植物景观空气净化装置



发明人姓名:黄颖杭  陈梓嘉
性别:男
民族:汉族
发明人所在学校:广东实验中学初中部
辅导教师姓名:杨壮宇

作品摘要:
*结构组成:
该装置整体上可分为四部分:亚克力透明水族箱体、水体、土培植物层、气流动力装置与控制装置。从净化功能上可分为三个模块:水下净化模块、土壤净化模块以及植物茎叶净化模块。
*主要特征:
该装置主要利用气泵将空气通入水环境,经过第一级水洗处理,空气中的颗粒物、甲醛等室内常见污染物气体绝大部分被过滤掉;之后空气经土培植物土壤滤层、根系环境和茎叶部分进行二级吸附净化。
*主要用途:
该装置将各具美态及净化能力的观赏植物进行组合,不仅可以净化室内空气中的甲醛、颗粒物等污染物,并起到微环境的氧气含量、湿度等舒适度因子的调节作用,同时也可以美化环境,营造出回归大自然的氛围。
*创新点:
利用小型人工生态系统改善室内环境质量,将土培植物、水生植物及其生长环境的功能进行整合,充分发挥水体、植物、土壤等对室内污染物的系统净化能力。其中,土壤层利用硅藻土和沸石等具有吸附性能的多孔材料,进一步提高净化装置的处理能力。装置设计注重功能与美观相结合,在改善室内空气质量的同时,带来视觉上的美感。
作品说明: 
*问题提出:
通过媒体及长辈了解到:随着人们生活环境与生活方式的改变,室内空气污染问题日渐突出并受到社会各界的普遍关注。钟南山院士在今年两会上指出,当前室外污染严重,其实室内空气污染更严重,室内空气的优劣严重影响着人们的身体健康,特别是老弱病孕幼等敏感人群。研发一种室内空气质量改善装置,给人以健康清新空气的同时,带来更多的视觉上的美感和舒适,是本人选题的初衷。创意灵感源于日常生活中常见的室内景观植物与水族箱。
*解决方案:
1、利用水洗、植物净化等空气净化技术原理,对土培植物、水下植物及其生长环境进行优化组合,研发一种具有空气净化功能的植物景观装置; 2、利用气泵将空气通入水环境,对空气中的细颗粒物、甲醛等室内常见污染物进行水洗处理,然后再利用土培植物土壤滤层、根系环境和茎叶部分对空气进行吸附净化。 3、本装置的植物茎叶部分、土壤根系环境和水环境对颗粒物、甲醛等污染物均有净化作用。植物净化室内空气主要有三种方式,叶片吸收与吸附、植物体内运输及代谢转化、土壤及根际微生物作用。 4、水下植物既有水下景观构建的作用,也起着净化水质、抑制藻类生长等作用,以其为核心构建的水生环境对水洗吸收的甲醛、颗粒物也起着分解、沉淀净化的作用; 5、为达到自然美感与功能实用最佳结合,装置水下净化模块、土壤净化模块以及植物茎叶净化模块及模块间的连接进行优化设计,不同类型植物的搭配也进行优化组合,力求实用美观。
*使用或试用效果:
本项目采用96L(40cm×40cm×60cm)的环境测试箱分别对甲醛、颗粒物PM2.5两种常见室内污染物进行净化效果评测。研究过程中,甲醛、颗粒物的初始浓度设置了三种浓度梯度,分别为国家标准值的3倍、5倍和10倍,进行多组重复性实验,实验显示,该装置运行2h之后,环境测试舱中甲醛、颗粒物的浓度均能降到国家标准值以下,甲醛和颗粒物PM2.5的总体净化效率分别达到85%和95%以上。
*优点:
以绿色、生态、健康为设计理念,强调功能实用与自然美感相结合,利用水洗、植物净化等空气净化技术原理,设计一种具有净化细颗粒物、甲醛等常见室内污染物的植物净化器。
*还需进一步研究的问题:
1、不同植物类型净化能力与生长习性的优化组合; 2、水体和土壤中微生物的净化能力有待进一步探讨; 3、根据需求增加智能监控扩展配件。
查新说明:
*自我查新结论:新颖本项目经过查新,未发现同类的作品。本项目利用水洗、植物净化等空气净化技术原理,研发一种具有空气净化功能的植物景观装置。优化装置各模块及模块间的连接设计,利用小型人工生态系统改善室内环境质量,整合土培植物、水生植物及其生长环境的功能,达到净化室内污染物的能力。同时,利用硅藻土和沸石等具有吸附性能的多孔材料,提高土壤层净化处理能力。