СПОСОБ ОЧИСТКИ ВОЗДУХА Российский патент 2009 года по МПК F24F3/16 A61L9/20 

Изобретение относится к способу очистки воздуха, в частности к очистке от микрочастиц и микроорганизмов, и предназначено для очистки оборотного воздуха, например, на железнодорожных вокзалах.

Воздушная среда в помещениях с массовым пребыванием пассажиров, к которым относятся железнодорожные вокзалы, характеризуется широким спектром загрязнения, такими пылегазовыми примесями, как мелкодисперсная пыль, оксид и диоксид углерода, диоксид азота и бактериальной обсемененностью. Концентрация загрязняющих веществ в воздухе таких помещений, как правило, превышает предельно допустимую концентрацию (ПДК), а бактериальная загрязненность воздуха составляет 600±20 КОЕ/м³ и более.

Наиболее неблагоприятная ситуация с состоянием воздушной среды в помещениях складывается в осенне-зимний период из-за снижения интенсивности естественного воздухообмена и солнечной инсоляции. Это приводит к возрастанию общего количества микроорганизмов в воздухе по сравнению с летним периодом на 40-50%. Поэтому наличие в воздухе помещений химических ингредиентов и болезнетворных бактерий представляет определенную опасность для здоровья людей. Подобные помещения в ряде случаев являются потенциальными очагами распространения различного рода инфекций.

Воздухообмен в помещениях вокзалов, как правило, поддерживается системами естественной и механической вентиляции. Однако при массовом скоплении пассажиров подобные системы не справляются с возложенными на них функциями. Системы механической вентиляции, не говоря уже о естественной вентиляции, не оснащены воздухоочистительными устройствами, позволяющими произвести качественную очистку загрязненного воздуха.

Известен способ очистки воздуха в помещении, в частности очистки, связанной с микрочастицами и микроорганизмами, включающий предварительную грубую фильтрацию загрязненного воздуха, ультрафиолетовое облучение его и последующие стадии фильтрации и нагрева (см. RU, №2121629, F24F 3/16, 1998).

Известное техническое решение предназначено для обработки воздуха в небольших помещениях, в которых возможно присутствие и отсутствие людей. Данный способ не предусматривает очистку воздуха при массовом скоплении людей.

Известен также способ очистки воздуха, заключающийся в том, что отводят воздух из закрытого помещения, затем осуществляют фильтрацию отводимого воздуха, придают турбулентность потоку воздуха и подвергают облучению ультрафиолетовым светом, обработанный воздух возвращают в закрытое помещение, при этом отводимый воздух на стадиях фильтрации и облучения пропускают над поверхностями, покрытыми антимикробным нелетучим агентом (см. RU, №2280473, A61L 9/20, 2006).

Недостатки данного способа обусловлены тем, что обеззараживание воздуха осуществляется с использованием ртутных ламп. При использовании ртутных ламп в процессе эксплуатации в системах механической вентиляции могут возникнуть условия, приводящие к утечке паров ртути из-за нарушения герметичности ламп.

Способ подавления жизнедеятельности микроорганизмов, основанный на использовании маломощных источников излучения, которыми являются ртутные лампы с узким спектром УФ излучения, не обладает достаточным потенциалом для полного подавления микроорганизмов, присутствующих в потоке большого объема воздуха. Кроме того, ртутные лампы, находящиеся в потоке воздуха, содержащего пыль и микроорганизмы, постоянно обрастают пылевыми отложениями и возникают условия их биообрастания, что требует определенного внимания со стороны обслуживающего персонала.

Известный способ не может использоваться для бактерицидной обработки бактериально обсемененной воздушной среды больших помещений с массовым пребыванием людей в скоростном режиме и при больших объемах воздуха, поскольку рассчитаны на обслуживание помещений объемом не более 150 м³.

Техническим результатом, на достижение которого направлено заявленное техническое решение, является повышение степени бактерицидной очистки воздуха и скорости процесса обработки в целом.

Указанный технический результат достигается в способе очистки воздуха согласно изобретению, включающем предварительную фильтрацию воздуха для удаления пыли и бактериального аэрозоля и обработку ультрафиолетовым облучением, причем обработку ультрафиолетовым облучением осуществляют имеющими сплошной спектр излучения ксеноновыми лампами в устройстве с отражающими экранами, при этом ксеноновые лампы установлены поперечно к потоку воздуха и ориентированы перпендикулярно друг к другу, после облучения из обработанного воздуха удаляют фильтрацией пораженные микроорганизмы и осуществляют очистку воздуха путем адсорбции от сероводорода и аммиака, затем от оксида углерода и диоксида азота.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором представлена конструкция устройства для очистки воздуха.

На чертеже показаны: 1 - двухъярусный корпус, 2 - секция предварительной фильтрации воздуха, 3 - фильтр для удаления пыли и бактериального аэрозоля, 4 - секция ультрафиолетового облучения, 5 - ксеноновые лампы, 6 - секция удаления пораженных микроорганизмов, 7 - рамочные фильтры, 8 - секция принудительной тяги, 9 - секция адсорбции, 10 - адсорбер для очистки от сероводорода и аммиака, 11 - адсорбер для очистки от оксида углерода и диоксида азота, 12 - воздухораспределительная решетка.

Способ осуществляется следующим образом.

Загрязненный воздух, забираемый из помещения железнодорожного вокзала, через воздухораспределительные решетки 12 поступает в секцию 2 предварительной фильтрации воздуха, снабженную двумя фильтрами 3, для очистки запыленного воздуха от мелкодисперсной пыли и бактериального аэрозоля (капельно-жидкая фаза). Предварительная фильтрация необходима в связи с тем, что очистка бактериально загрязненного воздуха ультрафиолетовым излучением может значительно осложняться по причине наличия в воздухе мелкодисперсной пыли, на поверхности которой могут осаждаться колонии микроорганизмов. Пылевые частицы, находясь в зоне облучения, будут являться как бы защитным экраном от пагубного воздействия, исходящих от лучей излучателя. С целью повышения эффективности воздействия излучения на микроорганизмы из воздушного потока следует максимально удалить пылевые частицы.

Воздух, прошедший секцию 2 предварительной фильтрации, поступает в секцию 4 ультрафиолетового облучения. В основу очистки бактериально загрязненного воздуха положен принцип использования высокоинтенсивного импульсного оптического излучения широкого спектра. В качестве источника излучения используют ксеноновые лампы 5 нового поколения, применение которых ранее ограничивалось в основном лазерной технологией. Спектр излучения таких ламп - сплошной. Он непрерывно перекрывает весь ультрафиолетовый диапазон, а также видимую и ближнюю инфракрасную область, и характеризуется интенсивностью и коротким временем воздействия. Ксеноновые лампы 5 установлены поперечно к потоку проходящего воздуха и ориентированы перпендикулярно друг к другу. Каждая лампа 5 закреплена в направляющих, исключающих ее вибрацию в поперечном направлении, но при этом обеспечивается свободное перемещение в продольном направлении в случае термического расширения электродов. Секция 4 ультрафиолетового облучения снабжена отражающими экранами (на чертеже не показаны), использование которых повышает степень поражения микроорганизмов в процессе обработки УФ облучения.

Из облученного воздуха в секции 6 удаления пораженных микроорганизмов на рамочных фильтрах 7 удаляется так называемая белковая масса.

Очищенный от пораженных микроорганизмов воздух через секцию 8 принудительной тяги и воздухораспределительные решетки 12 поступает в секцию адсорбции 9 для очистки загазованного воздуха от газообразных, вредных соединений. Загазованность воздушной среды может служить питательной средой, если она содержит азотистые и углеродные соединения. Этот канал поддержки жизнеспособности микроорганизмов должен быть устранен за счет удаления из воздуха не только азотистых и углеродных соединений, но и сернистых. В адсорбере 10 происходит очистка от сероводорода и аммиака, в адсорбере 11 - от оксида углерода и диоксида азота,

В качестве адсорбирующих материалов используют волокнистые материалы, которые по свом физико-химическим свойствам (большая динамическая емкость, большая удельная поверхность и механическая прочность) имеют неоспоримое преимущество перед зерновыми сорбентами.

Способ очистки воздуха согласно изобретению относится к высокоэффективному способу комплексной очистки загрязненного воздуха, находящегося внутри помещения от мелкодисперсной пыли, бактериального аэрозоля (капельно-жидкая фаза), микроорганизмов, «белковой массы» (инактивированных микроорганизмов) и токсичных газообразных примесей, а именно к снижению риска биологической опасности и заражения инфекционными заболеваниями, т.е. к поддержанию соответствующего уровня санитарно-эпидемиологического и экологического благополучия, в частности рекомендуется для систем вентиляции помещений с массовым пребыванием людей - железнодорожных вокзалов. Способ осуществляется в рециркуляционном режиме, что позволяет получить ресурсосберегающий эффект и снизить расход электроэнергии, обеспечить экономию тепла в отопительный сезон, а также предотвратить выброс вредных веществ в окружающую среду.

Способ предназначен для очистки воздуха, в частности от микрочастиц и микроорганизмов оборотного воздуха. Способ очистки воздуха включает предварительную фильтрацию воздуха для удаления пыли и бактериального аэрозоля и обработку ультрафиолетовым облучением. Обработку ультрафиолетовым облучением осуществляют имеющими сплошной спектр излучения ксеноновыми лампами в устройстве с отражающими экранами. Ксеноновые лампы установлены поперечно к потоку воздуха и ориентированы перпендикулярно друг к другу. После облучения из обработанного воздуха удаляют фильтрацией пораженные микроорганизмы и осуществляют очистку воздуха путем адсорбции от сероводорода и аммиака, затем от оксида углерода и диоксида азота. Техническим результатом является повышение степени бактерицидной очистки воздуха и скорости процесса обработки в целом. 1 ил.

Способ очистки воздуха, включающий предварительную фильтрацию воздуха для удаления пыли и бактериального аэрозоля и обработку ультрафиолетовым облучением, отличающийся тем, что обработку ультрафиолетовым облучением осуществляют имеющими сплошной спектр излучения ксеноновыми лампами в устройстве с отражающими экранами, при этом ксеноновые лампы установлены поперечно к потоку воздуха и ориентированы перпендикулярно друг к другу, после облучения из обработанного воздуха удаляют фильтрацией пораженные микроорганизмы и осуществляют очистку воздуха путем адсорбции от сероводорода и аммиака, затем - от оксида углерода и диоксида азота.