五种主要室内空气的净化技术

常见的室内污染物有:甲醛、苯、氨等挥发性气体污染物、生物污染物以及颗粒物等。室内空气污染问题已经引起了人们的极大关注。近年来。一些空气净化设施逐渐被应用于办公、学校、商场、医院和居民住宅场所,以减轻室内空气污染物对人体的危害,改善生活环境。目前,室内空气的净化技术主要有静电过、吸附净化、负离子净化、低温等离子体净化、光催化净化等。下面向大家介绍五种主要室内空气的净化技术。

静电技术

静电技术在工业除尘中的应用已有近100年历史,将其应用于小环境的空气净化是一种新型的空气净化方法。它主要是利用高压静电场形成电晕,在电晕区里有自由电子和离子逸出,这些带电粒子就会在运动中不断地碰撞和吸附到尘埃颗粒上。从而使灰尘带上电荷,荷电后的粉尘等微粒在电场力作用下,就会沉积并滑落。使空气中的颗粒物和尘埃等除去,达到使空气洁净的目的。静电技术用于小环境空气净化可在有人的条件下进行持续动态的净化消毒,并具有高效的除尘作用(除尘效率在90%以上)以及能同时除菌等特点。因为空气中的细菌大多附着在尘埃颗粒上,空气中的微粒数的减少就标志着细菌等微生物的减少,即能在除尘的同时除菌。但是其除菌的具体效果还有待进一步验证,而且该方法不能有效除去室内空气中的有害气体如VOCs。同时该技术的使用会有臭氧的产生,而臭氧对人体是有害的。

吸附法

吸附法是利用某些有吸附能力的物质如活性炭、Al2O3、硅胶和分子筛等吸附剂吸附空气中有害成分从而达到消除有害污染物的目的。净化室内空气所用的吸附剂主要是颗粒活性炭和活性炭纤维。由于活性炭纤维的表面积大于颗粒活性炭,并且拥有更优异的孔结构,所以活性炭纤维的吸附能力更强。活性炭能有效除去空气中的挥发性有害气体,同时,对可吸入颗粒物也有很好的去除效果。此外,在活性炭中添加一些物质经化学处理后,原来对活性炭吸附力很弱的气体(如NOx和SO2等)吸附力会增强。但是,能与活性炭发生反应的VOCs、会发生聚合反应的VOCs和大分子高沸点的有机物等,不宜用该方法。虽然活性炭具有良好的吸附性能,但由于它是将异味和臭气等从一种状态转化为另一种状态而不能彻底地将之除去,从而给环境造成二次污染,且难以再生重复使用。同时,吸附剂受吸附容量的限制,适宜在比较洁净的环境中清除浓度较低的有害物质。至于沸石、分子筛在空气净化中的研究尚少有报道。而人工合成分子筛的价格昂贵,而且天然分子筛在吸附性能和孔隙率方面难以符合要求,也限制了它们的广泛使用。

光催化净化

光催化技术是利用光催化剂在紫外线照射、室温条件下所具有的氧化还原能力,将有机物氧化成无害的二氧化碳和水。由于光催化氧化分解挥发性有机物可利用空气中的氧作氧化剂,而且反应能在常温常压下进行,在分解有机物的同时还能杀菌和除臭,所以特别适合于室内挥发性有机物的净化。

光催化剂包括二氧化钛、氧化锌、三氧化二铁和三氧化二钨等。其中二氧化钛具有良好的抗光腐蚀性和催化活性,而且性能稳定、价格低廉、无毒无害,是目前公认的最佳光催化剂。另外,纳米二氧化钛还具有杀灭微生物的功能。由于光催化技术具有广谱性、经济性和能灭菌消毒等特点,是目前最具发展前景的室内空气净化技术。但是它不能解决室内空气中的悬浮物及危害很大的细微颗粒物问题,同时催化剂微孔容易被灰尘和颗粒物等堵塞而致使催化剂失活。

低温等离子技术

近年来,低温等离子体应用于污染控制成为一个新兴的交叉学科,目前国内外在该领域的应用研究非常活跃。低温等离子体内部富含电子、离子、自由基和激发态的分子,使气体分子键打开,同时又产生如·OH等自由基和氧化性极强的O3,从而达到处理空气中较低浓度挥发性有机物及微生物的目的,其去除微生物的效果可达95%。用低温等离子技术对含有苯、氨、硫化氢及二氧化硫污染物的室内空气进行净化实验。都有较好的去除效果。

低温等离子体应用于空气净化,不但可以分解气态污染物,还可以从气流中分离出微粒。整个净化过程涉及预电荷集尘、催化净化和负离子发生等作用。但是该技术不能彻底降解污染物,往往伴有其他副产物以及臭氧的产生,从而引起二次污染。所以运用该技术需要有其他的后续处理技术以及有能耗大等问题,而且它不能很好地除去空气中的细微颗粒物。

负离子技术

空气离子是指浮游在空气中的带点的细微粒子,其形成是由于处于电中性的气体分子受到外力的作用,失去或得到电子,失去电子的为正离子,得到电子的为负离子。负离子有益于人体健康,能改善大脑皮层的功能,振奋精神,消除疲劳,改善睡眠,对人体的心血管系统,呼吸系统、代谢系统等均匀一定的益处。

负离子借助凝结和吸附的作用,能吸附在固相或液相污染物微粒上,从而形成大离子沉降下来,起到降低空气污染物浓度、净化空气的作用。负离子能使细菌蛋白质表层的电性两级颠倒,促使细菌死亡,从而达到消毒与灭菌的目的。在室内用人工负离子作用2h,室内空气中的悬浮微粒、细菌总数和甲醛等的浓度都有明显的降低。该技术能较为有效地除去空气中的细菌及尘埃,但是却使尘埃易吸附在墙纸和玻璃等处,不能清除出室内,而对于气体污染物,如VOCs的去除有待进一步研究。同时由于通常使用的离子发生器往往也伴有臭氧的产生。

由于室内空气污染来源广、危害大,减少或消除各种污染物就显得尤为重要。现有用于室内空气污染控制的各种治理技术,都对室内空气中的一些污染物有着很好的去除效能。但是它们都有各自的局限性。由于目前的各类室内空气净化技术都有其自身的缺陷,因而采用单一技术对室内空气中的各种污染物进行处理,难以取得令人满意的效果。所以,现在迫切需要研究开发更有效的净化技术。但在还没有找到一种可行的新技术能解决各种污染问题的情况下,集中几种现有技术的优点,扬长避短将成为目前的重要研究方向之一。

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