室內空氣淨化技術

室內空氣淨化技術涉及介質過濾、吸附化學催化、光催化、高電壓（低溫等離子、負離子、臭氧、靜電）等多學科技術。

基本介紹

• 中文名：室內空氣淨化技術
• 外文名：Indoor air purification technology
• 簡介：室內空氣淨化技術涉及介質過濾
• 原理：一旦撞上介質就會被黏住
• 濾材料的要求：有效的攔截塵埃粒子
• 過濾機理：徑大於纖維網孔或沉積在纖維上
• 溫馨提示：室內空氣淨化技術

纖維過濾技術

說明

進入過濾介質的粉塵有更多的機會撞擊介質，一旦撞上介質就會被黏住。微小粉塵相互碰撞會凝並成容易沉降的大顆粒，所以空氣中粉塵的顆粒度相對穩定。室內粉塵撞擊牆壁時會留在那裡，時間長了牆壁和天花板會褪色，氣流速度高的局部會出現黑漬。

要求

對過濾材料的要求：既有效的攔截塵埃粒子，有不對氣流形成過大的阻力。非均勻排布的纖維材料符合這一要求，如各種非織造布、紙張。雜亂交織的纖維形成對粉塵的無數道屏障，纖維間寬闊的間隙允許氣流順利通過。其他透氣的多孔物質也可以做成過濾材料，如細砂、陶瓷、開孔型泡沫材料。但對通風用的空氣過濾器來說，纖維材料因其透氣性好、質量輕、加工性能好而被廣泛套用。

為了達到良好的過濾效率，過濾介質中的纖維數量要儘可能的多，而為了減小氣流阻力，現為要儘可能細，此外，作為過濾材料的纖維介質應安全，不易老化，成本低廉。在空氣過濾器成為工業產品後的近百年間，人們幾乎嘗試了所有天然和人造纖維材料，經反覆篩選，目前廣泛使用的材料有玻璃纖維、聚丙烯纖維、聚酯纖維、植物纖維等。在礦物材料製成的纖維中，除玻璃纖維外的所有其他材料均因安全原因而淘汰。對於小於10微米的顆粒物，目前最經濟、最有效的方法之一是纖維過濾技術。

過濾機理

在纖維過濾器的第一階段（穩定階段）過濾過程中，微粒捕集主要藉助以下幾種作用實現。

(1) 篩濾作用：纖維過濾層內纖維排列錯綜複雜，並形成無數格線。當微粒粒徑大於纖維網孔或沉積在纖維上的微粒間孔隙時，微粒就會被阻留於纖維層上。

(2) 慣性碰撞：氣流通過纖維層時，其流線不斷改變。當微粒質量較大或者速度較大的，由於慣性作用，微粒來不及跟隨氣流繞過纖維，因而脫離流線向纖維靠近，並碰撞在纖維上而沉積下來。

（3）攔截作用：當氣流接近纖維時，較細小塵粒隨氣流一起繞流，若塵粒半徑大於塵粒中心到纖維邊緣的距離，則塵粒會因與纖維接觸而被攔截。

（4）擴散作用：在氣體分子熱運動引起的碰撞作用下，細小微粒像氣球分子一樣作不規律的布朗運動，微粒尺寸越小，這種作用越顯著。

（5）靜電作用：一般來說，纖維和微粒都可能帶有電荷，倆者之間遵循同性相斥、異性相吸的原理。若微粒與纖維所帶電荷相反，微粒會吸附在濾料上；若微粒與纖維所帶電荷相同，則情況正好相反。除了有意識地使纖維或微粒帶電外，若是在纖維處理過程中因摩擦帶上電荷，或因微粒感應而使纖維表面帶電，則由於這種電荷不能長時間存在，而且電場強度也很弱，所以產生的吸引力很小，甚至可以完全忽略。

（6）重力沉降作用：粒徑和密度大的塵粒，進入過濾器後，當氣速不大，做緩慢運動時，可由重力作用自然沉降下來。由於氣流通過纖維過濾器的時間較短，對於大多數室內微粒，因其粒徑較小，重力沉降速度慢，當它還沒有沉降到纖維時已通過纖維層，所以重力沉降作用較弱。

上述各種捕集作用，對某一微粒來說並非同時有效，起主導作用的往往只是其中的某一種或幾種機理。原生鈦技術是涵蓋上述功能目前最多的一項技術。

吸附法

定義：吸附是利用多孔性固體吸附劑處理氣體的混合物，是其中所含的一種或數種組分吸附於固體表面上，從而達到分離的目的。

常用吸附劑及其物理性質

物理性質	活性炭	活性氧化鋁	沸石分子篩	矽膠
真密度/（kg/m?）	1.9~2.2	3.0~3.3	2.0~2.5	2.1~2.3
表現密度/（kg/m?）	0.7~1	0.8~1.9	0.9~1.3	0.7~1.3
填充密度/（kg/m?）	0.35~0.55	0.49~1.00	0.60~0.75	0.45~0.85
孔隙率	0.33~0.55	0.40~0.50	0.30~0.40	0.40~0.50
比表面積/(m?/g)	600~1400	95~350	600~1000	300~830
微孔體積/(cm?/g)	0.5~1.4	0.3~0.8	0.4~0.6	0.3~1.2
平均微孔徑/10	20~50	40~120	—	10~140
比熱容/[J/(g·K)]	0.84~1.05	0.88~1.00	0.80	0.92
熱導率/[kJ/(m·h·K)]	0.50~0.71	0.50	0.18	0.50

影響吸附劑吸附氣體的因素

1.操作條件：低溫有利於物理吸附，適當升高溫度有利於化學吸附，增大氣體主體壓力，即增大吸附質分壓，能加快吸附進程。

2.吸附質的性質；

3.吸附質的性質與濃度；

4.吸附劑的活性：1>靜活性：是指在一定溫度下，氣體中被吸附物的濃度達平衡時單位吸附劑上可能吸附的最大吸附量。 2>動活性：是吸附過程還沒有達到平衡時單位質量吸附劑吸附質的量。氣體通過吸附劑床層時，床層中吸附劑逐漸趨於飽和。

5.接觸時間。

吸附在室內空氣淨化中的套用

作為淨化室內空氣的主要方法，吸附被廣泛採用，所用吸附劑主要是粒狀活性炭和活性炭纖維。精華炭由優質果核炭經複合催化技術處理，不但具有高效吸附能力，更具有吸附後分解、祛除有害氣體，延緩吸附飽和時間的功能，相較活性炭、竹炭等產品其吸附功能更具長效性和穩定性。由於精華炭具有優異的結構特徵以及良好的吸附性能，在環境保護方面，人們基於精華炭纖維，設計製造了各種吸附裝置，在廢水治理、飲用水淨化方面，已取得了理想的效果；在室內空氣淨化方面也取得了很好的效果。精華炭不僅能廣泛用於有機物的吸附和清除，而且能夠有效地去除異味。

產品名稱：<精華炭>

產品特性：強大吸附力；釋放負離子；紅外線保健；禁止電磁波。

產品功能：有效去除甲醛、苯系物、氨、TVOC及煙、腐、廁、鞋等異味。

實驗測得精華炭對苯、氨、甲醛的平衡吸附容量（25℃時飽和蒸汽壓下的吸附容量），見下表。

吸附質	黏膠基精華炭
氨	248
苯	325
甲醛	278

光催化氧化法

室內空氣污染治理的光催化製品

催化技術治理空氣污染具有廣譜性、經濟性、滅菌性等特點，因而越來越受到重視，成為空氣污染治理技術研究和開發的熱點。

（1）廣譜性：迄今為止的研究表明光催化對幾乎所有的污染物都具有治理能力。

（2）經濟性：光催化在常溫下進行，直接利用空氣中的O2做氧化劑，氣相光催化可利用低能量的紫外燈，甚至直接利用太陽光。

（3）殺菌消毒：利用紫外光控制微生物的繁殖已在生活中廣泛使用。

臭氧法

臭氧由於其強氧化性，被廣泛套用於水的消毒、空氣的消毒、物體表面的消毒、消毒水及環境的除臭除味等領域。隨著臭氧技術發展，臭氧技術的研究及套用已形成獨立的產業，發展前景十分廣闊，但由於臭氧過強的氧化性，使用不當容易損害家具，同時臭氧本身對人體是有害的，在淨化空氣的過程中容易對人體產生傷害。

活性炭淨化法

炭是利用木炭、木屑、椰子殼一類的堅實果殼，果核及優質煤等做原料，經過高溫炭化，並通過物理和化學方法，採用活化、酸性、漂洗等一系列工藝而製成的黑色、無毒、無味的物質。其比表面積一般在500～1700m2/g之間，高度發達的孔隙結構——毛細管構成一個強大吸附力場。當氣體污染物碰到毛細管時，活性炭孔周圍強大的吸附力場會立即將氣體分子吸入孔內，達到淨化空氣的作用。

高分子聚合法

把產生惡臭以及產生污染的問題物質吸附到自身載體，並產生化學反應，通過改變對象物質的分子結構，來分解問題物質，從而達到強力快速的消臭和淨化的目的。　分子量一般高達10萬級以上，通過活性高分子鏈強力快速吸附車內有害空氣和異味分子，然後再通過活性官能團分解反應，有效消除目標有害物質。在改變有害空氣成分的分子結構後，分解出的有機物質和水。無毒副作用，安全可靠。　被吸附分解的物質經過處理後，不會再次釋放。通過分子結構的嫁接重合技術，嫁接與被嫁接物質形成了穩定的高分子聚合物，從根本上解決了低分子結構帶來的穩定性欠缺的問題，不會出現隨著時間推移產品性能退化的現象。吸附分解速度快容量大。對使用環境要求低。本技術由日本至心堂研發。　技術主要適用於車內等狹小密閉空間，針對有害空氣有：甲醛、乙醛、壬烯醛、低級脂肪酸、醋酸、異戊酸、鹼性惡臭物質、氨、胺類、笨類、甲苯、二甲苯、其它tvoc總揮發物 等。特別是消除車內甲醛等致癌物，效果迅速強力。

HEPA過濾法

HEPA是High Efficiency Particulate Air FILTER （高效率空氣微粒濾芯）的縮寫，，最初HEPA套用於核能研究防護，現在大量套用於精密實驗室、醫藥生產、原子研究和外科手術等需要高潔淨度的場所。HEPA由非常細小的有機纖維交織而成，對微粒的捕捉能力較強，孔徑微小，吸附容量大，淨化效率高，並具備吸水性，針對0.3微米的粒子淨化率為99.97%。也就是說：每10000個粒子中，只能有3個粒子能夠穿透HEPA過濾膜。因此，它的過濾顆粒物的效果是非常明顯的！如果用它過濾香菸，那么過濾的效果幾乎可以達到100%，因為香菸中的顆粒物大小介於0.5—2微米之間，無法通過HEPA過濾膜。

空氣淨化級別國際標準

內容包括空氣淨化的基本概念，國內外醫院與醫藥行業空氣潔淨度分級標準，空氣淨化的主要方法與技術，潔淨室的設計原則，潔淨室環境設施與布局要求，潔淨室的衛生管理，潔淨室的監測指標與方法。

一、有關概念

空氣淨化（ air purification ）：去除空氣中的污染物質，使空氣潔淨的行為。

潔淨度（ cleanliness ）：潔淨環境內單位體積空氣中含大於或等於某一粒徑的懸浮粒子的允許統計數。

潔淨室（區）（ clean room (area) ）：需要對塵粒及微生物含量進行控制的房間（區域）。其建築結構、裝備及其作用均具有減少對該房間（區域）內污染源的介入，產生和滯留的功能。

局部空氣淨化（ localized air purification ）：僅使室內工作區域特定局部空間的空氣含懸浮粒子濃度達到規定的空氣潔淨度級別，這種方式稱局部空氣淨化。

單向流（ unidirectional air flown ）：沿著平行流線，以一定流速、單一通路、單一方向流動的氣流，曾被稱為層流。

非單向流（ nonunidirectional air flown ）：具有多個通路循環特性或氣流方向不平行的，不滿足單向流定義的氣流，曾被稱為亂流。

二、空氣淨化標準與要求

（一）國內外空氣潔淨度分級標準

1 、 WHO 、美國與歐共體（ EC ）標準

潔淨度級別

美國聯邦標準

FS-209E

WHO 與 EC

GMP

等級限值 / m 3

塵粒的最大允許數 /m 3

≥ 0.5 μ m

≥ 5 μ m

≥ 0.5 μ m

≥ 5 μ m

100

1 萬

10 萬

3.53 × 10 3

3.53 × 10 5

3.53 × 10 6

3.53 × 10 5

3.53 × 10 6

3.5 × 10 3

3 .5 × 10 5

3.5 × 10 6

2.0 × 10 3

2.0 × 10 4