城市热岛与雾霾治理系统课件

1、城市热岛与雾霾治理系统(活性水喷雾系统)1、中国城市空气污染现状 1.1、城市空气污染主要类型 1.2、传统治理方法的缺陷 1.3、中国政府对城市空气优化系统的需求2、活性水喷雾的创新特点 2.1、活性水喷雾的实施方法 2.2、活性水喷雾的技术组成和功能 2.3、活性水喷雾的应用领域 2.4、活性水的机理 2.5、采用无线控制的城市空气优化系统 2.6、几种空气调节系统性能对比表 2.7、专利证书 2.8、核磁共震检测报告3、活性水喷雾系统的分析 3.1、治理粉尘污染的分析 目 录 3.2、治理化学污染的分析 3.3、治理城市热岛的分析 3.4、治理有害微生物的分析 3.5、可行性分析 3.6

2、、实施过程4、喷雾降温相关的项目 4.1、重庆市 4.2、喷雾降温 4.3、上海世博会5、商业计划 5.1、商业模式 5.2、业务拓展计划 5.3、风险与对策 5.4、资金计划1、中国城市空气污染现状、中国城市空气污染现状 帝都迷雾雾霾PM2.5：北京欢迎你炎热：烧烤模式中国的PM2.5杭州：枯萎的天堂 1.1、城市空气污染的主要类型、城市空气污染的主要类型粉尘污染（有害微生物载体、粉尘污染（有害微生物载体、TSP、PM10、PM2.5） 对公众构成大范围危害，造成呼吸系统损害和生理性毒害 主要的疾病：肺癌、支气管炎、鼻炎、高血铅 传统治理方式与经济发展矛盾，危害北京、上海等大中型城市 危及人

3、口众多、现无经济可行的防护方法化学污染（甲醛、铅、多环芳烃、光化学烟雾）化学污染（甲醛、铅、多环芳烃、光化学烟雾） 汽车尾汽和工厂排放的污染物、餐饮排放的污染物 建筑、家具、建筑施工排放的有机污染物 形成二次粒子和复杂的高浓度有机污染物 诱发呼吸系统疾病、血液系统疾病、免疫系统疾病热污染（空调、汽车、生活用燃料）热污染（空调、汽车、生活用燃料） 能耗大、热污染集聚不可降解 造成间接的空气污染和水污染 滋生细菌和诱发疾病 恶化生存环境，诱发中暑和死亡癌症主因能耗主因灰霾祸首 1.2、传统治理方法的缺陷、传统治理方法的缺陷 植树种草和水域植树种草和水域 地价成本高昂、投资成本大、维护成本高，老城区

4、难以新增绿化带和水域 北方植物冬季治理效果基本为零，楼顶绿化安全风险较大 难以形成有效的三维净化处理系统，空气污染的治理不可控 较小的水域易形成新的污染集中式污染源控制集中式污染源控制 火电厂已安装除尘装置、进一步提高排放标准会大幅提高成本 短时间内强制中小企业提高排放污染标准易诱发区域经济问题 集中式污染占比例已较小 违法排污成本低、监管困难，突发性污染难以控制分散式污染源控制分散式污染源控制 三至五年内难以淘汰污染超标的汽车，工地和道路粉尘污染难以有效控制 居民餐饮污染排放物的治理需要巨额投入 汽车尾汽净化装置的推广需要政府补贴和车主配合，存在较多的问题 经济发展与污染控制短时间内矛盾 1

5、.3、中国政府对城市空气优化系统的需求、中国政府对城市空气优化系统的需求民众的健康需求民众的健康需求 城市化使得更多的民众生活在城市中 对健康的追求是社会的基本追求 民众的健康损失会带来家庭的沉重压力 城市空气优化系统能给更多的人提供健康的生存环境环保与节能的需求环保与节能的需求 环境恶化会大幅度提升能源消耗（例如空调与降温设备的能耗） 空气污染会增加室内污染治理设备的使用量，增加能耗 空气污染会损害建筑物的寿命，特别是装饰材料的寿命 城市空气优化系统能提供更好、更安全的空气经济转型需求经济转型需求 城市基础建设已大部份完成，需要新的经济增长点 对GDP的追求转为对健康生活的追求 对环境和资源

6、的开采转变为补偿和优化环境（可持续发展） 城市空气优化系统是市政项目的延续，有利于经济转型2、活性水喷雾的创新特点、活性水喷雾的创新特点成本低成本低节能、环保节能、环保节省土地节省土地动态动态景观景观除尘、空气净化除尘、空气净化降温、湿度调节降温、湿度调节便捷的远程控制便捷的远程控制活性水方案活性水方案喷雾降温除尘系统雾霾与PM2.5治理城市热岛治理气味清除杀菌消毒城市空气优化系统 2.1、活性水喷雾的实施方法 楼顶安装雨水收集与净化系系统 楼顶安装活性水喷雾（或喷泉）系统。 高架桥、路灯支架、城市建筑物等安装活性水喷雾系统 城市统一控制的分布式楼顶喷雾降温、降尘和空气优化系统实施的方法： 雨

7、水收集系统降低暴雨造成的损害，节约水资源； 楼顶喷雾系统高效的净化城市空气，同时具有优良的景观效应； 城市统一的喷雾系统形成大型的城市空气调节系统，高效的降温、降尘、湿度调节、化学气体清除、优化城市空气的基础上更加节省能源和水资源。 活性水具有杀灭有害微生物的能力，使得空气更健康和安全 活性水更快速的吸收二氧化硫、氧化氮气体、无毒化有机气体，对生活排放的油污等空气污染物具有高效的氧化和无毒化功能。解决的问题： 2.2、活性水喷雾系统的技术组成和功能 前端水处理预置活性水装置 使用多路复用的数据传输方法控制喷雾系统，有线互联网、无线GPRS、CDMA、3G、4G等更先进的传输均是多路复用的数据传

8、输方法。 形成了测量、计算、传输、控制的基础框架，有效利用现有政府性环境测量系统，全自动远程集中控制系统能高效优化城市空气。分布式自动喷雾控制系统分布式自动喷雾控制系统 水喷雾的粒径控制在微米至数十个微米级别，表面积大，吸附能力强。 水吸热的能效比高出空调50至300倍，室外降温首选。 分布式控制系统能由小至大、由局部至整体的逐步实现城市优化系统，对城市空气进行降温、加湿、净化等优化功能。 活性水对空气中微量物质具有超强的吸附能力，能够快速吸附空气中多种有害物质，杀灭有害微生物，即使在湿度大幅度增加的情况下，霉变也极少发生。活性水喷雾系统的功能 2.3、活性水喷雾的应用领域 体育馆降温 广场降

9、温 大型工业区降温 商业核心区室外降温 住宅小区降温 城市夏季降温 工厂除尘 道路、工程施工除尘 城市密集人口区除尘 煤矿井下、矿区除尘 雾霾与PM2.5治理 大车流量场所空气净化 露天污染场所空气净化 医院等场所空气消毒 自动化控制程度低 湿度增高易霉变 无杀菌消毒功能 对憎水性空气污染不能有效净化降温除尘空气净化常规水喷雾系统缺陷全物理方式激化全物理方式激化 特征场方式（核心专有技术） 无电解过程（无电解附加物和有害物产生） 大幅提升水的溶解力、渗透力、降解有毒物质的能力 调整水的PH值、电导率、核磁共震频率生物特性影响生物特性影响 破坏微生物的生态结构，高效的杀灭有害微生物 大幅提升多细

10、胞生物的水活性，提升生物体各组织和器官的功能。 大幅降低植物的病虫害，提升生长速度 修复植物的病理性损害生态安全性生态安全性 模拟原始森林的水，适宜生物生存 震荡状态下自恢复为普通水 无化学元素添加 无化学合成品添加 2.4、活性水的机理水分子团调整 2.5、数据网络控制的城市空气优化系统自来水中水净化雨水水净化器喷雾装置数据中心中央控制气象数据湿度测量气体测量分布控制数据网络无线网络有线网络数据网络分布控制粉尘测量PM2.5TSPPM10温度测量NOO3SO数据网络用户手机环境净化环境净化环境降温环境降温喷雾造景喷雾造景水活化器 2.6、几种空气调节系统性能对比表对比性能空调植树种草活性活性

11、水水喷雾系统喷雾系统能源消耗吸热1000kWh耗能300kWh01kWh（1度电）吸热能效比3.3/1000耗水(吨)0约1.41.43空气优化吸尘效率限于室内中等高有害气体吸收无中等高环境优化气体生成无有中湿度调节中等中等中等温度控制高低中等气味调节中等中等高景观效应盛期景观差(室外机影响)好可控(好)衰期景观差(室外机影响)差可控(中等)水资源利用雨水利用无中等高中水利用无高中等增加降雨量无中高安装性拆清场地无高无组装性好低好可控性降温高(限于室内)中等高湿度高(限于室内)中等高吸尘中等(限于室内)中等高有害气体吸收中等(限于室内)中等高微生物灭活中等(限于室内)中等高（活性水方案）气味调

12、节中等(限于室内)中等高(增添加剂)景观无中等好 2.7、专利证书 2.8、核磁共震检测报告核磁共震频率3、活性水喷雾系统的分析空气污染粉尘污染治理化学污染治理城市热岛治理有害微生物治理活性水喷雾 3.1、治理粉尘污染的分析TSP、PM10、PM2.5的来源分析 TSP、PM10主要来源于道路扬尘，部份来源于沙尘暴等外地输入 TSP、PM10主要为无机污染物、难溶于水但易被水吸附，易自然沉降 PM2.5主要来源于二次粒子、汽车尾汽排放、餐饮排放、工厂排放、道路扬尘 PM2.5组成复杂，部份可溶于水，不易自然沉降，空气湿度对PM2.5质量浓度的影响大，其可溶、不可溶、可吸附、不可吸附的物质相对均

13、匀活性水喷雾治理粉尘污染的分析 活性水能有效吸附TSP、PM10，使其凝聚沉降 活性水能溶解可溶性气体（二氧化硫等），降低PM2.5的二次粒子（亚硫酸盐） 活性水可氧化低价化合物（二氧化硫等），使其形成稳定的化合物沉降。 活性水可溶解和氧化憎水性物质（有机油滴），吸附和分解有机PM2.5污染 活性水破坏微生物结构，使其分解和沉降治理效果的定性分析 TSP、PM10：喷雾区可有效吸附沉降高达90%以上的去除率 PM2.5：可溶性物质去除率高达80%，可氧化憎水性物质的去除率高达50%，难氧化的憎水性物质的去除率较低，总体而言，PM2.5的去除率可以高达70% 不能有效降低污染物排放物、环境承载能

14、力有限时，本地污染降解与治理是唯一的方法 3.2、治理化学污染的分析化学污染的来源分析 二氧化硫（SO2）：主要来源于化石燃料 氮氧化物（NxOy）：主要来源于汽车尾汽 有机化学污染：来源复杂，有害有毒物主要来源于餐饮、汽车尾汽和化石燃料 光化学污染：空气中二次化学反应物，受空气中有机污染物的浓度控制活性水喷雾降解化学污染的分析 活性水氧化SO2，溶解后形成稳定的低毒性的硫酸盐沉降 活性水氧化NxOy，溶解后形成较稳定的低毒性硝酸盐沉降 有机化学污染物：氧化生成二氧化碳和低毒性的物质，溶解吸附沉降 光化学污染：污染物在水中不稳定存在，由于活性水的氧化和还原能力，使得光化学污染物分解、溶解入水中

15、沉降治理效果的定性分析 喷雾后90%以上SO2的形成硫酸或硫酸盐溶解或吸附水中沉降 70%以上的氮氧化物可以溶解、吸附或分解 60%以上的有机化学污染可以被氧化、分解、溶解或吸附 光化学污染难以在水中稳定存在，有效去除率可高达80% 3.3、治理城市热岛的分析热岛效应影响因素 蒸发减少0.05g/sm2，热输入120.9w，城市下垫面反射率降低10%（黑化路面等），热输入30w/m2；人工能量输入10w/m2（建筑能耗、汽车），城市中总热输入增加160.9w/m2，受空气热辐射与对流的影响，实际热输入约20w/m2，计算温升约3.5。夏季空气流通减缓时，热输入会急剧增加，城市蒸发系统适应性低，

16、空调和火电厂的加速运转造成恶性循环，加剧城市大气温升。 城市干岛效应影响：造成城市主城区上部空气下行，底部空气上行，大气稳定度增高，不易形成云层和降雨，阳光反射率大幅下降，空气下行形成焚风效应。城市热岛的解决办法 增大蒸发量：增大水域、植树种草（三维结构）、人工蒸发补偿 受城市安装的限制，采用喷雾系统是一种高效且经济的办法。 蒸发量在0.05g/sm2时（白天11小时相当于2mm降雨量），大气平均降温达7。 采用分布式控制方式逐步建立大区域降温系统 大规模的喷雾系统加速城市空气垂直对流，形成云层，气温下降经济分析 喷雾影响面积达到10万平方米时，喷雾降温受空气对流的影响较小，当喷雾影响面积达到

17、50万平方米时，喷雾降温的效果接近于理论效果 按50万平方米计算，大气降温7，日均水量1000吨，采用2MPa压力喷雾，考虑损耗，吨水耗电约1度电，总计1000度电，采用自来水时总费用不到6000元。对比道路照明，这样的费用政府完全可以承受。商业核心区采用空调的能耗不低于10万度电，费用不低于6万元。喷雾系统的性价比是空调的10倍以上。 3.4、治理有害微生物的分析有害微生物的来源 细菌：广泛存在于土壤中，以TSP、PM10、PM2.5为载体存在于空气中，可以独立以PM2.5的形式存在，当载体浓度较高时，空气中细菌含量大幅增加。 病毒：以TSP、PM10、PM2.5为载体存在于空气中，可以独立

18、以PM2.5的形式存在，当载体浓度较高时，空气中病毒含量大幅增加。 虫卵：独立或附着于污染物上。有害微生物的灭活机理 病毒：活性水具有氧化和还原能力，使得病毒上的核酸不稳定，蛋白质活性发生变异，使得大部份病毒失去活性。 细菌：活性水具有更强的穿透细胞壁和膜的能力，具有一定的氧化与还原能力，能够使得细菌胞体内失去水平衡、破坏细胞壁和膜结构，使细菌失去活性或死亡。 经验证，活性水对多细胞的植物和动物有促进生长和发育的能力经验证，活性水对多细胞的植物和动物有促进生长和发育的能力。对比常规喷雾的优势 常规喷雾缺失两项主要技术，一是未采用活性水，二是未采用远程智能控制系统（采用即对专利采用即对专利021

19、51992.7构成侵权构成侵权） 常规喷雾采用高压喷雾会产生少量的负离子，但能耗高，设备损耗大 常规喷雾长期使用会产生高湿霉变，引发不适和疾病 常规喷雾对PM2.5、化学污染的降解能力低，空气净化能力不高 3.5、可行性分析技术可行性分析 活性水已生成标准化组件，技术已成熟，容易升级为数字处理系统 喷雾系统和远程智能控制已属成熟技术，与活性水组合成本低 核心专利控制，保障高额利润，核心技术机密，保障竞争优势经济可行性分析 室外降温的首选方案，耗能不到空调的百分之一 大规模建设成本政府可以接受 日常耗用成本政府和大公司可以承受社会效益可行性分析 城市空气净化，降低民众疾病风险 优化城市空气，降低

20、社会能耗 降低产业升级风险，促进经济平稳发展政府需求可行性分析 城市空气环境改善，提高政府形象 城市空气更好，有利于公务员的身体健康和办事效率 降低传统产业收缩风险，促进税收平稳发展节能环保国家政策 3.6、实施过程商业核心区 露天体育馆 商业街 生活小区 工业区城镇区块级 大学 商业集中区 生活集中区 建筑密集区 1000万-10亿城市级 中小城市核心区 大型城市建筑密集区 人口集中区 城市及卫星城 10-500亿商业核心区：预计投资每平方米50-200元城镇区块级：预计投资每平方米30-100元城市级：预计投资每平方米20-50元示例：10万平方米体育馆，投资约500万 10平方公里城镇，

21、投资约5亿 1000平方公里城市，投资约500亿 上述投资为活性水喷雾系统的设备和安装费 4、喷雾系统相关的项目上海世博会重庆公交站贵阳喷雾除尘 养猪场喷雾消毒喷雾项目 4.1、重庆市重庆市重庆市“121”科技支撑示范工程民生项目科技支撑示范工程民生项目 研究项目名称：基于水相变化缓解城市热岛效应机理研究与实践 承担单位：重庆市气象科学研究所，自然科学基金(院士专项) 实施工程：重庆龙头寺火车站的出租车站台（喷雾降温） 将要实施的方法：远程智能监控喷雾降温系统 可能存在的问题：未采用活性水、易形成高湿霉变；水源采用常规净化方法，净化成本高、耗材损耗大；采用中压喷雾，能源消耗大，设备维护费用高、

22、安全风险大；对憎水性物质的处理能力低、对汽车有机尾汽的净化能力低。 以下摘录自：中国广播网以下摘录自：中国广播网 http:/ 在主城区密集场所进行喷雾降温根植于重庆市“121”科技支撑示范工程民生项目“局部气候调节关键技术研究与示范”。该项目由重庆市科学技术委员会组织并出资，重庆市气象科学研究所作为技术综合牵头单位，重庆市机电设计研究院、重庆公用站台设施投资开发有限公司、沙坪坝区三峡广场商圈管理委员等单位共同实施。重庆夏季高温灾害频发，主城区热岛效应尤为明显，据统计，19512012年主城区大于等于35的高温日数平均为32.7天/年，其中，2011年高温日数达67天。喷雾降温系统克服了空调难以在露天环境使用的限制，显著改善市民的出行、购物环境条件，有效避免高温中暑事件的发生。 据重庆市气象科学研究所高阳华所长介绍，喷雾装置用水为自来水，经过水处理系统后，达到国家纯净水标准，额定工作水压为68兆帕斯卡，雾滴粒径小于10微米，喷雾区域降温57摄氏度，并形成大量负离子，同时不会出现润湿行人着装等负面影响。从能耗上看，单个公交车站台喷雾降温日耗费水电的成本约10元。目前试运行阶段喷雾时段固定在上午1