[发明专利]一种室内空气净化益菌屋的制备装置与方法

说明书

本发明属于空气净化技术领域，涉及一种室内空气净化益菌屋的制备装置与方法，装置的主体结构包括反应容器、曝气盘、输气管、驱动电机、温控仪、承载板、滴流过滤槽、微生物载体、混合液、空腔、排气口、移门盖板和拉手条，方法的工艺过程包括组装主体结构、制备混合液、加装混合液、启动反应程序、培养微生物和稳定益菌屋六个步骤，由滴流过滤槽和固定化微生物组成的室内空气净化益菌屋可以除去室内空气中的甲醛和苯酚等多种有害气体，同时增强了微生物的稳定性，实现室内空气的快速净化；其主体结构简单，制作成本低，易于保存和运输，操作性和实用性强，提高了室内空气污染物降解微生物的稳定性、使用寿命和适应环境条件变化的能力。

技术领域：

本发明属于空气净化技术领域，涉及一种室内空气净化益菌屋的制备装置与方法，益菌屋可以除去室内空气中的甲醛和苯酚等多种有害气体，实现室内空气的快速净化，制备方法简单易行，操作性强。

背景技术：

相关研究表明：现代人80～90％的时间是在室内度过的，室内空气中的污染物对人体健康能够产生严重的影响，室内污染物气体会引起或加剧亚慢性、慢性呼吸道疾患，如支气管炎、过敏性肺炎、肺癌及其他器官癌症；常见的室内污染物有：甲醛、苯、氨等挥发性气体污染物、生物污染物和颗粒物，其中的甲醛是室内主要污染物，甲醛对人体具有急毒性，主要表现为对眼睛、皮肤和粘膜的刺激作用，引起眼痛、流泪和皮炎等症状；气态甲醛眼刺激阈为0.06mg/m³，嗅觉刺激阈为0.06～0.22mg/m³，上呼吸道刺激阈为0.12mg/m³，较低浓度甲醛中毒症状包括头疼、神经衰弱、焦虑、眩晕、神经系统功能降低等，高浓度甲醛中毒症状包括肺炎、肺水肿、支气管痉挛、喘息、泡沫痰甚至呼吸循环衰竭。对室内空气污染进行控制和治理是成为改善人类生存环境的有效途径，目前，对甲醛为主的室内污染物的净化方法主要分为物理法、化学法和植物法三大类：物理法是通过活性炭等疏松材料吸附空气中的有害气体，虽然吸附效率较高但更换周期短，不利于重复使用和可持续发展；化学法是利用化学试剂与甲醛发生反应，采用光源作为媒介进行催化，可以高效净化甲醛，但是甲醛清除剂与甲醛发生的不完全反应会生成其他有害物质造成二次污染，并且利用化学法制成的试剂价格昂贵，使用结束后回收不便；植物法是通过植物对甲醛等有害气体进行吸收和处理，在污染气体超标的室内种植绿色植物以达到净化空气的作用，但是植物吸附效率低且所耗时间较长，一般不采用此法。微生物法是新兴的甲醛处理方法，现阶段，对于利用微生物法处理甲醛的研究，国外特别是一些欧美国家远早于国内，已分离出多种能够去除污染气体的微生物，国内研究较少但也于2001年陆续开始发现并培养了许多可以去除污染气体的菌种，国内走在甲醛处理前列的黄赛花等人已经分离出了几种对甲醛具有较好降解效果的霉菌；微生物法与上述三种方法相比，具有无污染、降解效率高和成本低廉等优点；中国专利201510861650.X公开的一种微生物和酶协同处理甲醛的方法包含如下步骤：S1.制备液体培养基；S2.接种甲醛降解微生物：将甲醛降解微生物经斜面培养后制成孢子悬液，孢子浓度0.1～10×10⁹/ml，之后接种至含有甲醛的液体培养基中，而后加入过氧化氢酶；S3.降解甲醛：在25～35℃条件下，振荡培养18～36h；中国专利201621251801.6公开的一种除甲醛微生物培养装置包括培养盘和支撑座；所述培养盘的中部设有转动轴，该转动轴连接有动力装置，所述培养盘的侧壁上沿圆周方向开有若干个放置槽，该放置槽的侧壁上开有卡接槽，且所述卡接槽匹配有培养板，所述培养板上开有若干个放置孔，所述培养板插入卡接槽；所述转动轴的下端开有盲孔，并与所述转动轴间隙配合，所述支撑轴的下端攻有螺纹，所述支撑座上设有加热皿，所述加热皿的侧壁上设有加热装置，加热皿的底部中心处设有安装块，所述安装块的中心处开有内壁上攻有螺纹的安装孔；中国专利201621251895.7公开的一种除甲醛微生物培养槽包括槽体和翻转结构；所述槽体内壁上均匀设有若干个安装块，每个安装块上均开有安装槽；所述槽体匹配有若干个培养板，每个培养板的两侧均设有与所述安装槽的卡接块，通过所述卡接块所述培养板插在所述安装槽中；在所述安装块下方的所述槽体中设有沥水板；所述翻转结构包括基座，所述基座上设有两个升降装置，所述升降装置支撑有支撑架，所述支撑架上设有翻转轴，所述翻转轴一端连接有动力装置；中国专利201610923087.9公开的一种固定化微生物降解甲醛制剂的制备方法的具体制备步骤为：(1)称取500～700g餐厨废弃物放入塑料桶中，并向塑料桶中加入到3～5L自来水中，搅拌混合均匀后密封塑料桶，在避光的环境下放置5～7天，放置结束后过滤，去除滤液得滤渣；(2)称取200～300g聚甲醛厂曝气池活性污泥加入到发酵釜中，向发酵釜中加入500～700mL去离子水和30～50g红糖，搅拌混合后在25～27℃温度下静置发酵3～5天，发酵后得发酵物，并与上述滤渣混合，搅拌均匀后得混合物；(3)分别40～50g称取蛋白胨、35～45g牛肉膏、20～25g酵母浸提物、25～35g葡萄糖、5～10g吐温80、1～3g柠檬酸胺、3～4g醋酸钠、0.1～0.3g硫酸镁、0.01～0.03g硫酸锰、1～2g磷酸氢二钾加入到1L容量瓶中，加蒸馏水定容至刻度，pH值调至7.0，调节后在121℃灭菌15min，冷却后制得培养基，将培养基和上述混合物按质量比5:1混合，搅拌混合均匀后在20～25℃温度下富集培养3～5天；(4)向上述富集培养结束后的物质中加入30～45mL质量分数0.5％甲醛溶液，搅拌均匀5～7h后滴加5～7mL浓度为0.05mol/L硫化钠溶液，并通入氧气进行曝气，曝气量为30～50L/h进行曝气5～7h，曝气结束后加入5～7mL浓度为0.05mol/L亚硫酸钠溶液，继续曝气10～12h，曝气后加入5～7mL浓度为0.05mol/L亚硫酸氢钠溶液，曝气12～14h后加入5～7mL浓度为0.05mol/L硫酸钠溶液，曝气18～20h；(5)挑选上述曝气结束后的混合物中生长旺盛的菌落接种斜面培养基中纯化培养，将纯化培养后的菌接种到液体培养基中富集培养，在25～30℃和120～150r/min条件下培养20～30h，培养后得降解甲醛的菌液，备用；(6)收集100～200g蚯蚓粪，在紫外灯下灭菌15～20min，灭菌后与上述80～100mL降解甲醛的菌液混合，搅拌混合均匀后即可得到固定化微生物降解甲醛制剂，并放入冰箱中，在-10～-5℃温度下保存；中国专利200910099963.0公开的一种利用微生物降解甲醛的方法的步骤包括：(1)以活性污泥作为细菌分离源，采用涂布平板及分区划线法经多次纯化分离，最终筛选出一株具有较高降解甲醛效果的菌株，该菌株为苏云金芽孢杆菌Bacill usthuringiensis，命名为Bacillusthur ingiensisstr9，将其接入牛肉膏蛋白胨斜面培养基，于冰箱中4℃保存；(2)利用菌株Bacillusthurin giensisstr9对甲醛的降解，将步骤(1)中在冰箱内保藏的菌体活化后接种到装有培养基的无菌三角瓶中，在30℃、150r/min条件下震荡培养10～12h后，细菌进入对数增长期，得到含有菌株Bacillusthuringiensis str9的菌液；上述专利产品或方法以及现有技术涉及的微生物法存在以下问题：第一是生物菌剂对甲醛浓度变化的适应性差，对特定浓度范围内甲醛的降解效果不稳定，且菌种容易老化；二是微生物处理有毒有害气体具有单一性，一种微生物一般仅能处理一种或两种污染气体，应用范围狭窄。因此，研发设计一种能够增强微生物稳定性和对不同污染物降解能力的室内空气净化益菌屋的制备装置与方法，具有较高社会价值和应用前景。