本發(fā)明涉及環(huán)境保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域、人居環(huán)境改善、物聯(lián)網(wǎng)、智慧城市、霧霾治理、空氣凈化等技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于路燈的城市霧霾治理裝置及治理方法。

背景技術(shù)：

霧霾，是霧和霾的組合詞。霧霾常見于城市。霧霾是特定氣候條件與人類活動(dòng)相互作用的結(jié)果。高密度人口的經(jīng)濟(jì)及社會(huì)活動(dòng)必然會(huì)排放大量細(xì)顆粒物(pm2.5)，一旦排放超過大氣循環(huán)能力和承載度，細(xì)顆粒物濃度將持續(xù)積聚，此時(shí)如果受靜穩(wěn)天氣等影響，極易出現(xiàn)大范圍的霧霾。

霧是由大量懸浮在近地面空氣中的微小水滴或冰晶組成的氣溶膠系統(tǒng)。多出現(xiàn)于秋冬季節(jié)，是近地面層空氣中水汽凝結(jié)(或凝華)的產(chǎn)物。霧的存在會(huì)降低空氣透明度，使能見度惡化，如果目標(biāo)物的水平能見度降低到1000米以內(nèi)，就將懸浮在近地面空氣中的水汽凝結(jié)(或凝華)物的天氣現(xiàn)象稱為霧(fog)。

霾，也稱灰霾(煙霧)空氣中的灰塵、硫酸、硝酸、有機(jī)碳?xì)浠衔锏攘Ｗ右材苁勾髿饣鞚?。將目?biāo)物的水平能見度在1000～10000米的這種現(xiàn)象稱為輕霧或靄(mist)。形成霧時(shí)大氣濕度應(yīng)該是飽和的(如有大量凝結(jié)核存在時(shí)，相對(duì)濕度不一定達(dá)到100％就可能出現(xiàn)飽和)。由于液態(tài)水或冰晶組成的霧散射的光與波長關(guān)系不大，因而霧看起來呈乳白色或青白色和灰色。

霧霾天氣是一種大氣污染狀態(tài)，霧霾是對(duì)大氣中各種懸浮顆粒物含量超標(biāo)的籠統(tǒng)表述，尤其是pm2.5(空氣動(dòng)力學(xué)當(dāng)量直徑小于等于2.5微米的顆粒物)被認(rèn)為是造成霧霾天氣的“元兇”。隨著空氣質(zhì)量的惡化，陰霾天氣現(xiàn)象出現(xiàn)增多，危害加重。中國不少地區(qū)把陰霾天氣現(xiàn)象并入霧一起作為災(zāi)害性天氣預(yù)警預(yù)報(bào)。統(tǒng)稱為“霧霾天氣”。

在中國每年有90％的城市遭受霧霾侵害，而我國城市霧霾的整體治理缺乏有效方案，只能依靠國家法律和政策的作用，進(jìn)行污染源控制，減少霧霾的危害程度?，F(xiàn)有的治理霧霾的空氣凈化技術(shù)只局限在密閉空間，而居民的室外活動(dòng)則主要依靠戴口罩的方式降低危害。此外對(duì)于戶外霧霾治理也局限在小范圍的大型設(shè)施，但治理效果有時(shí)間和空間上的限制，并不能廣泛推廣，很難成為城市控制霧霾的有效手段。城市街道是居民戶外活動(dòng)最頻繁的區(qū)域，也是城市霧霾污染最嚴(yán)重的區(qū)域，就目前在中國乃至全球能夠有效控制城市霧霾，降低霧霾對(duì)城市居民生活危害的有效手段尚屬空白。

而通過遍布街道的路燈對(duì)霧霾進(jìn)行治理，已成為人們熱議的話題，對(duì)于基于路燈的霧霾治理，目前國內(nèi)主要存在如下專利文獻(xiàn)：

中國專利授權(quán)公告號(hào)：cn205535451u，公開了一種防霧霾路燈，包括燈桿，燈桿上部設(shè)有燈架，燈架端部設(shè)有燈體，所述燈桿上設(shè)有霧化噴頭和水箱，霧化噴頭下方設(shè)有接水盤，霧化噴頭通過上水管與水箱相連接，接水盤通過導(dǎo)水管與水箱相連接；所述導(dǎo)水管上設(shè)有過濾裝置，水箱內(nèi)設(shè)有催化劑盒，上水管下部設(shè)有水泵，上水管內(nèi)設(shè)有過濾層。本發(fā)明通過在燈桿上設(shè)置霧化噴頭，實(shí)現(xiàn)對(duì)空氣中霧霾的吸收，通過接水盤將與空氣充分接觸的水進(jìn)行收集，利用過濾裝置、催化劑盒、過濾層對(duì)水中的霧霾有害物質(zhì)進(jìn)行氧化、過濾，通過水箱上的上水管和導(dǎo)水管實(shí)現(xiàn)水的循環(huán)利用，使路燈可以凈化空氣，同時(shí)提高了燈體對(duì)地面的照明程度，提高了其可靠性和安全性。然而，該專利通過水來對(duì)霧霾中的顆粒物接觸，然后對(duì)接觸后的水進(jìn)行凈化、收集，這對(duì)水資源是一種浪費(fèi)，而且霧霾處理面積小，如要增大處理面積，勢必消耗更多的水資源。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種基于路燈的城市霧霾治理裝置及治理方法，用以降低城市街道霧霾對(duì)城市居民出行及戶外和活動(dòng)帶來的危害。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所提供的一種基于路燈的城市霧霾治理裝置及治理方法，通過在城市路燈上安裝所述治理裝置，處理街道沿線地表空間的污染氣體，同時(shí)大幅降低汽車尾氣污染，為當(dāng)?shù)鼐用駝?chuàng)造健康的戶外活動(dòng)空間，降低霧霾危害。

具體地，本發(fā)明采用的技術(shù)方法是：

一種基于路燈的城市霧霾治理裝置，所述治理裝置包括若干治理設(shè)備，每個(gè)路燈對(duì)應(yīng)至少一臺(tái)治理設(shè)備，所述治理設(shè)備包括：一箱體，沿路燈燈桿高度方向通過一支架架設(shè)于路燈燈桿上，一面下部設(shè)進(jìn)風(fēng)口，上端設(shè)出風(fēng)口；送風(fēng)單元，設(shè)置于箱體內(nèi)側(cè)下部，其進(jìn)風(fēng)端對(duì)應(yīng)所述箱體進(jìn)風(fēng)口；顆粒物過濾單元，設(shè)置于箱體內(nèi)側(cè)中部，進(jìn)氣端對(duì)應(yīng)所述送風(fēng)單元的出風(fēng)端；殺菌單元，設(shè)置于箱體內(nèi)側(cè)上部，進(jìn)氣端對(duì)應(yīng)所述顆粒物過濾單元出氣端，出氣端對(duì)應(yīng)所述箱體出風(fēng)口；所述治理裝置還包括：集中控制器，連接控制路燈變壓器線路為路燈供電線路進(jìn)行供電；供電管理器，與路燈供電線路連接，包括路燈控制模塊和霧霾治理控制模塊，路燈控制模塊分別與各路燈照明控制開關(guān)通信連接，霧霾治理控制模塊輸入端與路燈供電線路連接，輸出端分別與所述送風(fēng)單元及殺菌單元通信連接，形成對(duì)送風(fēng)單元及殺菌單元開閉的控制；物聯(lián)網(wǎng)云控系統(tǒng)，包括物聯(lián)網(wǎng)通信系統(tǒng)與物聯(lián)網(wǎng)管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)與所述集中控制器、路燈控制模塊以及霧霾治理控制模塊的互聯(lián)通信，形成對(duì)集中控制器和供電管理器的控制。

進(jìn)一步地，每個(gè)路燈對(duì)應(yīng)2臺(tái)治理設(shè)備，該2臺(tái)治理設(shè)備對(duì)稱設(shè)置于路燈燈桿兩側(cè)。

進(jìn)一步地，所述箱體架設(shè)于路燈燈桿距離地面2.5～4米位置。

進(jìn)一步地，所述顆粒物過濾單元包括沿箱體高度方向由下至上依次設(shè)置于箱體內(nèi)側(cè)的板式初效過濾器、板式中效過濾器以及高效過濾器；所述板式初效過濾器相對(duì)板式中效過濾器的另一端為顆粒物過濾單元進(jìn)氣端，對(duì)應(yīng)所述送風(fēng)單元出風(fēng)口；所述高效過濾器相對(duì)板式中效過濾器另一端為顆粒物過濾單元出氣端，對(duì)應(yīng)所述殺菌單元進(jìn)氣端。

進(jìn)一步地，所述送風(fēng)單元為風(fēng)機(jī)，功率80～150w/臺(tái)；所述殺菌單元為紫外殺菌單元或富氧離子殺菌單元；對(duì)應(yīng)所述高效過濾器相對(duì)板式中效過濾器另一端的箱體內(nèi)側(cè)還設(shè)有一板式初效過濾器。

進(jìn)一步地，所述箱體兩側(cè)內(nèi)壁對(duì)應(yīng)顆粒物過濾單元的位置設(shè)有供顆粒物過濾單元安裝的卡槽，所述板式初效過濾器、板式中效過濾器以及高效過濾器分別插設(shè)于卡槽內(nèi)，與設(shè)置進(jìn)風(fēng)口相對(duì)的箱體面上設(shè)置開關(guān)門，方便對(duì)板式初效過濾器、板式中效過濾器以及高效過濾器的更換。

進(jìn)一步地，所述顆粒物過濾單元包括由下至上層疊設(shè)置于箱體內(nèi)側(cè)的第一濾網(wǎng)、第二濾網(wǎng)及第三濾網(wǎng)，所述箱體兩側(cè)內(nèi)壁對(duì)應(yīng)顆粒物過濾單元的位置設(shè)有供顆粒物過濾單元安裝的卡槽，第一～第三濾網(wǎng)分別可滑動(dòng)地插設(shè)于卡槽內(nèi)，與設(shè)置進(jìn)風(fēng)口相對(duì)的箱體面上設(shè)置開關(guān)門，方便對(duì)第一～第三濾網(wǎng)的更換。

進(jìn)一步地，所述供電管理器還包括一通信模塊，路燈控制模塊和霧霾治理控制模塊分別通過該通信模塊與對(duì)應(yīng)的路燈控制單元、霧霾治理管理單元通信連接。

同時(shí)，本發(fā)明還提供一種應(yīng)用所述的基于路燈的城市霧霾治理裝置對(duì)霧霾進(jìn)行治理的方法，所述方法包括如下步驟：

在需要啟動(dòng)霧霾運(yùn)行時(shí)段，首先通過變壓器管理單元向集中控制器發(fā)出指令信號(hào)，集中控制器接收指令信號(hào)后控制路燈變壓器線路為路燈供電線路供電，路燈控制單元通過路燈控制模塊關(guān)閉路燈照明控制開關(guān)，使路燈在白天不開啟，霧霾治理管理單元控制霧霾治理控制模塊開啟送風(fēng)單元和殺菌單元，霧霾氣體通過送風(fēng)單元從箱體進(jìn)風(fēng)口進(jìn)入箱體，通過顆粒物過濾單元先后去除霧霾氣體中的大顆粒粉塵、pm10懸浮顆粒物以及pm2.5細(xì)微顆粒物，經(jīng)過殺菌單元后經(jīng)殺菌凈化處理的空氣從箱體出風(fēng)口排出，進(jìn)行霧霾治理；

若干路燈上的若干治理設(shè)備配合，形成對(duì)設(shè)置路燈的近地表的空氣進(jìn)行凈化。

進(jìn)一步地，設(shè)置所述送風(fēng)單元開閉控制方式：早7：00～19:00送風(fēng)單元滿功率開啟，19:00～23:00路燈全部開啟，送風(fēng)單元低功率運(yùn)行或關(guān)閉，晚23:00～7:00間隔開燈，送風(fēng)單元開啟。

本發(fā)明所提供方法具有如下優(yōu)點(diǎn)：

1)所述裝置安裝在路燈燈桿2.5～4米之間，可根據(jù)街道及路燈布置情況安裝不同型號(hào)的處理裝置，結(jié)合了城市路燈的分布及自身?xiàng)l件，采用凈化技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相結(jié)合達(dá)到治理霧霾污染的效果；

2)送風(fēng)單元吸入空氣、顆粒物過濾單元對(duì)吸入的空氣進(jìn)行凈化，在無數(shù)多個(gè)路燈上的凈化裝置共同作用下，與箱體上方空氣形成一個(gè)霧霾的擴(kuò)散過度帶，從而最大限度的保障下方空氣的潔凈程度，可以為城市設(shè)置路燈的街道底面高5米的空間內(nèi)搭建出一個(gè)干凈的戶外生活空間；

3)裝置利用路燈的供電條件與燈桿掛載條件建設(shè)，節(jié)約成本，且便于大范圍布置；

4)適合城市戶外環(huán)境，板式初效過濾器、板式中效過濾器以及高效過濾器依次使用，形成對(duì)吸入箱體內(nèi)空氣的三重凈化、過濾機(jī)制，板式初效過濾器具備風(fēng)沙、粉塵、柳絮等大顆粒物質(zhì)進(jìn)行初效過濾的功效，降低后續(xù)中效、高效過濾器的使用負(fù)荷，提升使用壽命，降低維護(hù)成本；

5)三重濾網(wǎng)的設(shè)計(jì)，形成成對(duì)吸入箱體內(nèi)空氣的三重凈化；

6)采用防雨、防老化及低溫運(yùn)行設(shè)計(jì)，適合戶外運(yùn)行條件；

7)可用于零下40℃的室外環(huán)境，同時(shí)防水防凍，能適應(yīng)我國北部地區(qū)嚴(yán)寒環(huán)境使用；

8)殺菌單元的設(shè)置，具備殺菌功能，可以對(duì)出風(fēng)進(jìn)行殺菌處理，防止二次污染；

9)設(shè)置物聯(lián)網(wǎng)云控系統(tǒng)，采用智能云管理方式，通過云技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)手段對(duì)路燈和霧霾凈化設(shè)備進(jìn)行控制管理，以滿足路燈照明用電與本裝置用電之間的協(xié)調(diào)需求；

10)采用路燈+物聯(lián)網(wǎng)+霧霾凈化器的方式，是室內(nèi)型凈化裝置戶外應(yīng)用的創(chuàng)新；

11)利用了路燈的分布與建設(shè)條件，但該裝置不限于只通過在路燈上安裝處理街道空間霧霾，該方法同時(shí)也適用于具備取電和安裝條件的其他場所；

12)可以直接安裝在路燈系統(tǒng)上，同時(shí)實(shí)現(xiàn)凈化裝置與路燈系統(tǒng)的整體控制，更可配合路燈供電時(shí)間的規(guī)律，結(jié)合路燈供電線路分時(shí)段供電，降低能耗，合理利用電能資源，降低成本；

13)箱體箱門配合箱體內(nèi)側(cè)滑軌的設(shè)置，形成顆粒物過濾單元可更換設(shè)計(jì)，便于顆粒物過濾單元的更換維護(hù)，降低維護(hù)成本。

附圖說明

圖1為本發(fā)明所提供的一種基于路燈的城市霧霾治理裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中所提供的一種基于路燈的城市霧霾治理裝置中治理設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例中所提供的一種基于路燈的城市霧霾治理裝置中治理設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面通過具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說明，但實(shí)施例并不限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。

實(shí)施例1

參見圖1～2，本發(fā)明所提供的一種基于路燈的城市霧霾治理裝置，治理裝置包括若干治理設(shè)備100，每個(gè)路燈200對(duì)應(yīng)至少一臺(tái)治理設(shè)備100，所述治理設(shè)備100包括：一箱體1，沿路燈200燈桿201高度方向通過一支架2架設(shè)于路燈200燈桿201上，一面下部設(shè)進(jìn)風(fēng)口11，上端設(shè)出風(fēng)口12；送風(fēng)單元3，設(shè)置于箱體1內(nèi)側(cè)下部，其進(jìn)風(fēng)端31對(duì)應(yīng)所述箱體1進(jìn)風(fēng)口11；顆粒物過濾單元4，設(shè)置于箱體1內(nèi)側(cè)中部，進(jìn)氣端對(duì)應(yīng)所述送風(fēng)單元3的出風(fēng)端32；殺菌單元5，設(shè)置于箱體1內(nèi)側(cè)上部，進(jìn)氣端對(duì)應(yīng)所述顆粒物過濾單元4出氣端，出氣端對(duì)應(yīng)所述箱體1出風(fēng)口12；所述治理裝置還包括：集中控制器6，控制路燈變壓器線路61為路燈供電線路202進(jìn)行供電；供電管理器7，與路燈供電線路202連接，連接包括路燈控制模塊71和霧霾治理控制模塊72，路燈控制模塊71分別與各路燈照明控制開關(guān)(未圖示)通信連接，霧霾治理控制模塊72輸入端與路燈供電線路202連接，輸出端分別與所述送風(fēng)單元3及殺菌單元5通信連接，形成對(duì)送風(fēng)單元3及殺菌單元5開閉的控制；物聯(lián)網(wǎng)云控系統(tǒng)8，包括物聯(lián)網(wǎng)通信系統(tǒng)(未圖示)與物聯(lián)網(wǎng)管理平臺(tái)(未圖示)，實(shí)現(xiàn)與所述集中控制器6、路燈控制模塊71以及霧霾治理控制模塊72的互聯(lián)通信，形成對(duì)集中控制器6和供電管理器7的控制

進(jìn)一步，每個(gè)路燈200對(duì)應(yīng)2臺(tái)治理設(shè)備100，該2臺(tái)治理設(shè)備100對(duì)稱設(shè)置于路燈200燈桿201兩側(cè)。

其中，路燈200之間間距為20～50米。

進(jìn)一步地，所述箱體1架設(shè)于路燈200燈桿201距離地面2.5～4米位置。

另有，所述顆粒物過濾單元4包括沿箱體1高度方向由下至上依次設(shè)置于箱體1內(nèi)側(cè)的板式初效過濾器41、板式中效過濾器42以及高效過濾器43；所述板式初效過濾器41相對(duì)板式中效過濾器42的另一端為顆粒物過濾單元4進(jìn)氣端，對(duì)應(yīng)所述送風(fēng)單元3出風(fēng)口；所述高效過濾器43相對(duì)板式中效過濾器42另一端為顆粒物過濾單元4出氣端，對(duì)應(yīng)所述殺菌單元5進(jìn)氣端。

進(jìn)一步地，所述送風(fēng)單元3為風(fēng)機(jī)，功率80～150w/臺(tái)；所述殺菌單元5為紫外殺菌單元。

進(jìn)一步地，所述箱體1兩側(cè)內(nèi)壁對(duì)應(yīng)顆粒物過濾單元3的位置設(shè)有供顆粒物過濾單元3插入的滑軌(未圖示)，所述板式初效過濾器41、板式中效過濾器42以及高效過濾器43分別可滑動(dòng)地插設(shè)于滑軌內(nèi)，箱體1與設(shè)置滑軌兩側(cè)面相鄰的一側(cè)面對(duì)應(yīng)顆粒物過濾單元3的位置設(shè)有箱門(未圖示)，方便對(duì)板式初效過濾器41、板式中效過濾器42以及高效過濾器43的更換。

進(jìn)一步地，所述供電管理器7還包括一通信模塊(未圖示)，路燈控制模塊71和霧霾治理控制模塊72分別通過該通信模塊與對(duì)應(yīng)的路燈控制單元、霧霾治理管理單元通信連接。

其中，所述通信模塊通信方式為有線通信連接或無線通信連接，所述無線通信連接包括但不限于gprs通信連接、wifi通信連接、3g通信連接、4g通信連接等。

同時(shí)，本發(fā)明還提供一種應(yīng)用所述基于路燈的城市霧霾治理裝置對(duì)霧霾進(jìn)行治理的方法，所述方法包括如下步驟：

在需要啟動(dòng)霧霾運(yùn)行時(shí)段，首先通過變壓器管理單元向集中控制器6發(fā)出指令信號(hào)，集中控制器6接收指令信號(hào)后控制路燈變壓器線路61為路燈供電線路202供電，路燈控制單元通過路燈控制模塊71關(guān)閉路燈照明控制開關(guān)，使路燈200在白天不開啟，霧霾治理管理單元控制霧霾治理控制模塊開啟送風(fēng)單元3和殺菌單元5，霧霾氣體通過送風(fēng)單元3從箱體1進(jìn)風(fēng)口11進(jìn)入箱體11，通過顆粒物過濾單元4的板式初效過濾器41、板式中效過濾器42以及高效過濾器43先后去除霧霾氣體中的大顆粒粉塵、pm10懸浮顆粒物以及pm2.5細(xì)微顆粒物，后經(jīng)過殺菌單元5后經(jīng)殺菌凈化處理的空氣從箱體1出風(fēng)口12排出，進(jìn)行霧霾治理；若干路燈200上的若干治理設(shè)備100配合，形成對(duì)設(shè)置路燈200的近地表空氣進(jìn)行凈化。

路燈運(yùn)行時(shí)間為夜間；霧霾系統(tǒng)運(yùn)行主要在霧霾超標(biāo)時(shí)段，不分白天黑夜，但側(cè)重白天。

進(jìn)一步，所述送風(fēng)單元3開閉控制方式可參考如下：早7：00～19:00送風(fēng)單元3滿功率開啟，19:00～23:00路燈全部開啟，送風(fēng)單元3低功率運(yùn)行或關(guān)閉，晚23:00～7:00間隔開燈，送風(fēng)單元3開啟。

需要注意的是，以上送風(fēng)單元3的開閉控制方式，隨霧霾程度以及地區(qū)差異而調(diào)整，并非一成不變。

實(shí)施例2

參見圖3，所述顆粒物過濾單元4包括由下至上層疊設(shè)置于箱體1內(nèi)側(cè)的第一濾網(wǎng)44、第二濾網(wǎng)45及第三濾網(wǎng)46組成，第一～第三濾44～46網(wǎng)分別可滑動(dòng)地插設(shè)于滑軌內(nèi)，箱體1一側(cè)面對(duì)應(yīng)顆粒物過濾單元4的位置設(shè)有箱門(未圖示)，方便對(duì)第一～第三濾網(wǎng)44～46的更換。第一～第三濾網(wǎng)44～46孔徑依次減小，依次形成對(duì)霧霾氣體中的大顆粒粉塵、pm10懸浮顆粒物以及pm2.5細(xì)微顆粒物的吸附、凈化，其余同實(shí)施例1。

實(shí)施例3

所述殺菌單元5為富氧離子殺菌單元。其余同實(shí)施例1。

實(shí)施例4

對(duì)應(yīng)所述高效過濾器43相對(duì)板式中效過濾器42另一端的箱體1內(nèi)側(cè)還設(shè)有一板式初效過濾器41。其余同實(shí)施例1。

雖然，上文中已經(jīng)用一般性說明及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作了詳盡的描述，但在本發(fā)明基礎(chǔ)上，可以對(duì)之作一些修改或改進(jìn)，這對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是顯而易見的。因此，在不偏離本發(fā)明精神的基礎(chǔ)上所做的這些修改或改進(jìn)，均屬于本發(fā)明要求保護(hù)的范圍。