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    常用空气净化技术大起底你值得拥有添加时间:2023-12-24

      1. 选择净化器首先要明白室内首要污染物是什么,目前室内主要的污染物有颗粒物污染和VOC(volatile organic compounds,挥发性有机化合物)等化学污染;

      2. 降低室内污染物浓度主要有三个途径,从源头解决,通过通风控制,净化空气。目前净化空气是比较简单可行的降低室内空气污染浓度的方法。

      3. 针对不同的污染物,有不同的净化技术。常用的空气净化技术有过滤,静电除尘,负离子净化,吸附,光/热催化,臭氧氧化,等离子体净化,植物净化,紫外杀菌等。

      4. 不同净化技术有不同的特性和优缺点,单一的净化技术很难将室内各种污染物净化到位,复合式净化技术可取长补短弥补单一净化技术的不足。

      之前龚梦艳师姐的《空气净化器到底有效吗?-- 让科学研究告诉你》给我们介绍了通过CADR值和洁净有效度来选择合适的净化器,但她的大前提是明确了针对的污染物是颗粒物,而男神张旭的《我国甲醛污染状况到底如何? —让数十项科学研究告诉你》又告诉了我们我国室内甲醛污染也不容小觑啊!爷爷告诉我们得两手抓,两手都要硬,但你以为颗粒物和甲醛就是所有了吗?Naive.甲醛只是挥发性有机物(volatile organic compounds,VOCs)的一种,VOCs可据其结构进一步分为:烷类、芳烃类、酯类、醛类等污染物,看到“类”字,我只能会心一笑呵呵哒了。再加上细菌病毒等微生物啊,千手观音都抓不过来,更别说千手都要硬了。唉,生存好艰难,为什么要和这么多种污染物作斗争?哭泣,不能放弃抵抗吗?当然可以啊!WHO数据表明,2012年就有680万人因空气污染而过早死亡[1,2],其中88%发生在我们中低收入国家[1,2](没钱怪我咯,皱眉)。空气污染虽然严重,不过不要弃疗,本少侠来传你美容养颜,哦不,延年益寿的传世秘籍。

      如何延年益寿?根据前面的铺垫,当然是要降低污染物浓度啦!(说吃保健品和多运动的出门左转慢走不送。)前面提到室内污染物主要分为三大类:悬浮颗粒物(包括PM2.5、PM10等)、挥发性有机污染物(包括甲醛、苯系物等)、细菌病毒等微生物[3]。外面的世界太精彩太复杂,我们控制不了,而大部分人每天在室内的时间能达到70-90%甚至更久,那我们就先管管自己的一方天地吧。(《一方天地》音乐响起:你不要看四周,四周差的有点多,爱人啊,给我一点时间吧…这一方天地,是我仅有的能力…)

      从小老师就告诉我们降低室内污染物浓度主要有三个途径,一是从源头解决问题,但无论是室外源为主的污染物(如颗粒物)还是室内源为主的污染物(如甲醛),暂时都是难以根治的,需要对应的各种配套浓度标准齐全,还需要各生产商严格要求自己按标准生产,这一途径实现起来任重道远,暂时我这一方天地也无能为力;二是通过通风来控制室内浓度,一开窗清新的空气迎面而来,拂过你的发丝,带来一天的愉悦心情,多么美好的画面啊,这对室外空气质量好的地区还可行,可是在我国的大部分城市,室外污染严重的时候,敢开窗嘛?不敢。只剩下第三个看起来比较靠谱的方法了,那就是通过设备净化空气,不像前两个途径要上升到国家政策的高度,通过设备净化空气是每个家庭可以简单实现且见效快的方法。这一方天地就拜托净化器来守护吧!有那么多种污染物,处理颗粒物的净化技术和处理甲醛的净化技术会是一样的吗?净化技术到底有哪些呢?

      其实针对不同的污染物,有不同的净化技术。颗粒物主要通过过滤,静电除尘,负离子技术移除;化学污染主要通过吸附,光/热催化,臭氧氧化,等离子体净化,植物净化;微生物污染主要通过紫外杀菌(UVGI)来净化[3,4]。

      机械过滤一般主要通过直接拦截,惯性碰撞,布朗扩散机理捕获颗粒物,从捕获机理可以看出,过滤器不是“筛子”,过滤10 nm的颗粒物并不需要把过滤器的材料孔径做到10 nm以下。过滤效率和粒径的关系曲线所示,对不同粒径的颗粒物捕获效率不同,颗粒越小,布朗运动越剧烈,越易被扩散捕获,颗粒越大惯性和拦截作用越明显,也越易被移除,所以如图1所示颗粒物并不总是粒径越小越难去除。常用可移除至少99.97%粒径为0.3µm的高效过滤器HEPA来净化颗粒物,HEPA对颗粒物净化效率高,但缺点是压力损失较大,动力要求高,且维护成本较高。

      静电除尘(Electrostatic Precipitator,ESP)是利用静电场使气体电离从而使尘粒带电吸附到电极上的收尘方法。在强电场中空气分子被电离为正离子和电子,电子奔向正极过程中遇到尘粒,使尘粒带负电吸附到正极被收集,从而降低空气中的颗粒物浓度,同时能杀灭细菌等微生物。有除尘效率高,可以净化较大气量,能够除去的粒子粒径范围较宽,结构简单,气流速度低,压力损失小等优点。但该方法对室内空气中的有害气体没有效果,且使用过程中会产生臭氧。

      吸附技术是利用多孔性固体吸附剂处理气体混合物,使其中一种或多种组分吸附在固体表面上,从而达到分离的目的,主要是利用比表面积大的材料吸住污染物的过程,材料不同,吸附特性往往也不同,常用的吸附剂有:颗粒活性炭、活性炭纤维、沸石、分子筛、多孔點土矿石、活性氧化银及桂胶等,其中活性炭和活性炭纤维最常用。吸附技术由于脱除效率高,富集功能强,是脱除有害气体比较常用的方法,但其不能将污染物彻底净化,易吸附饱,主要是物理吸附,还是能力有限啊,而且已吸附的污染物在环境条件发生变化时还会释放出来,所以要定时更换吸附剂不然它自己就成了污染源了。

      光催化是半导体在紫外线照射下,价带电子受光的激发,跃迁到导带上,从而形成光生电子和光生空穴,并与空气中水分和氧气反生成多种活性基团,能把空气中的有机污染物和细菌氧化,使室内有害气体及异味气体等分解为H2O和CO2等无臭无害的产物,同时可杀灭室内空气中细菌、病菌。但它不能解决室内空气中的悬浮物及细颗粒物问题。TiO2是常用的光催化材料。

      那么多种污染物,那么多种净化技术,难道家里要买很多台不同功能的净化器才能保平安吗?不用担心,净化器制造商们也看到了你的忧虑。如表1所示,单一的技术不可能处理空气中的所有污染物种类,365wm完美体育官网为了使空气得到全面的净化,净化器制造商们会根据室内污染物类型利用净化技术间的协同效应进行针对性地组合,而你只需要判断自己面临的主要污染物是什么就好了。

      那么最优的复合净化组合是什么呢?这个问题我真的无法回答,因为这不仅要看针对的主要污染物有哪些,是什么浓度水平,还要看具体房间尺寸,以及对净化程度的要求等诸多因素,就是具体的针对不同污染物的选型问题了,又是另一番长篇大论,本文主要还是给大家介绍常见净化技术及其针对的污染物,有了表1 就可以确定所需净化器的技术组成了。

      (严肃认真脸)由于室内空气污染源种类众多,成分复杂,物理化学性质各异, 单一的净化技术很难将污染物彻底清除,我们需要充分考虑各技术的特点,有针对性地选择相应的净化方法进行组合,优势互补,使净化功能更为完善。但使用过程中依然存在净化不彻底,不能将污染物彻底清除,净化过程中会产生对人体有害的中间副产物,净化材料需频繁更换等问题。使用净化器并非长久之计,我们还是需要从我做起,从身边的小事做起,节约能源保护环境。