室內(nèi)空氣污染的催化與治理培訓(xùn)課件

室內(nèi)空氣污染的催化與治理組員：宋懷遠(yuǎn)

胡揚(yáng)

線(xiàn)德元室內(nèi)空氣污染與防治技術(shù)一、室內(nèi)空氣主要污染源及危害1.1甲醛1.2苯系物1.3氨1.4氡和鐳1.5建筑和裝飾材料室內(nèi)污染對(duì)人體危害的概況二、室內(nèi)空氣凈化技術(shù)2.1纖維過(guò)濾技術(shù)2.2吸附法2.3光催化氧化法2.4靜電除塵技術(shù)2.5臭氧法2.6負(fù)離子法一、室內(nèi)空氣主要污染源及危害近年來(lái)的研究表明，室內(nèi)空氣質(zhì)量不僅受室外大氣污染物的滲透、擴(kuò)散的影響，而且受室內(nèi)污染源的影響。室內(nèi)常見(jiàn)有害物質(zhì)多達(dá)數(shù)千種，種類(lèi)復(fù)雜，其中建筑、裝飾材料中，對(duì)人體健康危害最大的是甲醛、氨、苯系物、氡和鐳等1.1甲醛理化特性甲醛（HCHO）是一種無(wú)色，具有刺激性且易溶于水的氣體。甲醛可經(jīng)呼吸道吸收。甲醛沸點(diǎn)在19℃左右，常溫下易溶于水、醇和醚，易揮發(fā)。它有凝固蛋白質(zhì)的作用。含35%~40%甲醛的水溶液通常稱(chēng)為福爾馬林，常作為浸漬標(biāo)本的溶液。

甲醛的來(lái)源甲醛主要來(lái)自室內(nèi)裝修和裝飾材料。用作室內(nèi)裝飾的膠合板、細(xì)木工板、中密度纖維板和刨花板等，在加工生產(chǎn)中使用脲醛樹(shù)脂和酚醛樹(shù)脂等為粘合劑，其主要原料為甲醛、尿素、苯酚和其他輔料。板材中殘留的未完全反應(yīng)的甲醛逐漸向周?chē)h(huán)境釋放，成為室內(nèi)空氣中甲醛的主體，從而造成室內(nèi)空氣污染。而生產(chǎn)家具的一些廠(chǎng)家為了追求利潤(rùn)，使用不合格的人造板材，在粘接貼面材料時(shí)使用劣質(zhì)膠水，制造工藝不規(guī)范，揮發(fā)性有機(jī)物含量極高。另外，含有甲醛成分的其他各類(lèi)裝飾材料，如壁紙、化纖地毯、泡沫塑料、油漆和涂料等，也可能向外界釋放甲醛。有關(guān)研究表明，人造板材中甲醛的釋放期為3—15年。甲醛的危害甲醛是一種無(wú)色易溶的刺激性氣體，經(jīng)呼吸道吸收，長(zhǎng)期接觸低劑量甲醛可引起慢性呼吸道疾病，甚至引起鼻咽癌；高濃度的甲醛對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)、肝臟等都有害。此外，甲醛還有致畸、致癌作用，長(zhǎng)期接觸甲醛的人，可引起鼻腔、口腔、鼻咽、咽喉、皮膚和消化道的癌癥。1．2苯及苯系物苯及苯系物的性質(zhì)

苯是一種無(wú)色，具有芳香氣味的液體，毒性很大，所以專(zhuān)家把它稱(chēng)為“芳香殺手”。苯具有易揮發(fā)、易燃、蒸汽具有爆炸性的特點(diǎn)，沸點(diǎn)為80℃，常溫下是液態(tài)。苯及苯系物的來(lái)源

苯系物在各種建筑材料的有機(jī)溶劑中大量存在，如：各種油漆和涂料的添加劑、稀釋劑和一些防水材料等；劣質(zhì)家具也會(huì)釋放出苯系物等揮發(fā)性有機(jī)物；壁紙、地板革、膠合板等也是室內(nèi)空氣中芳香烴化合物污染的重要來(lái)源之一。這些建筑裝飾材料在室內(nèi)會(huì)不斷釋放苯系物等有害氣體，特別是一些水包油類(lèi)的涂料，釋放時(shí)間可達(dá)1年以上。1．2苯及苯系物苯及苯系物的危害

苯為無(wú)色具有特殊芳香味的液體，是室內(nèi)揮發(fā)性有機(jī)物之一。在通風(fēng)不良的環(huán)境中，短時(shí)間內(nèi)吸人高濃度苯蒸氣可引起以中樞神經(jīng)系統(tǒng)抑制為主的急性苯中毒。輕度中毒會(huì)造成嗜睡、頭痛、頭暈、惡心、嘔吐、胸部緊束感等；重度中毒可出現(xiàn)視物模糊、震顫、呼吸短促、心律不齊、抽搐和昏迷等，嚴(yán)重的可出現(xiàn)呼吸和循環(huán)衰竭，心室顫動(dòng)。苯已被有關(guān)專(zhuān)家確認(rèn)為嚴(yán)重致癌物質(zhì)。1．3氨氨的性質(zhì)

氨是一種無(wú)色氣體，具有強(qiáng)烈的刺激性氣味，對(duì)人體有一定的毒性。并能以任何比例與水相互溶解，沸點(diǎn)為-33.5℃，水溶液呈弱堿性，在室內(nèi)極易揮發(fā)。氨的來(lái)源

氨主要來(lái)自建筑物本身，即建筑施工中使用的混凝土外加劑和以氨水為主要原料的混凝土防凍劑。含有氨的外加劑，在墻體中隨著濕度、溫度等環(huán)境因素的變化還原成氨氣，從墻體中緩慢釋放，使室內(nèi)空氣中氨的濃度大量增加。

氨的危害氨是一種五色色而具有強(qiáng)烈烈刺激性臭味味的氣體，可可感覺(jué)的最低低濃度為5．3×10-6g／m3，氨是一種堿堿性物質(zhì)，它它對(duì)所接觸的的組織有腐蝕蝕和刺激作用用。它可以吸吸收組織中的的水分，使組組織蛋白變性性，并使組織織脂肪皂化，，破壞細(xì)胞膜膜結(jié)構(gòu)，減弱弱人體對(duì)疾病病的抵抗力。。氨濃度過(guò)高高時(shí)，除腐蝕蝕作用外，還還可通過(guò)三叉叉神經(jīng)末梢的的反射作用而而引起心臟停停搏和呼吸停停止。1.4氡和鐳氡和鐳主要來(lái)來(lái)自建筑施工工材料中的某某些混凝土和和某些天然石石材。氡和鐳鐳是放射性元元素，這些混混凝土和天然然石材中含有有的氡和鐳會(huì)會(huì)在衰變中產(chǎn)產(chǎn)生放射性物物質(zhì)。這些放放射性物質(zhì)對(duì)對(duì)人體的危害害，主要是通通過(guò)體內(nèi)輻射射和體外輻射射的形式，使使人體神經(jīng)、、生殖、心血血管、免疫系系統(tǒng)及眼睛等等產(chǎn)生危害。。氡還被國(guó)際際癌癥研究機(jī)機(jī)構(gòu)確認(rèn)為人人體致癌物。1.5建筑和裝飾材材料室內(nèi)污染染對(duì)人體危害害的概況1997年據(jù)國(guó)際有關(guān)關(guān)組織調(diào)查統(tǒng)統(tǒng)計(jì)，世界上上30％新建和重修修的建筑物中中發(fā)現(xiàn)有害人人體健康的室室內(nèi)氣體，室室內(nèi)環(huán)境專(zhuān)家家提醒人們，，現(xiàn)代人正進(jìn)進(jìn)入以“室內(nèi)內(nèi)空氣污染””為標(biāo)志的第第三個(gè)污染時(shí)時(shí)期。上海市市有多例嬰幼幼兒因住進(jìn)剛剛裝修好的房房屋而導(dǎo)致白白血病的報(bào)道道；北京市也也有報(bào)道，發(fā)發(fā)現(xiàn)兩例由于于家庭裝修而而引發(fā)畸形嬰嬰兒出生［1］。另?yè)?jù)報(bào)道道：2001年10月，湖南株洲洲一裝飾公司司兩名油漆操操作工，在刷刷涂油漆時(shí)，，暈倒在施工工現(xiàn)場(chǎng)，因被被及時(shí)發(fā)現(xiàn)才才幸免于難；；1997年5月，湖南冷水水江某化工廠(chǎng)廠(chǎng)兩名工人，，在倉(cāng)庫(kù)停車(chē)車(chē)場(chǎng)清洗裝過(guò)過(guò)苯的槽車(chē)時(shí)時(shí)，因通風(fēng)不不善中毒，造造成一死一傷傷。據(jù)EPA估計(jì)，美國(guó)每每年大約有2000名肺癌死亡者者與建筑和裝裝飾材料中含含有的氡輻射射有關(guān)。另?yè)?jù)據(jù)世界銀行的的一份調(diào)查研研究表明，我我國(guó)目前每年年由于建筑和和裝飾材料導(dǎo)導(dǎo)致室內(nèi)空氣氣污染對(duì)人體體傷害造成的的損失，如果果按支付意愿愿價(jià)值估計(jì)，，約為106億美元。二、室內(nèi)空氣氣凈化技術(shù)進(jìn)入過(guò)濾介質(zhì)質(zhì)的粉塵有更更多的機(jī)會(huì)撞撞擊介質(zhì)，一一旦撞上介質(zhì)質(zhì)就會(huì)被黏住住。微小粉塵塵相互碰撞會(huì)會(huì)凝并成容易易沉降的大顆顆粒，所以空空氣中粉塵的的顆粒度相對(duì)對(duì)穩(wěn)定。室內(nèi)內(nèi)粉塵撞擊墻墻壁時(shí)會(huì)留在在那里，時(shí)間間長(zhǎng)了墻壁和和天花板會(huì)褪褪色，氣流速速度高的局部部會(huì)出現(xiàn)黑漬漬。對(duì)過(guò)濾材料的要要求：既有效效的攔截塵埃埃粒子，有不不對(duì)氣流形成成過(guò)大的阻力力。非均勻排排布的纖維材材料符合這一一要求，如各各種非織造布布、紙張。雜雜亂交織的纖纖維形成對(duì)粉粉塵的無(wú)數(shù)道道屏障，纖維維間寬闊的間間隙允許氣流流順利通過(guò)。。其他透氣的的多孔物質(zhì)也也可以做成過(guò)過(guò)濾材料，如如細(xì)砂、陶瓷瓷、開(kāi)孔型泡泡沫材料。但但對(duì)通風(fēng)用的的空氣過(guò)濾器器來(lái)說(shuō)，纖維維材料因其透透氣性好、質(zhì)質(zhì)量輕、加工工性能好而被被廣泛應(yīng)用。。2.1纖維過(guò)濾技術(shù)術(shù)為了達(dá)到良好的過(guò)過(guò)濾效率，過(guò)過(guò)濾介質(zhì)中的的纖維數(shù)量要要盡可能的多多，而為了減減小氣流阻力力，現(xiàn)為要盡盡可能細(xì)，此此外，作為過(guò)過(guò)濾材料的纖纖維介質(zhì)應(yīng)安安全，不易老老化，成本低低廉。在空氣氣過(guò)濾器成為為工業(yè)產(chǎn)品后后的近百年間間，人們幾乎乎嘗試了所有有天然和人造造纖維材料，，經(jīng)反復(fù)篩選選，目前廣泛泛使用的材料料有玻璃纖維維、聚丙烯纖纖維、聚酯纖纖維、植物纖纖維等。在礦礦物材料制成成的纖維中，，除玻璃纖維維外的所有其其他材料均因因安全原因而而淘汰。對(duì)于于小于10微米的顆粒物物，目前最經(jīng)經(jīng)濟(jì)、最有效效的方法之一一是纖維過(guò)濾濾技術(shù)。2.2纖維過(guò)濾器的過(guò)濾濾機(jī)理（1）篩濾作用：纖維維過(guò)濾層內(nèi)纖纖維排列錯(cuò)綜綜復(fù)雜，并形形成無(wú)數(shù)網(wǎng)格格。當(dāng)微粒粒粒徑大于纖維維網(wǎng)孔或沉積積在纖維上的的微粒間孔隙隙時(shí)，微粒就就會(huì)被阻留于于纖維層上。（2）慣性碰撞：氣流流通過(guò)纖維層層時(shí)，其流線(xiàn)線(xiàn)不斷改變。。當(dāng)微粒質(zhì)量量較大或者速速度較大的，，由于慣性作作用，微粒來(lái)來(lái)不及跟隨氣氣流繞過(guò)纖維維，因而脫離離流線(xiàn)向纖維維靠近，并碰碰撞在纖維上上而沉積下來(lái)來(lái)。（3）攔截作用：：當(dāng)氣流接近近纖維時(shí)，較較細(xì)小塵粒隨隨氣流一起繞繞流，若塵粒粒半徑大于塵塵粒中心到纖纖維邊緣的距距離，則塵粒粒會(huì)因與纖維維接觸而被攔攔截。（4）擴(kuò)散作用：：在氣體分子子熱運(yùn)動(dòng)引起起的碰撞作用用下，細(xì)小微微粒像氣球分分子一樣作不不規(guī)律的布朗朗運(yùn)動(dòng)，微粒粒尺寸越小，，這種作用越越顯著。（5）靜電作用：：一般來(lái)說(shuō)，，纖維和微粒粒都可能帶有有電荷，倆者者之間遵循同同性相斥、異異性相吸的原原理。若微粒粒與纖維所帶帶電荷相反，，微粒會(huì)吸附附在濾料上；；若微粒與纖纖維所帶電荷荷相同，則情情況正好相反反。除了有意意識(shí)地使纖維維或微粒帶電電外，若是在在纖維處理過(guò)過(guò)程中因摩擦擦帶上電荷，，或因微粒感感應(yīng)而使纖維維表面帶電，，則由于這種種電荷不能長(zhǎng)長(zhǎng)時(shí)間存在，，而且電場(chǎng)強(qiáng)強(qiáng)度也很弱，，所以產(chǎn)生的的吸引力很小小，甚至可以以完全忽略。。2.2纖維過(guò)濾器的過(guò)濾濾機(jī)理（6）重力沉降作作用：粒徑和和密度大的塵塵粒，進(jìn)入過(guò)過(guò)濾器后，當(dāng)當(dāng)氣速不大，，做緩慢運(yùn)動(dòng)動(dòng)時(shí)，可由重重力作用自然然沉降下來(lái)。。由于氣流通通過(guò)纖維過(guò)濾濾器的時(shí)間較較短，對(duì)于大大多數(shù)室內(nèi)微微粒，因其粒粒徑較小，重重力沉降速度度慢，當(dāng)它還還沒(méi)有沉降到到纖維時(shí)已通通過(guò)纖維層，，所以重力沉沉降作用較弱弱。2.2吸附法定義吸附是利用多孔孔性固體吸附附劑處理氣體體的混合物，，是其中所含含的一種或數(shù)數(shù)種組分吸附附于固體表面面上，從而達(dá)達(dá)到分離的目目的。常用吸附劑及及其物理性質(zhì)質(zhì)物理性質(zhì)活活性炭活活性氧化鋁鋁沸沸石分子篩篩硅硅膠真密度/（kg/m3）1.9~2.23.0~3.32.0~2.52.1~2.3表現(xiàn)密度/（kg/m3）0.7~10.8~1.90.9~1.30.7~1.3填充密度/（kg/m3）0.35~0.550.49~1.000.60~0.750.45~0.85孔隙率0.33~0.550.40~0.500.30~0.400.40~0.50比表面積/(m2/g)600~140095~350600~1000300~830微孔體積/(cm3/g)0.5~1.40.3~0.80.4~0.60.3~1.2平均微孔徑/1020~5040~120——10~140比熱容/[J/(g·K)]0.84~1.050.88~1.000.800.92熱導(dǎo)率/[kJ/(m·h·K)]0.50~0.710.500.180.50影響吸附劑吸吸附氣體的因因素1.操作條件：低低溫有利于物物理吸附，適適當(dāng)升高溫度度有利于化學(xué)學(xué)吸附，增大大氣體主體壓壓力，即增大大吸附質(zhì)分壓壓，能加快吸吸附進(jìn)程。2.吸附質(zhì)的性質(zhì)質(zhì)；3.吸附質(zhì)的性質(zhì)質(zhì)與濃度；4.吸附劑的活性性：1>靜活性：是指指在一定溫度度下，氣體中中被吸附物的的濃度達(dá)平衡衡時(shí)單位吸附附劑上可能吸吸附的最大吸吸附量。2>動(dòng)活性：是吸吸附過(guò)程還沒(méi)沒(méi)有達(dá)到平衡衡時(shí)單位質(zhì)量量吸附劑吸附附質(zhì)的量。氣氣體通過(guò)吸附附劑床層時(shí)，，床層中吸附附劑逐漸趨于于飽和。5.接觸時(shí)間。2.3光催化氧化法法光催化原理當(dāng)半導(dǎo)體氧化化物TiO2納米粒子受到到大于禁帶寬寬度能量的光光子照射后,電子從價(jià)帶躍躍遷到導(dǎo)帶,產(chǎn)生了電子-空穴對(duì),電子具有還原原性,空穴具有氧化化性,空穴與氧化物物半導(dǎo)體納米米粒子表面的的-OH反應(yīng)生成氧化化性很高的OH自由基,活潑的OH自由基可以把把許多難降解解的有機(jī)物氧氧化為CO2和H2O等無(wú)機(jī)物。2.3光催化氧化法法催化技術(shù)治理空氣氣污染具有廣廣譜性、經(jīng)濟(jì)濟(jì)性、滅菌性性等特點(diǎn)，因因而越來(lái)越受受到重視，成成為空氣污染染治理技術(shù)研研究和開(kāi)發(fā)的的熱點(diǎn)。（1）廣譜性：迄迄今為止的研研究表明光催催化對(duì)幾乎所所有的污染物物都具有治理理能力。（2）經(jīng)濟(jì)性：光光催化在常溫溫下進(jìn)行，直直接利用空氣氣中的O2做氧化劑，氣氣相光催化可可利用低能量量的紫外燈，，甚至直接利利用太陽(yáng)光。。（3）殺菌消毒：：利用紫外光光控制微生物物的繁殖已在在生活中廣泛泛使用。2.4靜電除塵技術(shù)術(shù)靜電除塵技術(shù)術(shù)的優(yōu)點(diǎn)（1）除塵效率高高（2）可以?xún)艋^較大氣量（3）能夠除去的的粒子粒徑范范圍較寬（4）可凈化溫度度較高含塵煙煙氣（5）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，，氣流速度低低，壓力損失失?。?）能量消耗比比其他類(lèi)型除除塵器低（7）電除塵器可可以實(shí)現(xiàn)微機(jī)機(jī)控制，遠(yuǎn)距距離操作電除塵器的缺缺點(diǎn)（1）一次投資費(fèi)費(fèi)用高，鋼材材消耗量大（2）除塵效率受受粉塵物理性性質(zhì)影響很大大，特別是粉粉塵比電阻的的影響更為突突出（3）不適宜直接接凈化高濃度度含塵氣體（4）對(duì)制造和安安裝質(zhì)量要求求很高（5）需要高壓變變電及整流控控制設(shè)備（6）占地面積較較大三個(gè)基本過(guò)程程懸浮粒子荷電電高壓直流電暈暈帶電粒子在電電場(chǎng)內(nèi)遷移和和捕集連續(xù)的電暈電電場(chǎng)（單區(qū)電電除塵器）光滑的不放電電的電極之間間的純靜電場(chǎng)場(chǎng)（雙區(qū)電除除塵器）粉塵從集塵表表面上清除振打除去接地地電極上的粉粉塵層并使其其落入灰斗電除塵器的工工作原理大氣污染控制制工程AirPollutionControlEngineering三個(gè)基本過(guò)程程電除塵器的工工作原理大氣污染控制制工程AirPollutionControlEngineering電暈放電機(jī)理理電暈電極為負(fù)負(fù)極，正極接接地，施加負(fù)負(fù)高壓使空氣氣電離氣體分子離子子化的過(guò)程又又產(chǎn)生大量電電子－雪崩過(guò)過(guò)程遠(yuǎn)離金屬絲，，電場(chǎng)強(qiáng)度降降低，氣體離離子化過(guò)程結(jié)結(jié)束，電子被被電負(fù)性氣體體分子捕獲，，產(chǎn)生負(fù)離子子自由電子和氣氣體負(fù)離子是是粒子荷電的的電荷來(lái)源電暈放電大氣污染控制制工程AirPollutionControlEngineering電暈區(qū)2.5臭氧法臭氧由于其強(qiáng)氧化性，，被廣泛應(yīng)用用于水的消毒毒、空氣的消消毒、物體表表面的消毒、、消毒水及環(huán)環(huán)境的除臭除除味等領(lǐng)域。。隨著臭氧技技術(shù)發(fā)展，臭臭氧技術(shù)的研研究及應(yīng)用已已形成獨(dú)立的的產(chǎn)業(yè)，發(fā)展展前景十分廣廣闊。2.5臭氧法臭氧的性質(zhì)臭氧具有不穩(wěn)穩(wěn)定性和很強(qiáng)強(qiáng)的氧化能力力。臭氧是由由一個(gè)氧分子子（O2）攜帶一個(gè)氧氧原子（O）組成，所以以它是氧氣的的同素異形體體。但是，臭臭氧與氧性質(zhì)質(zhì)存在顯著差差異。與氧氣氣相比，臭氧氧密度大、有有味、有色、、易溶于水、、易分解。臭氧的應(yīng)用主主要是滅菌消消毒。這主要要是臭氧有很很強(qiáng)的氧化能能力，氧原子子可以氧化細(xì)細(xì)菌的細(xì)胞壁壁，直至穿透透細(xì)胞壁與其其體內(nèi)的不飽飽和鍵化合而而奪取細(xì)菌生生命，它的作作用是即刻完完成的。臭氧發(fā)生技術(shù)術(shù)1.光化學(xué)法2電化學(xué)法3.電暈放電法4高頻陶瓷沿面面放電法臭氧在室內(nèi)空空氣凈化中的的應(yīng)用1.醫(yī)院滅菌消毒毒2.公共場(chǎng)所滅菌菌消毒3.家庭滅菌消毒毒4.特殊場(chǎng)所滅菌菌消毒5.消毒柜及食品品的滅菌、消消毒、除臭和和保鮮2.6負(fù)離子法在自然界中