区域大气污染物吸污设备组和治理大气污染物的方法与流程

本发明涉及一种治理大气污染物的设备和方法，特别是治理区域性大气污染物的设备组和方法。

背景技术：

现有技术，第一种是在原地通过动力强制被污染的空气流经设备，对大气进行空气治理，但是这需要耗费大量成本；第二种技术是利用化学物质，在区域上空喷洒，进而实现治理污染物，但是对环境、社会影响较大；第三种技术是理念性的方法，即通过控制输入，达到治理污染的效果，但是很多大气污染的区域是发展中国家的城市，有很多社会制约条件。现有技术在设备体积、初始投资、运行成本、能耗、工作效率难以突破，很难达到治理区域性大气污染物的效果。

技术实现要素：

为了解决现有技术，难以进行人为治理大气污染的问题，本发明提供一种区域大气污染物吸污设备组和治理大气污染物的方法，通过有效吸污区域地面面积（图2）之上的吸污设备组，治理工作体积内的污染物，创建污染物低浓度区（49），利用浓度差（48）吸引并引导高浓度区（50）的污染物，向设备工作区治理出的低浓度区（49）扩散、流动（47），设备持续对扩散、流动至工作体积内（4、9、17、13）的污染物进行治理，降低高浓度区（21）污染物的含量，从而使污染区域内污染物人工输出配合自然输出接近大于等于输入，对区域大气污染物进行稀释，实现对大气污染的抑制或治理。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：区域大气污染物吸污设备组和治理大气污染物的方法包括：在全部或部分污染源，和/或污染源紧邻区域的有效吸污区域地面面积（图2）上；由3个或3个以上多个喷水口（44、45），和/或其他类治污设备，构成的2个或2个以上多个吸污点位（6、11、16、13），组成的吸污设备组；使用高度差（3、19）增加喷水口喷出之水的工作体积；使用荷电后的喷水，增加喷水的工作体积的工作效率；通过使用移动设备（13）、半移动设备的方法，增加吸污点位治理体积量之和，和/或加速总治理效率、总污染效率；使用控制系统控制、协调全部或部分喷水设备（2、8、20），和/或其他类治污设备的工作状态；

其特征在于，有效吸污区域地面面积（图2）之上，全部吸污点位或设备，720小时治理体积量之和≥有效吸污区域的体积（1）；和/或全部吸污点位或设备，168小时治理体积量之和≥有效吸污区域第一等量体积（36），且吸污点位的总治理效率≥总污染效率的1%。

所述的区域大气污染物吸污设备组，其特征在于，区域大气污染物吸污设备组治理大气污染的方法：首先在有效吸污区域地面面积（图2）上，使用区域大气污染物吸污设备组，创建有效吸污区域（1）内、外大气污染物低浓度区（49）；然后持续利用污染物低浓度区（49）与高浓度区（50）的浓度差（48），引导高浓度区的污染物，向附近吸污点位扩散、流动（47），从而对有效吸污区域内、外大气污染物进行治理和稀释。

上述区域大气污染物吸污设备组，也可以通过其他类治污设备，代替喷水设备增加治理体积量之和/治理效率。

所述污染源：本发明将人类生产、生活、活动量大和/或密集的区域，或其它污染物产生地，统称为污染源；上述区域大气污染物吸污设备组，治理污染物速度与污染源距离紧密关联，在污染源源地进行治理，效率最高，离污染源越远，治理速度越慢；上述区域大气污染物吸污设备组，置于污染中都能起到治理大气污染的效果，通过治理局部污染，对所述区域内外污染物起到治理、稀释作用，优选地将上述区域大气污染物吸污设备组，置于污染源处，增加设备组治理效率。

所述有效吸污区域地面面积（图2）：由3个或3个以上多个喷水口（44、45），和/或其他类治污设备，构成的2个或2个以上多个吸污点位（6、11、16、13），组成的吸污设备组；并且，吸污设备组：720小时治理体积量之和≥有效吸污点位（25、26、27、28、29）所围成的区域地面面积（图2）到区域上空600米之间的区域体积；和/或设备168小时治理体积量之和≥有效吸污点位所围成的区域地面面积（图2）到区域上空600米之间的区域体积的第一等量体积（36），且吸污点位总治理效率≥总污染效率的1%的，吸污点位（25、26、27、28、29）构成的区域内，外围吸污点位、高效吸污点位，工作体积所占据的地面面积（25、27、29），和/或工作体积最大横截面面积投到地面的投影点所围成并占据的地面面积（25、27、29），以及外围吸污点位所占地面面积之间的，外侧切线或外侧边缘连接线（26），所围成的最大地面面积（图2），所述有效吸污面积大于0.0624平方千米；并且所述的0.0624平方千米包含在所述有效吸污面积之内。

所述有效吸污区域/有效吸污区域体积（1），有效吸污区域地面面积，至所述面积之上600米即有效吸污区域顶部，之间所占的空间（22），这个空间的区域为有效吸污区域，或有效吸污区域体积。

所述移动吸污设备（图5），是指通过移动设备，加速污染物流经工作体积（13），增加工作体积的治理体积量（14）和污染效率、治理效率，和/或可移动设备摆放点位进行治理工作，从而增加治理体积量和污染效率、治理效率等。

所述半移动吸污设备，是指在短距离或者固定轨道、轨迹上移动、转动设备，加速污染物流经工作体积，增加治理体积量和污染效率、治理效率。

所述固定吸污设备，是指治理设备在固定地点，治理污染物，并通过污染物扩散、流动（47），不停地在原地进行污染物治理的设备。

所述喷水设备（图6）：包含水源（46）、管道（43）、闸门（42）、喷水口（44、45）等，通过供水设备供给，能将供水设备所供水喷洒到空中的喷水设备；一套喷水设备可有1个或1个以上多个喷水口（44、45）；喷出的既可以是水，也包括喷洒增加防冻、增加荷电性能，或用于施肥、施药的溶液、小颗粒和水的混合物等。根据需要，可以用其他类设备代替喷水设备。

所述其他类设备，所有用于治理空气污染的设备。工作体积和/或治理效率，满足本发明所述条件，都能起到本发明对所述区域空气污染物治理的效果。包括静电治污设备、过滤治污设备等等，但优选地使用喷水设备。如果需要，优选地使用移动静电治污设备（13）代替喷水设备，对污染物进行捕捉，回收，即避免2次污染，也可以废物利用。

所述设备，是指有效设备；在有效吸污区域内（1），直接治污类的同类设备；设备最大效率≥同类设备之间平均效率的10%，且设备治理体积≥同类设备之间平均体积的10%。

所述控制系统，至少包括中控部件，优选的控制有效吸污区域内喷水设备，和/或其他类设备的开关，也可用于记录设备待机情况、汇总污染数据等信息；优选地包含接收部件，用于开关全部或部分吸污点位喷水设备/其他类设备等工作；也可不通过控制系统，和/或中控系统，各个吸污点位自主、自发控制。

所述高度差，是指使用或建造地物，即利用建筑物（19）、构筑物（3）、植被、地形差等增加高度差，并利用高度差增加喷水设备工作体积。

所述荷电，是指通过对喷水口喷出的水进行荷电，使喷出之水增加额外电压。喷水本身就可以对部分污染物进行治理，改善空气质量。但本发明优选地通过为喷水进行荷电，增强喷水对污染物的治理效果。

所述有益的微观粒子，是指喷水口在喷水过程中，会产生负氧离子等微观粒子，有助于改善空气质量，通过荷电可增加喷出负氧离子等微观粒子的含量。

所述喷水设备其他工作，是指用喷水设备在治理污染的同时，和/或非治理污染时间，进行灌溉（9）、清洗、降温、美化景观、直接喷水、为水域增氧等工作，反之则是在进行其他工作时，也可以进行治理污染物工作；可将部分喷水设备置放于水域之旁、之上，对水域加氧，减少资源消耗；或将设备置于人工地物之间或旁边，清洗、降温、美化景观；或将喷水设备向绿植喷洒，即可以治理污染物，也可以节水增加经济效益；或直接对地面进行喷水。

所述点位（6、11、16、13），即吸污点位，在有效吸污区域内，用于治理污染物的设备，或相邻的喷水设备/组（2、8、20），和/或其它的治污设备/组，工作所产生的工作体积/工作区，或互容为一体的，和/或紧邻的工作体积/工作区，所占的区域内的面积或体积；吸污点位包括移动吸污点位、半移动吸污点位、固定吸污点位；和/或设备/组所构成的高效吸污点位；移动设备及其工作体积/工作区，视为移动点位（13）；半移动设备及其工作体积/工作区，视为半移动点位；固定吸污设备和工作体积/工作区为固定吸污点位（6、11、16）。

所述高效吸污点位（31、32、33、34）：在0.0624平方千米的吸污点位面积上，设备/组及在所述地面之上工作的移动设备、半移动设备，工作产生的：720小时治理体积量之和≥所述0.0624平方千米的吸污点位地面面积之上，至600米即区域顶部，之间的体积；和/或168小时治理体积量之和≥所述吸污点位第一等量体积，且所述吸污点位的总治理效率≥吸污点位总污染效率的1%，所述吸污点位内设备/组，或设备/组所占据的0.0624平方千米地面面积或设备的工作体积，视为一个高效吸污点位；所述高效吸污点位的地面面积，是由外侧吸污设备或设备工作体积所围成的几何图形的面积；或以处于中心位置的设备/工作体积为中心点、或设备/组工作区围成的几何图形的中心点，为圆心的半径是0.141千米的圆的面积（31、32、33）；设备或设备工作体积一部分在高效吸污点位面积内，一部分在面积外，如果单独或与其他设备可组成其它高效吸污点位，则视为其它高效吸污点位，如果不能组成高效吸污点位，则将其工作体积和治理效率首先归为紧邻的高效吸污点位，或计入有效区域内。

设备紧邻，设备/组工作体积所占面积，多于0.0624（31）的整数倍，或余数不足一个0.0624的面积，如果设备/组，含在吸污点位工作的移动设备、半移动设备，工作产生的：720小时治理体积量之和≥所述0.0624平方千米的吸污点位面积上空吸污点位的体积；和/或168小时治理体积量之和≥所述吸污点位第一等量体积，且所述吸污点位的总治理效率≥吸污点位总污染效率的1%，则视为所述整数倍个，或加上余数吸污点位个高效吸污点位（32、33），其每个高效吸污点位分配面积都是一个0.0624平方千米；否则不视为一个高效吸污点位（30），所述工作体积和治理效率，计入紧邻的高效吸污点位内，或计入有效吸污区域内；如果紧邻的高效吸污点位因形状不同，边界出现缝隙，可将缝隙就近或平分到相邻的高效吸污点位的面积内，但所述增加面积不计入高效吸污点位分配的地面面积内。

所述高污染区（50）、低污染区（49），二者相对，低污染区是因吸污点位治理，而出现的相对于，高浓度污染区（50）污染物含量的降低的空间（49），即人为的在被污染的大气中，制造低污染浓度的空间，便于利用浓度差（48），引导污染物向低浓度空间扩散、流动（47）。

所述污染物浓度差/浓度差（48）：高污染区（50）和低污染区（49）之间，污染物含量有差异，浓度差是指污染空间污染物含量高低之间的差异（48）；本发明利用浓度差（48）引导污染物从含量高的空间向污染物含量低的空间扩散、流动（47），进行大气治理。

所述工作体积外区：即污染物扩散、流动区/次低浓度区（5、12、18、15）；因工作体积治理而出现浓度相对低的空间（49），工作区外浓度高的空间（50）的污染物因浓度差，会向工作体积扩散、流动（47），形成工作体积外的污染物扩散、流动区（5、12、18、15）；如果治理效率大于污染效率，在工作体积外可能会形成，污染物相对工作区外高污染空间较低浓度的次低浓度区；工作体积外区包含因设备工作产生的污染物扩散、流动区/次低浓度区（5、12、18、15）。

所述工作区：工作区包含设备的，工作体积（4、9、17、13）和工作体积外区（5、12、18、15）。

所述工作体积（4、9、17、13）：吸污设备工作的直接治理污染物的部件，决定设备工作能力；喷水设备的工作体积是指，喷水设备工作体积所包含的空间，即喷水设备将水喷洒至空中后到顶点到落地范围内，外围水和/或水珠所经过的轨迹，及其轨迹之间的空隙，所围成的空间体积。或使用其它起到治理空气污染物的其他类设备代替的，对流经工作体积的污染物进行直接治理的空间的体积；所述喷水设备工作体积不含设备所利用的地物（3、10、19）所占体积。

所述等量体积，与吸污点位工作体积、各个吸污点位的总工作体积、和/或指定体积的，同体积或体积相同的体积，是进行计算/评估设备治理体积量、污染效率、治理效率，的代换算空间。

所述第一等量体积，用于换算有效吸污区域治理体积量的空间，优选地选择在有效吸污区域的面积上空，的2（37）-3（35）米的空间（36），含地物所占空间，即第一等量体积是所述区域面积乘以1米高度的体积。

所述治理体积/首个治理体积：是指在单位时间内，利用设备工作体积，治理一定量的污染物的空间体积，优选地治理工作体积内污染物2%的浓度，这个被治理的工作体积或所述工作体积的等量体积的空间体积，是一个治理体积；首个治理体积，启动设备后治理的第一个治理体积为首个治理体积，污染的首个治理体积为首个污染体积；

所述首个治理体积及其所用时间、治理效率、污染效率，是指设备持续以最大功率，或相当于满负荷情况下工作，所能创建的首个治理体积及其所用最短时间、并用以核算治理体积量、治理效率、污染效率。用于核算/评估设备工作效果、污染效果的数据。根据需要，可以是全程也可以是部分时间段；既可以是抽样部分吸污点位也可以是全部吸污点位，或吸污点位的一部分；本发明优选的是在实验室设定历史部分数据的平均浓度值，并模拟多数污染的已知污染物的成分，模拟一次污染过程的中期的污染物含量、输入量等因素。抽样测试，并得到样本的首个治理体积和所用最短时间、用治理首个治理体积的效率作为治理效率、污染首个治理体积的污染效率为污染效率。

所述总治理效率：单位时间内，吸污点位工作体积之和的等量体积，治理首个的治理体积中污染物浓度或污染量与所用时间的比。

所述总污染效率：吸污点位工作体积之和的等量体积，首个被工作体积治理的治理体积在停止治理后，治理体积内填充进污染物至区域空间或周边空间的污染物含量的平均值，即恢复到周边浓度值，所填充进的污染物浓度或污染量与所用时间之比。

所述治理体积量，单位时间内，优选的720小时和168小时，与所述吸污点位或全部吸污点位治理首个治理体积与所用时间的比的乘积，为所述设备的治理体积量。

所述输入：是指本地生成，区域外污染物扩散、流动而至，在区域内二次反应等，使区域内大气污染物增加的情况。

所述自然输出：是指区域内污染物自然的沉降，向区域外扩散、流动而出，二次反应等，使区域内大气污染物减少的情况。

所述人工输出：是指人为治理，使区域内大气污染物减少的行为。

所述污染物、空气污染物：包括大气中有形的污染物和/或无形的污染物。

所述治理/污染物治理：是指人为的将大气中有形的污染物和/或无形污染物进行捕捉、回收、分解、使之沉降、加速其扩散、流动而出等，从而降低有效吸污区域内大气污染物含量的行为。本发明优选的在风速为0米/秒，或者接近0米/秒的气象环境下，且与工作体积内、外的等量体积所含污染物浓度等条件基本相同的情况下，进行设备工作效果核算，但优选的在实验室测试设备首个治理体积量及其所用时间、设备治理效率、污染物污染效率。

本的有益效果是：起到抑制新生成的污染物，即减少输入，也吸附喷水范围之外的污染物，即增加人工输出，从而加速污染物总输出，并使有效吸污区域及周边空间首先成为污染浓度低的空间的三重效果。而且，喷水设备可在治理污染时，可以用于治理污染物，也可用于灌溉、清洗、降温、美化景观等工作，或同时起到多重作用。

附图说明

图1、区域大气污染物吸污设备示意图；

1、有效吸污区域体积示意图，即有效吸污区域地面面积到600米高度之间的体积；

2、高效吸污点位2在构筑物上喷水口示意图；

3、构筑物示意图；

4、高效吸污点位2工作体积示意图；

5、高效吸污点位2的污染物扩散、流动区/次低浓度区示意图；

6、高效吸污点位2工作体积所占地面面积示意图；

7、各吸污点位工作体积所占地面面积之间，切线、连接线示意图；

8、可兼用于灌溉的喷水口示意图；

9、高效吸污点位3工作体积示意图；

10、绿植示意图；

11、高效吸污点位3工作体积所占地面面积示意图；

12、高效吸污点位3的污染物物扩散、流动区/次低浓度区示意图；

13、移动设备及工作体积示意图；

14、移动设备的治理体积示意图；

15、移动设备治理体积周边的，污染物扩散、流动区/次低浓度区示意图；

16、高效吸污点位1工作体积所占地面面积示意图；

17、高效吸污点位1工作体积示意图；

18、高效吸污点位1的污染物扩散、流动区/次低浓度区示意图；

19、高效吸污点位1建筑物示意图；

20、高效吸污点位1建筑物上喷水口示意图；

21、高污染区示意图；

22、有效吸污区域地面面积之上600米高度，即有效吸污区域顶部示意图；

23、区域上方区域示意图；

图2、吸污点位组成的最大面积示意图；

24、因低效无法与其他设备构成有效吸污区的区域外设备示意图；

25、有效吸污区域内，外围吸污点位、高效吸污点位，所占地面面积示意图；

26、区域内，外侧吸污点位间的切线或连接线示意图；

27、有效吸污区域内，外围吸污点位、高效吸污点位，所占地面面积示意图；

28、有效吸污区域内的吸污点位示意图；

29、有效吸污区域内，外围吸污点位、高效吸污点位，所占地面面积示意图；

图3、高效吸污点位示意图；

30、紧邻高效吸污点位外，且工作量不能达到高效吸污点位的设备、吸污点位示意图；

31、高效吸污点位示意图；

32、紧邻一个高效吸污点位，且设备工作量满足高效吸污点位，整数被的高效吸污点位示意图；

33、紧邻一个高效吸污点位，且设备工作量满足高效吸污点位，整数被的高效吸污点位示意图；

34、互容为一体的多个高效吸污点位示意图；

图4第一等量体积示意图；

35、优选距地面3米高度的，第一等量体积上端，示意图；

36、第一等量体积示意图；

37、优选距地面2米高度的，第一等量体积下端，示意图；

图5、移动设备示意图；

38、移动工具示意图；

39、工作部位示意图；

40、保护罩示意图；

41、工作体积示意图；

图6、喷水设备示意图；

42、闸门示意图；

43、管道示意图；

44、喷水口示意图；

45、喷水口示意图；

46、水源示意图；

图7、高浓度区、低浓度区，浓度差示意图；

47、扩散、流动方向示意图；

48、高浓度区和低浓度区之间的浓度差示意图；

49、低浓度区示意图；

50、高浓度区示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他的实施例，都属于本发明保护的范围。

在需治理的区域（1），优选的将设备置放于污染源处即城市，且有效吸污区域地面面积大于0.0624平方千米（图2）；优选地参考历史污染记录数据；优选的构建多个高效吸污点位（6、11、16）；优选地将高效吸污点位2和高效吸污点位3的喷水口（2、20）置放于城市地物（3、19）上，利用高度差，增加喷水的工作体积（4、17），通过增加喷水口的数量、增加喷水距离、并为喷出的水雾荷电，加大喷水的工作体积（4、9、17）和/或治理效率；将吸污点位1喷水口喷出的水雾对绿植喷洒（10），既可以在治理污染过程中灌溉，也利用灌溉治理污染，节能且增加经济效益；通过移动（13）设备，即通过移动增加相对污染效率，也在移动中增加治理体积量（14），并提高治理的平均效率，以代替部分喷水设备；使有效吸污区域内，吸污点位工作之和：720小时治理体积量之和≥有效吸污区域的污染体积（1）；和/或设备168小时治理体积量之和≥所述区域第一等量体积（36），且吸污点位总治理效率≥吸污点位总污染效率的1%；利用喷水过程中产生的微观粒子含负氧离子，增加治理效果；使用控制系统控制、协调全部或部分喷水设备（2、8、20），和/或其他类治污设备的工作状态。

在实施例中，使用以荷电的喷水设备为主的，所述区域大气污染物吸污设备组：首先在有效吸污区域地面面积（36）上，使用区域大气污染物吸污设备组，创建有效吸污区域（1）内、外大气污染物低浓度区（49）；然后持续利用污染物低浓度区（49）与高浓度区（50）的浓度差（48），引导高浓度区的污染物，向附近吸污点位扩散、流动（47），从而对有效吸污区域内、外大气污染物进行治理和稀释。