煤和/或活性炭過(guò)濾器）。另一方法是靜電過(guò)濾。然而，還沒(méi)有方法用于開(kāi)放空間環(huán)境的超高容量空氣過(guò)濾。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的方面在所附權(quán)利要求中具體說(shuō)明。

附圖說(shuō)明

參照以下具體描述，并結(jié)合附圖，可以獲得對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例的更完整的理解，其中：

圖1為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的污染管理系統(tǒng)的示意圖；

圖2為污染管理系統(tǒng)的放大圖；

圖3為污染管理系統(tǒng)在典型安裝區(qū)域中的一部分的示例。

概述

參照?qǐng)D1，本發(fā)明涉及一種污染管理系統(tǒng)，該污染管理系統(tǒng)由機(jī)電系統(tǒng)組成，該機(jī)電系統(tǒng)通過(guò)分布式吸頭105捕獲自由大氣氣體。所述氣體由氣流系統(tǒng)110（風(fēng)扇、對(duì)流系統(tǒng)等）通過(guò)管道和/或管線113引導(dǎo)。所捕獲的氣體被運(yùn)輸至污染空氣處理和分離子系統(tǒng)。

所述吸氣口105由陣列組成，并且通過(guò)例如由風(fēng)扇產(chǎn)生的低壓吸力捕獲大量的自由大氣空氣?？諝膺\(yùn)輸至空氣處理臺(tái)115，全部容量的捕獲氣體在空氣處理臺(tái)115處處理?？諝饨?jīng)過(guò)過(guò)濾臺(tái)，這可以是化學(xué)過(guò)濾、物理過(guò)濾或二者結(jié)合。所有的捕獲的氣態(tài)及固態(tài)成分被轉(zhuǎn)換或保留，并適當(dāng)?shù)乇４妗?/p>

因此，可以開(kāi)發(fā)以城市規(guī)模的近似于污水系統(tǒng)的用于空氣污染的系統(tǒng)，利用廣泛分布的吸頭將污染空氣運(yùn)送至局部的分布的或中央空氣處理位置。然后，可以凈化污染空氣，即以任何適當(dāng)方式清潔，清潔空氣可以返回至環(huán)境中，同時(shí)，移除物質(zhì)可以適當(dāng)?shù)卦O(shè)置或重新利用。在其它實(shí)施例中，可以在源頭捕獲污染空氣，例如，在工廠煙囪，并且如文中所述進(jìn)行處理。附加洗滌臺(tái)可以設(shè)置于運(yùn)輸管線或管道內(nèi)的位置。

空氣進(jìn)氣口和排氣口可以如此設(shè)置以創(chuàng)造從居民區(qū)（例如，人行道或運(yùn)動(dòng)場(chǎng)）至污染源（例如，機(jī)動(dòng)車交通）的清潔氣流。這可能具有以下增加的益處：將新污染從人群吹向污染收集入口的，通過(guò)在人群處（例如，人行道或運(yùn)動(dòng)場(chǎng)）提供清潔空氣以及在污染源（例如，交通）的另一側(cè)收集的空氣，提供用于在公共空間創(chuàng)造定向氣流的系統(tǒng)。氣流可能將污染從人群吹至收集系統(tǒng)，有益于健康和收集效率。

在進(jìn)一步的結(jié)構(gòu)中，可以提供開(kāi)環(huán)或閉環(huán)反饋系統(tǒng)，由此可以例如直接在大氣中和/或管線或管道中感測(cè)各種物質(zhì)的污染級(jí)別，并且饋送到下游洗滌或處理機(jī)構(gòu)中以確定凈化所捕獲的污染空氣的最有效方式。

具體實(shí)施方式

空氣污染，特別在城市區(qū)域，可包括微粒物質(zhì)和其它氣體的混合物。所述微粒物質(zhì)典型地分為尺寸小于2.5微米的物質(zhì)、小于10微米的物質(zhì)及大于10微米的物質(zhì)，通常稱為微顆粒。其它常見(jiàn)氣體還包括nox和sox，以及以較小百分比，根據(jù)位置變化，依靠局部污染物而變化的氣體，例如，苯、甲烷、甲醛、臭氧及揮發(fā)性有機(jī)物。這些污染物可導(dǎo)致癌癥、呼吸疾病及其它健康問(wèn)題，由此出于健康原因，希望將這些污染物移除。

圖1為適當(dāng)系統(tǒng)的示意圖。分布式吸頭105收集大氣氣體。捕獲空氣通過(guò)風(fēng)扇和/或其它對(duì)流裝置100經(jīng)適當(dāng)管道和/或管線運(yùn)輸至處理及分離子系統(tǒng)115，在該處理及分離子系統(tǒng)115中分階段或同時(shí)去除微粒和氣態(tài)污染物。分離或轉(zhuǎn)換的氣態(tài)成分120（1）至120（n）在非有害時(shí)釋放至大氣中或者保留在適當(dāng)?shù)娜萜髦杏米鬟M(jìn)一步的工業(yè)用途。捕獲的微粒物質(zhì)在固體形態(tài)時(shí)同樣被保留，或者在非有害時(shí)轉(zhuǎn)換并釋放。此外，可以從直接污染管道和/或管線收集污染空氣，例如，在工廠125處，以及從比如排氣孔或風(fēng)扇陣列130的類似部分的可選位置收集。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，比如護(hù)柱的街道設(shè)備可以包括吸頭。這些吸頭可能位于不同高度處。

如此的設(shè)置可以進(jìn)一步從圖2理解，圖2展示了運(yùn)輸臺(tái)200和污染空氣處理臺(tái)210。在所述運(yùn)輸臺(tái)處，街道水平或其它吸氣口220將污染空氣提供至風(fēng)扇或其它輸送機(jī)230?？諝饪梢匝毓艿篮?或管線240的各個(gè)點(diǎn)收集，并且提供至局部、分布式或中央的污染空氣處理及分離子系統(tǒng)250，分離、保留及返回在臺(tái)260處進(jìn)行，如上所述。

這個(gè)配置可以進(jìn)一步如圖3所示，圖3展示了局部區(qū)域的示意圖，包括吸氣口305，該吸氣口305將污染空氣傳送至主排放管310，污染空氣通過(guò)隱蔽風(fēng)扇315驅(qū)動(dòng)至局部、分布式或中央的處理臺(tái)。

此外，可以看出，為了提供改進(jìn)的空氣處理，可以在相關(guān)位置設(shè)置洗滌器，比如，沿運(yùn)輸管，以提供適當(dāng)處理?？梢园l(fā)現(xiàn)，未必需要高壓臺(tái)，只要允許氣流的適當(dāng)輸送即可。

根據(jù)進(jìn)一步的方法，在環(huán)境中或沿管道240可以設(shè)置一個(gè)或多個(gè)傳感器270。所述傳感器設(shè)計(jì)用于感測(cè)例如微粒物質(zhì)的數(shù)量和性質(zhì)，或者具體污染氣體，比如nox、sox或氣流中的其它局部污染物。這些污染空氣傳感器將實(shí)時(shí)反饋信息提供至污染空氣處理元件。所述傳感器通過(guò)數(shù)據(jù)線280將數(shù)據(jù)反饋至污染空氣處理及分離子系統(tǒng)。因此，所應(yīng)用的具體處理類型可以依據(jù)進(jìn)入空氣的性質(zhì)而變化。

例如，通過(guò)利用來(lái)自傳感器的數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)進(jìn)氣口，可以提供更有效的系統(tǒng)。如果一特定街道或鄰域具有低于確定閾值的污染級(jí)別，在鄰域中的排氣孔陣列可以以低功率運(yùn)行以吸入少量空氣或者完全關(guān)閉。然后，所述傳感器可以繼續(xù)分析空氣的污染級(jí)別，如果污染級(jí)別升至閾值以上，則允許排氣孔重新開(kāi)啟。這種智能操作方法表明，所述污染管理系統(tǒng)的能量在最需要的區(qū)域中使用得最好。更進(jìn)一步地，通過(guò)在出口端處（未圖示）額外包括一傳感器，可以實(shí)施閉環(huán)反饋系統(tǒng)，該傳感器檢測(cè)輸出空氣的清潔度并且在需要調(diào)節(jié)時(shí)可以將控制輸入提供至所述處理子系統(tǒng)。

通過(guò)利用選自包括氣體處理及分離系統(tǒng)的組的一個(gè)或組合技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)所述氣體處理臺(tái)。這些設(shè)備可以是分布式或集中式。進(jìn)入空氣與催化劑或其它化學(xué)反應(yīng)劑混合。所述催化劑加快自然氧化進(jìn)程，將污染物轉(zhuǎn)化成其它非有害性物質(zhì)，或者產(chǎn)生可在隨后的過(guò)濾臺(tái)中捕獲的更大微粒?？梢杂糜诎殡S這個(gè)化學(xué)過(guò)濾或替代使用的另一可能方法是物理過(guò)濾。這可以包括，例如，利用紫外線照射進(jìn)入氣體或通過(guò)使氣體受制于靜電放電。過(guò)濾臺(tái)（filteringstage）從氣體移除微粒物質(zhì)。所述過(guò)濾臺(tái)可以包括兩個(gè)單獨(dú)的氣體及物質(zhì)處理元件。選擇性地，這個(gè)臺(tái)可以是組合處理臺(tái)。

如圖2所示，所述空氣運(yùn)輸系統(tǒng)可以包括一系列的輸送機(jī)230。然后氣體與混合在捕獲氣體中或與之結(jié)合的其它化學(xué)及微?；衔锟梢耘欧胖链髿庵谢虮Ａ粲糜谶M(jìn)一步的用途。所述氣體處理及分離子系統(tǒng)250通過(guò)物理和/或化學(xué)方法（例如，利用催化或電化學(xué)方法）分離所述氣態(tài)成分。進(jìn)一步的凈化可以基于紫外線凈化及其它已知的凈化過(guò)濾技術(shù)（例如，利用納米材料或物理催化）以移除氣態(tài)及微粒污染物。

氣流可以利用電動(dòng)空氣動(dòng)力學(xué)技術(shù)產(chǎn)生，利用溫度溫度梯度、利用系統(tǒng)中提供的任何富熱或余熱以形成壓力梯度，即，對(duì)流系統(tǒng)。熱可以不是富熱，但可以是有目的地提供以形成氣流。

文中描述的污染管理系統(tǒng)包括一個(gè)或多個(gè)入口的陣列，該一個(gè)或多個(gè)入口設(shè)置為用于收集污染空氣以及將該污染空氣提供至污染空氣處理元件。

本文描述了一種系統(tǒng)，通過(guò)在人群處（例如，人行道或運(yùn)動(dòng)場(chǎng)）提供干凈空氣，以及在污染源另一側(cè)處（例如，交通）收集空氣，而在公共空間創(chuàng)造定向氣流。氣流將污染從人群吹至收集系統(tǒng)，有益于健康和收集效率。

本發(fā)明的上述說(shuō)明書(shū)呈現(xiàn)用于說(shuō)明及描述，不意在詳盡或使本發(fā)明限制于所公開(kāi)的精確形式，并且根據(jù)每個(gè)城市的地理和/或地形條件可能有很多修改和改變，例如，吸頭的類型（排氣孔、管道或任何其它形式）、氣體分離的方法以及系統(tǒng)輸出的拓?fù)洹?/p>