各種空氣凈化技術(shù)的對比與對辦公樓的建議

1、各種空氣凈化技術(shù)的對比與對辦公樓的建議目前國內(nèi)外科研單位和企業(yè)多方面研究應(yīng)對空氣污染的措施，在通風和污染治理方面取得了一定進展，強制通風裝置在歐洲等發(fā)達國家作為新建建筑物驗收的主要設(shè)備，已經(jīng)得到了廣泛推廣和使用，并且開發(fā)和研制了多種原理和技術(shù)的空氣凈化裝置，以圖改變原有的建筑物室內(nèi)空氣質(zhì)量。空氣凈化裝置從形式上分主要有兩大類，一類是單體式空氣凈化器，一般為便攜式（例如車載凈化器，家用空氣凈化器），包括各類空氣過濾器和空氣凈化器；另一類是安裝在集中空調(diào)或通風系統(tǒng)中的模塊式空氣凈化裝置。 圖1-1 單體式空氣凈化器 圖1-2 空調(diào)用模塊式空氣凈化器 從凈化原理上看，當年國內(nèi)外主流的空氣凈化技術(shù)主要

2、分為靜電式、光催化、吸附式和介質(zhì)式四類，以下分別介紹：一、靜電式空氣凈化技術(shù) 靜電式空氣凈化技術(shù)是利用電極電暈放電原理，使空氣中的粉塵帶上電荷，然后利用電場力的作用，將帶電粒子捕集在集塵裝置上，達到除塵凈化的目的。靜電式空氣凈化裝置常常并聯(lián)組裝在一起，組成大型空氣凈化裝置，用在酒店、辦公樓、地鐵、機場等空調(diào)的進風口，作為室內(nèi)環(huán)境的一道安全屏障。（1）第一代靜電除塵技術(shù)：平板靜電技術(shù) 設(shè)備包括電離區(qū)和集塵區(qū)，電離區(qū)由放電極（電離絲，通常使用鎢絲）和板式電極組成，形成非均勻電場，電離絲產(chǎn)生的正極性電暈，形成正離子，正離子與粉塵結(jié)合并聚集。集塵區(qū)由多組平行高壓電極板和接地電極板組成，正負極板平行，產(chǎn)

3、生均勻電場。聚集的帶正電的粉塵經(jīng)過集塵區(qū)時，被在電場的作用下被負電極板吸附，從而達到除塵凈化的目的。此種方式在電壓越高的情況下，負極板的吸附效率越好，但是此時也更容易從電暈放電過渡到火花放電，發(fā)出噼啪聲，同時產(chǎn)生大量臭氧。因此一般只能施加較小的荷電電壓，凈化效率很低，產(chǎn)生的臭氧量相對較少。然而很多廠家為了提高凈化效率盲目的地提高荷電電壓，從而導(dǎo)致傳統(tǒng)的鎢絲靜電除塵器臭氧排放嚴重超標；技術(shù)總結(jié)：1、相對于其他空氣凈化技術(shù)，靜電式空氣凈化設(shè)備的阻力最小，可以極大的減少風機能耗，省電節(jié)能；2、在進行維護操作時，電離絲強度不足，容易斷裂，造成凈化器損壞；3、不可避免產(chǎn)生臭氧，臭氧發(fā)生量較高，特別是在密

4、閉環(huán)境中容易發(fā)生室內(nèi)臭氧超標情況，損害人體健康；4、設(shè)備在進入大顆粒粉塵時會出現(xiàn)噼啪的放電音，噪音大；5、灰塵吸附于電極板，容塵面積有限；（2）微靜電技術(shù) 微靜電技術(shù)是指利用電解質(zhì)材料為載體的強電場進行空氣凈化的技術(shù)，采用國際標準的兩段式平板結(jié)構(gòu)，電離段為針孔狀結(jié)構(gòu)，10200伏負電壓使其釋放大量負離子，負離子與空氣中運動的塵埃微粒碰撞，將它荷電。集塵區(qū)為蜂窩狀中空微通道結(jié)構(gòu)，8000伏電壓以電解質(zhì)材料為載體產(chǎn)生強電場，對空氣中運動的帶電微粒施加巨大的吸引力，吸附空氣中近100%的運動微粒，同時將附著在顆粒物上的細菌等微生物同步收集并在強電場中殺滅。凈化原理如下： 第一階段：愛優(yōu)特采用負極電離

5、技術(shù)，通過高電壓產(chǎn)生電暈并釋放負離子，負離子撞擊空氣分子，產(chǎn)生更多的負離子，形成雪崩效應(yīng)。 第二階段：遠離電暈區(qū)后,負離子會被周圍空氣分子吸附,從而使氣體分子帶上負電荷，在強電場作用下向微靜電正極板移動。 第三階段：細小顆粒物會阻擋帶有負電荷的空氣分子的飛行，并粘附其在一起。細小顆粒物不斷吸收負電荷的分子，直至飽和。細小顆粒物從而帶上足量的負電荷。 第四階段：帶負電荷的細小顆粒物在密集微靜電矩陣電場的作用下向正極板運動，并被其牢牢吸附。技術(shù)總結(jié)：1、電離區(qū)采用尖端放電模塊替換傳統(tǒng)鎢絲，解決了鎢絲強度低，容易斷裂的問題；2、放電電極間產(chǎn)生-10200伏的負高壓，保證99%的高凈化效率以及對細菌和

6、微生物的殺滅能力；3、用特殊電解質(zhì)材料附著在電極表面形成絕緣層，無高壓電極裸露，使無法在集塵板上由于正負電荷接觸快速中和而形成的拉弧放電，從而不產(chǎn)生臭氧和“噼啪”噪聲；4、集塵模塊中，無數(shù)1mm左右交錯微腔密集陣形成微靜電矩陣強電場，對空氣中運動的帶電微粒施加巨大的吸引力，在僅產(chǎn)生小氣流阻抗的同時能夠吸附幾乎所有的空中運動微粒，對PM2.5等小顆粒污染物去除效果尤為顯著；5、場電模塊采用負極放電，可同時產(chǎn)生大量負離子，使空氣健康清新；6、相對于其他空氣凈化技術(shù)，設(shè)備的阻力最小，可以極大的減少風機能耗，省電節(jié)能。（3）駐電極技術(shù) 駐電極空氣凈化技術(shù)可以看成靜電式過濾和介質(zhì)過濾的結(jié)合物，它是通過對

7、介電材料施加電場，并采用一定的物理方法使電荷或電極化狀態(tài)長久地駐留在電解質(zhì)上，利用帶電纖維形成的網(wǎng)狀空洞以及對微粒的庫侖力和感應(yīng)力捕集灰塵。技術(shù)總結(jié)：1、 凈化過程無電耗，省電節(jié)能；2、 初始階段效率較高，但使用一段時間后隨著電極性減弱，效率將明顯下降；3、 駐電極凈化器水洗后極性減弱，凈化效果大大下降；4、 產(chǎn)品壽命長短與產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、電極材料、維護、以及空氣灰塵覆蓋等因素有密切關(guān)系，平均產(chǎn)品壽命只有2年左右。因此以目前我國的惡劣空氣環(huán)境，后期濾芯頻繁更換會造成運行費用過高。二、納米光催化（光觸媒）空氣凈化技術(shù) 光催化凈化技術(shù)也稱作納米光電離子涂層技術(shù)、納米光催化技術(shù)、寬光譜紫外線與特種金屬催化

8、劑技術(shù)等，它是近幾年發(fā)展較快的一項技術(shù)。激發(fā)光源和催化劑是引發(fā)光催化反應(yīng)的必備條件。目前激發(fā)光源一般采用紫外波段，少數(shù)催化劑可以直接利用可見或紅外波段，催化劑則一般采用納米二氧化鈦TiO2、納米氧化鋅ZnO或者貴金屬（例如鉑、銠、鎳等）。其中納米二氧化鈦作為最早也最典型應(yīng)用于空氣凈化的光催化劑。在特定波長光源紫外線作用下，光源的能量激發(fā)TiO2周圍的分子產(chǎn)生活性極強的自由基。這些自由基可以分解大部分有機物質(zhì)與部分無機物質(zhì)，同時破壞細菌的細菌膜，使細胞質(zhì)流失，進而殺死細菌。 技術(shù)總結(jié)：1、光觸媒技術(shù)可以簡單除菌，以及對部分有機氣態(tài)污染物有催化分解的作用；2、 對顆粒物的凈化無效果；3、 有些催化

9、反應(yīng)的中間產(chǎn)物毒性較強，會對空氣造成嚴重的二次污染；4、 制作加工技術(shù)要求高，一旦發(fā)生紫外線泄露，則高強度紫外線有很強的致癌作用；5、維護成本：后期耗材主要為紫外線燈管，而高強度紫外發(fā)生器的壽命通常只有幾千小時，因此在后續(xù)使用過程中，燈管將成為非常昂貴的耗材。三、吸附式空氣凈化技術(shù) 吸附式材料類空氣凈化裝置是一種傳統(tǒng)的凈化技術(shù)，這種技術(shù)的原理是采用多孔性固體吸附劑（活性炭、濾紙、泡沫棉等）處理空氣中的氣態(tài)污染物，使其中的一種或幾種組分吸附于固體表面，從而達到氣態(tài)分離的目的。 吸附法按其原理可以分為物理吸附和化學吸附。物理吸附就是通過吸附劑和吸附質(zhì)之間的分子間力的作用所引起的吸附，此過程是一種放

10、熱過程，具有可逆性，當溫度升高或者被吸附氣態(tài)污染物的壓力降低，被吸附氣態(tài)污染物將從固體表面逸出，而并不改變吸附劑和吸附質(zhì)分子的原來性狀?；瘜W吸附是由吸附劑表面與吸附質(zhì)分子間的化學鍵力導(dǎo)致的吸附，涉及分子中化學鍵的破壞和重新結(jié)合，過程不可逆?；瘜W吸附有很強的選擇性，且吸附質(zhì)與吸附劑之間的結(jié)合牢固，一般必須在高溫或其他反應(yīng)物的影響下才能脫附。常見吸附劑及其吸附的污染物見表2表2 常用吸附劑應(yīng)用舉例吸附劑污染物改性活性炭甲醛、乙醇、二氧化硫、氮氧化物、苯、甲苯、二甲苯、乙醚、二硫化碳、四氯化碳、三氯化碳、一氧化碳、惡臭物質(zhì)、硫化氫、丙酮、煤油、汽油、光氣、苯乙烯、氯乙烯、氯氣負載型活性炭烯烴、氨、酸

11、霧、堿霧、硫醇、二氧化硫、硫化氫、氯氣、氟化氫、氯化氫、氨氣、汞 硅膠氮氧化物、二氧化硫、乙烯分子篩氮氧化物、二氧化硫、一氧化碳、硫化氫、氯氣、硫化氫、氨氣活性氧化鋁二氧化硫、硫化氫、烴類、氟化氫浸漬活性氧化鋁甲醛、汞、氯化氫、酸霧 常用的吸附劑有活性炭、活性氧化鋁、分子篩和硅膠等。其中活性炭是最常見的一種，活性炭按其原料來源可分為煤質(zhì)活性炭、木質(zhì)活性炭、有機活性炭、再生活性炭、果殼類活性炭和椰殼活性炭。其中，棕櫚果殼和椰殼制成的活性炭較好，有比較大的比表面積。改性活性炭就是在活性炭中加入適量天然沸石或碘化鉀，可以增加活性炭吸附空氣中氣態(tài)污染物的種類和范圍。目前比較流行的改性活性炭是通過活性炭

12、浸漬等方法使活性炭顆粒中摻混一些貴金屬，這樣使活性炭可以有針對性的對一些有機氣態(tài)污染物進行催化吸附。技術(shù)總結(jié)：1、可以清除部分氣態(tài)化學污染物，并可簡單吸附細菌；2、對顆粒物和大多數(shù)病毒幾乎無效；3、裝置阻力較大，長時間使用由于表面積塵堵塞風道，造成風量減少甚至無風狀態(tài)；4、由于吸附式空氣凈化裝置的填料量是一定的，所以吸附污染物的量也是一定的，經(jīng)過一段時間后，有可能會吸附飽和而失效，需定期更換濾網(wǎng)及吸附材料等，否則會造成新風量降低，能耗增高。四、介質(zhì)式空氣凈化技術(shù)（濾網(wǎng)阻擋式） 介質(zhì)式空氣凈化技術(shù)過濾材料主要是纖維或無紡布，利用對單向無規(guī)則密集纖維布或紙加工成過濾網(wǎng)，再安裝到設(shè)備中，成為介質(zhì)空氣

13、凈化機。粉塵顆粒通過纖維等織物被擴散和截留，從而被脫除。HEPA（高效過濾器）是市面上最常見的介質(zhì)式空氣凈化產(chǎn)品，它一般只能過濾直徑大約3微米的顆粒物，不能去除PM2.5。如果要實現(xiàn)去除PM2.5，則要求濾網(wǎng)直徑必須小于2.5微米，這種情況下風阻會加大、濾網(wǎng)非常容易堵塞。 HEPA的價格從幾百元到上萬元不等，主要的區(qū)別在于2點：一是有幾層濾網(wǎng)，二是每一層濾網(wǎng)質(zhì)量。因此市場上產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊，容易迷惑消費者。和靜電式空氣凈化器相比，也許HEPA式空氣凈化器在購買時要便宜，但換濾材的成本比較高。需要注意的是，現(xiàn)在很多HEPA廠家惡意夸大單個HEPA的使用壽命，使得HEPA上細菌積累嚴重超標，二次污

14、染于無形中影響人們的健康。實際上HEPA的更換周期一要看HEPA前是否加裝其他輔助性過濾裝置保護HEPA，減少HEPA負荷；二要根據(jù)具體項目所在地的空氣污染情況做出評估，及時更換。技術(shù)總結(jié)：1、 介質(zhì)式空氣凈化裝置在前期投資低、效率高、見效明顯；2、 使用不久后極易積累臟物，助長細菌病毒的傳播，產(chǎn)生二次污染；3、 濾網(wǎng)孔隙細密使設(shè)備阻力極大（接近靜電除塵設(shè)備阻力的10倍），不僅降低了空調(diào)風機的風量，風機能耗也大幅增加；4、 質(zhì)量好和效率高的介質(zhì)過濾器制作難度大，價格昂貴，加之后期需要頻繁購買更換，維護成本無法想象；5、 廢棄的HEPA作為垃圾拋棄很不環(huán)保，造成環(huán)境污染、資源浪費。我通過對以上各

15、種技術(shù)的分析，歸納總結(jié)為如下詳細對比表： 對比 方案 方案A(微靜電凈化技術(shù))方案B(第一代靜電技術(shù)）方案C（光觸媒凈化技術(shù)）方案D（吸附式凈化技術(shù)）方案E（介質(zhì)式凈化技術(shù)）功能凈化懸浮顆粒、殺滅細菌與病毒、釋放負離子凈化懸浮顆粒、殺滅細菌與病毒、釋放負離子分解部分有害氣體和簡單殺菌吸附部分有害氣體和細菌凈化懸浮顆粒、阻擋部分細菌PM2.5凈化效率99%以上99%以上70%-85%80%-90%90%-95%初投資高中高高低運行成本低低中中高二次污染性無產(chǎn)生臭氧無易滋生細菌易滋生細菌安全性安全安全高強度紫外線泄露致癌安全安全殺菌性能高電壓滅菌高電壓滅菌催化分解細菌無無阻力低低低高高使用壽命可清

16、洗永久使用可清洗永久使用一般短短耗材對環(huán)境影響無污染無污染污染污染嚴重污染噪音情況無噪音噪音大無噪音無噪音無噪音根據(jù)方案對比表，我建議采用辦公大樓方案A，原因如下：1、 吸附式凈化技術(shù)與光觸媒技術(shù)都只能簡單清除部分有機氣態(tài)化合物污染物和殺菌，對粉塵顆粒的凈化幾乎無效，而辦公室空氣污染的主要來源是室外PM2.5、室內(nèi)人員抽煙以及人員活動帶起的揚塵，故排除第二種和第三種凈化方式； 2、 靜電式凈化技術(shù)與介質(zhì)式過濾技術(shù)都具有較高凈化粉塵顆粒的效率，但是介質(zhì)式過濾器只在初期有良好效果，它使用不久后便積累大量臟物，助長細菌病毒的傳播，產(chǎn)生二次污染，或為保證衛(wèi)生后期頻繁更換，導(dǎo)致維護成本極高；同時濾網(wǎng)孔隙細密使設(shè)備阻力極大、風機能耗巨大，不節(jié)能，故排除第四種凈化方式；3、 在靜電式空氣凈化技術(shù)的三種類型中，微靜電技術(shù)跟平板靜電技術(shù)相比，可以做到無臭氧、無噪音，跟駐電極技術(shù)相比效率更高、性能更穩(wěn)定。4、 辦公大樓已采用中央通風與新風系統(tǒng)，有足夠的換氣次數(shù)，對于室內(nèi)有害氣體包括甲醛、TVOC等都有明顯的稀釋與消除功能，所以可以選擇無消除異味功能