[发明专利]一种地铁隧道空气环境净化系统及其运行方法

说明书

本发明公开了一种地铁隧道空气环境净化系统，包括相对封闭单元、污染空气净化单元、金属污染物回收单元和电控单元；本发明的运行方法在于在地铁隧道内并沿隧道内壁设置相对封闭的空气环境净化系统，利用该净化系统的气帘、集风箱、空气净化、离子净化、排空气粉尘清洗、负压吸尘、大波浪吸附式净化、超粗糙面吸附净化和电磁收集等装置将列车在隧道内运动形成的活塞风所带来的附近隧道内部的污染空气加以净化，进而通过列车的多次运行来净化整条地铁隧道内部空气环境；本发明采用“以静制动”集成化的净化方式，列车运行过程就是地铁隧道内部空气净化过程，打破了移动式隧道清扫设备及分散式安装设备所存在的耗能高、后期管理成本高等不足。

技术领域

本发明涉及地铁隧道空气环境净化技术领域，具体为一种地铁隧道空气环境净化系统及其运行方法。

背景技术

截至2012年底，全国已有15个城市建设地铁，总里程达到2,173.73公里。2020年，全国将有40个城市建设地铁，总规划里程达7,000公里。其中北京、上海和广州地铁发展速度比较显著，截止2012年底，北京有17条地铁线路，运营里程达到456公里；上海有12条地铁线路，运营里程达到469公里；而广州有8条地铁线路，运营里程达到299公里。伴随地铁的发展人们在地铁上的时间越来越多，而地铁作为一个在大城市有着极其重要地位的交通系统，每天都要输送大量的人流，空气质量如何，更加值得重视。

地铁站台是旅客候车、逗留的特殊环境，具有客流密度大、建筑结构封闭、无法与外界直接相通等特点。其细颗粒物PM2.5排放率与日均小时交通量呈正相关，在列车刹车过程中，地铁与轨道摩擦产生金属颗粒物。此外，乘客出入、外界送风及活塞风带来的可吸入颗粒物PM10不能及时排出，都使得地铁系统中PM10不断积累。国内外学者对外界、地铁站台和车厢环境空气中PM10和PM2.5浓度展开了大量研究。如2001年Adams等采用自制的大容积收集器，以161个/min的采样频率对伦敦地铁内的化学污染物进行测量，结果发现地铁内污染物的浓度是顶部地表的8倍以上。而瑞典的斯德哥尔摩地铁内的PM10和PM2.5则分别达到了470μg/m3和260μg/m3。由于市区恶劣的环境，开罗地铁内悬浮颗粒物浓度更是高达938.3μg/m3。樊越胜等研究得出地铁车厢内PM2.5浓度超标且PM2.5所占比重大于站台；Aarnio等研究认为，地铁的运营方式对地铁环境空气中的PM2.5影响较大，研究得出乘客每天花费30min在地铁车厢和9min在地铁站台候车，暴露于PM2.5的质量浓度与城市交通环境相比仅增加了3％，但暴露于PM2.5中Fe的含量增加了200％，Mn的含量增加了60％，Cu的含量增加了40％。大量实测研究表明，地铁内PM10浓度水平较高，而PM10可进入人体的呼吸道、肺泡以及血液中，损伤DNA，造成多种疾病。

PM10指空气动力学当量直径在10μm以下的颗粒物，又称为可吸入颗粒物。PM2.5指空气动力学当量直径在2.5μm以下的颗粒物，又称为细颗粒物(fine particle)。PM2.5—10指空气动力学当量直径在(2.5～10)μm的颗粒物，又称为粗颗粒物(coarse particle)。直径越小对人体影响越大，PM2.5可直接吸入肺泡。长期暴露在PM2.5浓度高的环境中引发包括哮喘、支气管炎和心血管病等方面的疾病。在美国，每年由于颗粒物污染造成的死亡人数约为22,000～52,000人，在欧洲这一数字则高达20万。

由此可知，传统的人工清洁方法已经不能满足现在地铁发展的需求,因此需要开发新型设备以满足地铁发展需求。

目前国内外地铁隧道污染的治理方法有两大方向，一种是移动式地铁隧道清洁设备，另一种是在整条地铁隧道内壁上安装多个净化设备。

对于第一种移动式地铁隧道清洁设备，按净化方法分为：吸尘与吹扫相结合法、吸尘与吹扫及洒水冲洗相结合法、真空吸尘与滚刷滚扫及高压水清洗相结合法等。