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室内空气污染净化技术概述

时间:2023-11-09 理论教育 版权反馈
【摘要】:与前述的污染控制技术一样,室内空气污染的净化控制也可分为颗粒污染物的净化和气态污染物的净化两大部分。但由于室内空气中污染物的浓度较低,温度为常温及排气一般还要回到室内等特点,使得对净化工艺和设备的选择有了限定。与以下的气态污染物控制技术相比,颗粒物的控制技术相对较为容易,且较为经济有效。对于室内污染而言,建筑装饰材料的合理选择、良好的换气通风是解决问题的根本措施。

室内空气污染净化技术概述

与前述的污染控制技术一样,室内空气污染的净化控制也可分为颗粒污染物的净化和气态污染物的净化两大部分。但由于室内空气中污染物的浓度较低,温度为常温及排气一般还要回到室内等特点,使得对净化工艺和设备的选择有了限定。

(1)颗粒物的净化。颗粒物的净化很早就应用于空调通风系统。通常采用的设备有过滤器和静电沉积器。

纤维过滤器又可分成低效、中效、高效及超高效等类型。粗效过滤器主要用于阻挡10μm以上的沉降性微粒和各种异物;中效过滤器主要用于阻挡1~10μm的悬浮性微粒,以免其在高效过滤器表面沉积而很快将高效过滤器堵塞;高效过滤器(或亚高效过滤器)主要用于过滤含量最多、用粗效和中效过滤器都不能或很难过滤掉的1μm以下的亚微米级微粒。室内空气过滤器形式主要包括家用滤尘袋、居室空气净化器、通风过滤单元、空调过滤单元、真空吸尘器滤袋及呼吸器等。滤料采用合成纤维、玻璃纤维及纤维素纤维。

静电沉积器属高效净化系统:其工作原理如前面相关章节所述。

目前,超高效过滤净化器对于最难控制的0.3μm颗粒的净化效率可达99.97%。高效、超高效的颗粒物净化系统可有效地去除室内空气中的颗粒物和霉菌孢子

与以下的气态污染物控制技术相比,颗粒物的控制技术相对较为容易,且较为经济有效。

(2)吸附技术控制室内VOCs。吸附技术是目前去除室内VOCs最常用的控制技术,常用的吸附剂有:颗粒活性炭、活性炭纤维、沸石分子筛、多孔黏土矿石、活性氧化铝及硅胶等,其中又以颗粒活性炭、含高锰酸钾的活性氧化铝及改性颗粒活性炭最常用。(www.xing528.com)

活性炭能有效地吸附净化那些大分子量的化合物(如苯系物、氯仿等),但对于甲醛之类的小分子量物质的净化效果一般,必须采用含高锰酸钾的活性氧化铝及改性颗粒活性炭。据报道,活性炭对浓度在100mg/m3左右的VOCs有较好的净化效果,其使用周期约在1000 h以上,但是净化效果随使用时间的延长会有所下降。日本开发了一种清除细菌的活性炭过滤器,可以有效吸收VOCs,但使用期很短,运行费用高。目前,商业化的活性炭空气净化器层厚度为1.25~7.5 cm,停留时间为0.025~0.1 s。

(3)光催化氧化技术。光催化净化是基于光催化剂在紫外线照射下具有的氧化还原能力而净化污染物。目前的研究表明,室内空气中的大多数VOCs都能被光催化氧化,但对挥发性有机物的气相光催化降解产物一直存在争议,一般认为挥发性有机化合物的光催化降解比较完全,主要生成CO2和H2O,但目前越来越多的研究发现,光催化降解有大量的副产物生成,反应的最终产物形式取决于反应时间、反应条件等因素。理论上光催化反应可能会产生如醛酮、酯和酸等中间产物。

近年来,光催化净化空气技术越来越受到重视,成为各国研究和开发的热点,其原因是该法具有以下优点:①广谱性,迄今为止的研究表明光催化对几乎所有的污染物都具有治理能力;②经济性,光催化在常温下进行,直接利用空气中的O2作为氧化剂,气相光催化可利用低能量的紫外灯,甚至直接利用太阳光;③灭菌消毒,利用紫外光控制微生物的繁殖已在生活中广泛使用,光催化灭菌消毒不仅仅是单独的紫外光作用,而是紫外光和催化的共同作用,无论从降低微生物数目的效率,还是从杀灭微生物的彻底性,从而使其失去繁殖能力的角度考虑,其效果都是单独采用紫外光技术或过滤技术所无法比拟的。

(4)组合技术控制室内VOCs。由于活性炭的吸附有一定的使用期限,需定期的更换,并且对小分子VOCs的吸附能力较差,但这部分VOCs却对人体健康有着重要影响。光催化技术也存在着催化剂的失活及催化剂固定化后催化效率的降低等困难。通过活性炭吸附与光催化氧化技术组合应用,利用活性炭的吸附能力将VOCs浓集于特定区域,从而提高光催化氧化更生速率,且可以吸附中间副产物使其进一步被催化氧化,达到完全净化。另外,由于被吸附的污染物在光催化剂的作用下,参与了氧化反应,使活性炭经光催化氧化而去除吸附的污染物得以再生,从而延长使用周期。目前,此项技术尚处于探索阶段,有关活性炭与光催化剂的组合方式及机理等,还不十分清楚。将光催化氧化与臭氧氧化组合,即将臭氧装置产生的臭氧进入光催化反应装置,利用其协同作用高效分解有机污染物、灭菌和除臭等也是目前重要的研究方向之一。

另外还有一些空调厂家提出了等离子净化的概念,其实际的效果还有待实践的考察。对于室内污染而言,建筑装饰材料的合理选择、良好的换气通风是解决问题的根本措施。在使用室内净化系统时必须加强对净化系统本身的维护和管理,否则一些净化设备本身会成为新的污染来源。

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