1產(chǎn)生背景
WHO的研究報(bào)告顯示,2012年全球因廚房空氣污染導(dǎo)致死亡的430萬(wàn)人中,患中風(fēng)的占到了34%,慢性阻塞性肺疾病和缺血性心臟病分別是22%和26%,而死于肺癌的約占6%。
英國(guó)著名醫(yī)學(xué)雜志《柳葉刀》上一項(xiàng)關(guān)于疾病風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的研究項(xiàng)目中,已將廚房空氣污染(煙霧)列為高血壓、吸煙和酗酒之后最大的健康隱患。每年因持續(xù)吸入廚房用火所產(chǎn)生的煙霧而死亡的人數(shù),比瘧疾、結(jié)核病和艾滋病的致死總數(shù)還要多。
美國(guó)的《國(guó)家癌癥學(xué)會(huì)雜志》上關(guān)于中國(guó)農(nóng)民的研究,同樣印證了廚房空氣污染對(duì)人健康的影響。參加研究的中國(guó)和美國(guó)科學(xué)家在云南省調(diào)查了兩萬(wàn)多名農(nóng)民發(fā)現(xiàn),家中爐灶沒(méi)有通風(fēng)設(shè)備的農(nóng)民患肺癌的概率,大約是那些在家中增建了煙囪或通風(fēng)設(shè)備的農(nóng)民的兩倍。研究人員表示,在導(dǎo)致肺癌的程度上,使用沒(méi)有通風(fēng)設(shè)備的爐灶與吸煙差不多。
空氣凈化器又稱(chēng)能夠吸附、分解或轉(zhuǎn)化各種空氣污染物(一般包括PM2.5、粉塵、花粉、異味、甲醛之類(lèi)的裝修污染、細(xì)菌、過(guò)敏原等),有效提高空氣清潔度的產(chǎn)品,主要應(yīng)用于家用 、商用、工業(yè)、樓宇。
4應(yīng)用領(lǐng)域
空氣凈化器在居家、醫(yī)療、工業(yè)領(lǐng)域均有應(yīng)用,居家領(lǐng)域以單機(jī)類(lèi)的家用空氣凈化器為市場(chǎng)的主流產(chǎn)品。最主要的功能是去除空氣中的顆粒物,包括過(guò)敏原、室內(nèi)的PM2.5等,同時(shí)還可以解決由于裝修或者其他原因?qū)е碌氖覂?nèi)、地下空間、車(chē)內(nèi)揮發(fā)性有機(jī)物空氣污染問(wèn)題。由于相對(duì)封閉的空間中空氣污染物的釋放有持久性和不確定性的特點(diǎn),因此使用空氣凈化器凈化室內(nèi)空氣是國(guó)際公認(rèn)的改善室內(nèi)空氣質(zhì)量的方法之一。
5凈化技術(shù)
濾網(wǎng)技術(shù)
HEPA濾網(wǎng)
高效微??諝膺^(guò)濾器(HEPA)是空氣凈化中使用的最熱門(mén)的技術(shù)之一。標(biāo)準(zhǔn)的HEPA過(guò)濾器能夠吸納99.7%大小為0.3微米的懸浮微粒(0.3微米是最難過(guò)濾的大小),但是它的風(fēng)阻也相對(duì)比較大,一般很少用在空氣凈化器中,實(shí)際空氣凈化器廠家宣稱(chēng)的HEPA其實(shí)是不是真正的HEPA它的過(guò)濾效率比HEPA稍低,風(fēng)阻也相對(duì)較低。不管是真正的HEPA還是宣傳的HEPA都是使吸進(jìn)的空氣更清新、潔凈。過(guò)濾器吸收化學(xué)煙霧、細(xì)菌、塵埃微粒及花粉,經(jīng)空氣凈化器過(guò)濾后,空氣中就沒(méi)有這些污染物。
HEPA濾網(wǎng)的優(yōu)點(diǎn)是有效安全,是去除空氣中顆粒污染物的最主要技術(shù),但缺點(diǎn)是只能濾除懸浮微粒、無(wú)法濾除有害氣體。使用HEPA的空氣清凈機(jī)要有良好的氣密設(shè)計(jì),否則空氣會(huì)繞過(guò)濾網(wǎng)而失去過(guò)濾效果。
靜電駐極濾網(wǎng)技術(shù)
利用加載靜電駐極的無(wú)紡布來(lái)集塵,是升級(jí)版的HEPA技術(shù)。優(yōu)點(diǎn)是低風(fēng)阻,高效率,高容塵量,最主要的是安全。以市面上的“高效靜電空氣過(guò)濾網(wǎng)”為代表, 采用突破性攜帶永久靜電的濾材,有效阻隔空氣中大于0.1微米的顆粒污染物,如粉塵、毛屑、花粉、細(xì)菌等,同時(shí)超低阻抗確保節(jié)能。此外,深度容塵設(shè)計(jì)確保使用壽命更長(zhǎng)。截至2013年,在家庭及車(chē)載空調(diào)(如上汽、大眾、通用等知名品牌暢銷(xiāo)車(chē)型)以及一些商用建筑領(lǐng)域(如鳥(niǎo)巢、北京飯店、首都機(jī)場(chǎng)三期)得到廣泛應(yīng)用。
活性炭濾網(wǎng)
空氣凈化活性碳是一種國(guó)際公認(rèn)的高效吸附材料,早在“一戰(zhàn)”時(shí),它就被應(yīng)用于防毒面具?;钚蕴急粡V泛用于汽車(chē)或者室內(nèi)的空氣凈化?;钚蕴际且环N多孔的含碳物質(zhì),其發(fā)達(dá)的空隙結(jié)構(gòu)使它具有很大的表面積,所以很容易與空氣中的有毒有害氣體充分接觸,活性碳孔周?chē)鷱?qiáng)大的吸附力場(chǎng)會(huì)立即將有毒氣體分子吸入孔內(nèi),所以活性碳具有極強(qiáng)的吸附能力也是去除氣態(tài)污染物的主要技術(shù)。活性炭吸附技術(shù)主要分為兩類(lèi):物理吸附和化學(xué)吸附。
物理吸附主要是針對(duì)大分子有機(jī)氣體(例如苯類(lèi)等TVOC)通過(guò)活性炭自身的微孔結(jié)構(gòu)吸附這些大分子污染物?;瘜W(xué)吸附主要針對(duì)一些小分子氣態(tài)污染物例如(甲醛,硫化氫,氮氧化物等),因?yàn)樾》肿託怏w被吸附后很容易再次脫開(kāi)形成二次污染,所以要對(duì)活性炭進(jìn)行化學(xué)處理,使得被吸附的氣體與化學(xué)成分發(fā)生反應(yīng),從而達(dá)到吸附效果。
集塵技術(shù)
利用高壓靜電吸附的原理去除空氣中的微粒污染物,如灰塵、煤煙、花粉、香煙味和廚房油煙等。該技術(shù)的缺點(diǎn)是容易產(chǎn)生臭氧,而且只對(duì)顆粒物等大粒子氣體有效果。其缺點(diǎn)是需要注意電器安全性問(wèn)題(高壓有時(shí)會(huì)達(dá)到幾萬(wàn)伏),清洗困難,而且容易產(chǎn)生臭氧,必須妥善設(shè)計(jì)讓臭氧排出量降至安全濃度以下。
臭氧可以殺菌,在殺滅一些病毒細(xì)菌的同時(shí)也可能殺滅人體白細(xì)胞,有導(dǎo)致癌變的可能。因此一般不用于家用空氣凈化產(chǎn)品。臭氧因子主要是用來(lái)對(duì)空氣進(jìn)行滅菌消毒,臭氧是一種世界公認(rèn)高效的滅菌解毒氧化劑,可高效分解各類(lèi)裝修污染物,快速殺滅各種病毒和細(xì)菌。能滿(mǎn)足剛裝修完和階段性專(zhuān)門(mén)靜態(tài)治理,但因?yàn)槌粞跛哂械膹?qiáng)氧化作用,會(huì)對(duì)人產(chǎn)生傷害,加速物體表面老化,需要提示的是這種處理方法需要人員回避,定時(shí)處理完30分鐘后自動(dòng)還原為氧氣,是一種沒(méi)有任何化學(xué)殘留的綠色氧化分解劑。
紫外線(xiàn)在機(jī)器內(nèi)部使用紫外線(xiàn)燈消毒殺菌,但是也容易產(chǎn)生過(guò)多臭氧。要達(dá)到有效的消毒功能必須保證一定的照射時(shí)間,空氣凈化器一般風(fēng)速較大,因此紫外殺菌能力有限,并且人體不能長(zhǎng)時(shí)間收到紫外照射,對(duì)其密封要嚴(yán)密。
物理技術(shù)
光觸媒是一種以納米級(jí)二氧化鈦為代表的具有光催化功能的光半導(dǎo)體材料的總稱(chēng),它涂布于基材表面,在光線(xiàn)的作用下,產(chǎn)生催化降解功能,能降解空氣中有毒有害氣體,好的、帶紫外光源的光催化空氣凈化裝置, 其凈化效率為3%( 按裝置進(jìn)、出風(fēng)口污染物濃度差別計(jì)算) , 最好的也未達(dá)到5% 。因此其凈化效率非常低,并且有關(guān)研究表明光催化過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生劇毒中間產(chǎn)物。
負(fù)離子和等離子體法
是通過(guò)使空氣中的顆粒物帶電,聚結(jié)形成較大顆粒而沉降,但顆粒物實(shí)際上并未移除,只是附著于附近的表面上,易導(dǎo)致再次揚(yáng)塵。高壓離子技術(shù)在工作過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生臭氧等副產(chǎn)物。
生物技術(shù)
倍半萜類(lèi)化合物 在植物體內(nèi)常以醇、酮、內(nèi)酯等等形式存在于揮發(fā)油中,具有較強(qiáng)的香氣和生物活性,可有效的對(duì)空氣中的顆粒物 、細(xì)菌等進(jìn)行消解,具有殺菌、去除異味、增加空氣含氧量、保持空氣清新等作用。這種植物自身帶有一定氣味留在空氣中,一旦完成氧化進(jìn)程氣味會(huì)迅速消失。而不像其它植物精油彌留很久。有效成份萜類(lèi)小分子同時(shí)將醛、苯、醚類(lèi)有害污染物質(zhì)包圍、氧化、分解、清除或無(wú)害化,并增加了空氣中的有效氧含量,對(duì)人體的呼吸系統(tǒng)功能有明顯提高,在亞洲發(fā)達(dá)國(guó)家,新加坡,日本,香港,臺(tái)灣,已經(jīng)率先使用該技術(shù)進(jìn)行城市、家居,汽車(chē)內(nèi)空氣的凈化處理。隨著港澳臺(tái)交流溝通的日益頻繁,此技術(shù)也隨之進(jìn)入中國(guó)大陸。
聚解技術(shù)
ncco氧聚解是一個(gè)專(zhuān)門(mén)處理及分解空氣中的氣體污染物的技術(shù),不能用于處理固體污染物。
納米材料可根據(jù)污染 物的特性調(diào)節(jié),提高系統(tǒng)對(duì)特定污染物的處理能力。
納米材料吸附污染物后,可利用活氧分解污染物并不斷再生。這不但能使系統(tǒng)壽命大大延長(zhǎng),更能令提升處理污染物 的容量。
活氧于納米材料中進(jìn)行的污染物分解過(guò)程,比在空氣中進(jìn)行快得多。加上納米材料中添加了催化劑,進(jìn)一步提高污染物被活氧分解的速度。
納米材料可根據(jù)污染 物的特性調(diào)節(jié),提高系統(tǒng)對(duì)特定污染物的處理能力。
納米材料吸附污染物后,可利用活氧分解污染物并不斷再生。這不但能使系統(tǒng)壽命大大延長(zhǎng),更能令提升處理污染物 的容量。
活氧于納米材料中進(jìn)行的污染物分解過(guò)程,比在空氣中進(jìn)行快得多。加上納米材料中添加了催化劑,進(jìn)一步提高污染物被活氧分解的速度。
不能處理那些難以分 解的非氣體性污染物,如油及塵埃等。納米材料中的納米孔道更會(huì)被這些物質(zhì)所堵塞,失去處理污染物的能力。
礦化分解
該項(xiàng)技術(shù)系采用礦化分解的方法制成微納結(jié)構(gòu)材料,改進(jìn)其吸附能力,提高對(duì)光的響應(yīng)能力,激活能量從紫外光突破到可見(jiàn)光,促進(jìn)載流子分離,減少?gòu)?fù)合機(jī)率,將降解污染物的效率提升了兩個(gè)量級(jí),礦化率提高85%。經(jīng)國(guó)家室內(nèi)環(huán)境與室內(nèi)環(huán)保產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心權(quán)威檢測(cè)礦化甲醛處理率達(dá)87%。該技術(shù)成功實(shí)現(xiàn)了光催化材料的負(fù)載,并保持了納米粉體的高活性,將廢水廢氣中的有機(jī)污染物快速礦化成CO2和H2O。
6發(fā)展歷程
1823年,約翰和查爾斯·迪恩發(fā)明了一種新型煙霧防護(hù)裝置,可使消防隊(duì)員在滅火時(shí)避免煙霧侵襲 。
1854年,一個(gè)名叫約翰斯·滕豪斯的人在前輩發(fā)明的基礎(chǔ)上又取得新進(jìn)展:通過(guò)數(shù)次嘗試,他了解到向空氣過(guò)濾器中加入木炭可從空氣中過(guò)濾出有害和有毒氣體。
濾網(wǎng)
二戰(zhàn)期間,美國(guó)政府開(kāi)始進(jìn)行放射性物質(zhì)研究,他們需要研制出一種方式過(guò)濾出所有有害顆粒,以保持空氣清潔,使科學(xué)家可以呼吸,于是HEPA過(guò)濾器應(yīng)運(yùn)而生。
20世紀(jì)50、60年代,HEPA過(guò)濾器一度非常流行,HEPA是個(gè)過(guò)濾標(biāo)準(zhǔn),即針對(duì)0.3微米的顆粒物,有超過(guò)99.97%的過(guò)濾效率,它講求的單次過(guò)濾效率。在空氣凈化器中,達(dá)到HEPA標(biāo)準(zhǔn)的濾網(wǎng)風(fēng)阻太高,而并不適用。
20世紀(jì)80年代 ,空氣凈化的重點(diǎn)已經(jīng)轉(zhuǎn)向空氣凈化方式,如家庭空氣凈化器。過(guò)去的過(guò)濾器在去除空氣中的惡臭、有毒化學(xué)品和有毒氣體方面非常好,但不能去除霉菌孢子、病毒或細(xì)菌,而新的家庭和寫(xiě)字間用空氣凈化器,不僅 能清潔空氣中的有毒氣體,還能凈化空氣,去除空氣中的細(xì)菌、病毒、灰塵、花粉、霉菌孢子等。
從二十世紀(jì)90年代后期開(kāi)始,隨著除菌除臭需求增加,空氣凈化器領(lǐng)域掀起了一股“抗菌熱”??諝鈨艋饕苍?996年采用光催化劑濾芯提高了除菌除臭性能。
在2002年以后,受到SARS的蔓延、新型流感流行等影響,人們對(duì)空氣凈化器抗病毒的需求越來(lái)越大。開(kāi)發(fā)并為空氣凈化器配備了“流光能”技術(shù)。該技空氣凈化器術(shù)是利用分解(氧化)濾芯捕捉細(xì)菌和病毒。
2008年,在清除空氣中有害物質(zhì)的對(duì)策之外,為了滿(mǎn)足消除房間干燥的需求,空氣凈化器又增加了“加濕功能”。
截至2013年,市場(chǎng)上絕大多數(shù)的空氣凈化器,特別是萬(wàn)元以下的空氣凈化器,其顆粒物濾網(wǎng)都不能稱(chēng)之為“HEPA”。
7工作原理
空氣凈化器主要由馬達(dá)、風(fēng)扇、空氣過(guò)濾網(wǎng)等系統(tǒng)組成,其工作原理為:機(jī)器內(nèi)的馬達(dá)和風(fēng)扇使室內(nèi)空氣循環(huán)流動(dòng),污染的空氣通過(guò)機(jī)內(nèi)的空氣過(guò)濾網(wǎng)后將各種污染物清除或吸附,某些型號(hào)的空氣凈化器還會(huì)在出風(fēng)口的加裝負(fù)離子發(fā)生器(工作時(shí)負(fù)離子發(fā)生器中的高壓產(chǎn)生直流負(fù)高壓),將空氣不斷電離,產(chǎn)生大量負(fù)離子,被微風(fēng)扇送出,形成負(fù)離子氣流,達(dá)到清潔、凈化空氣的目的。
被動(dòng)吸附過(guò)濾式的凈化原理(濾網(wǎng)凈化類(lèi))
被動(dòng)式空氣凈化器的主要原理是:用風(fēng)機(jī)將空氣抽入機(jī)器,通過(guò)內(nèi)置的濾網(wǎng)過(guò)濾空氣,主要能夠起到過(guò)濾粉塵、異味、有毒氣體和殺滅部分細(xì)菌的作用。而濾網(wǎng)主要分為:顆粒物濾網(wǎng)和有機(jī)物濾網(wǎng)。顆粒物濾網(wǎng)
又分為粗效濾網(wǎng)、和細(xì)顆粒物濾網(wǎng).
又分為粗效濾網(wǎng)、和細(xì)顆粒物濾網(wǎng).
這類(lèi)產(chǎn)品的風(fēng)機(jī)以及濾網(wǎng)的質(zhì)量決定了空氣凈化的效果,機(jī)器放置的位置以及室內(nèi)的布局也會(huì)影響凈化效果。
主動(dòng)式的凈化原理(無(wú)濾網(wǎng)型)
主動(dòng)式的空氣凈化器的原理與被動(dòng)式空氣凈化原理的根本 區(qū)別就在于,主動(dòng)式的空氣凈化器擺脫了風(fēng)機(jī)與濾網(wǎng)的限制,不是被動(dòng)的等待室內(nèi)空氣被抽入凈化器內(nèi)進(jìn)行過(guò)濾凈化,而是有效、主動(dòng)的向空氣中釋放凈化滅菌因子,通過(guò)空氣會(huì)擴(kuò)散的特點(diǎn),到達(dá)室內(nèi)的各個(gè)角落對(duì)空氣進(jìn)行無(wú)死角凈化。
市場(chǎng)上凈化滅菌因子的技術(shù)主要有銀離子技術(shù)、負(fù)離子技術(shù)、低溫等離子技術(shù)、光觸媒技術(shù)和凈離子群離子技術(shù)等,該類(lèi)產(chǎn)品最大的缺陷就是臭氧釋放量超標(biāo)的問(wèn)題。
雙重凈化類(lèi)(主動(dòng)凈化+被動(dòng)凈化)
這種凈化器其 實(shí)就是將被動(dòng)式凈化的技術(shù)與主動(dòng)凈化類(lèi)的技術(shù)進(jìn)行結(jié)合。
8凈化效果
首先從
過(guò)濾過(guò)程
空氣凈化效率 來(lái)比較。被動(dòng)式吸附凈化模式的空氣凈化器由于大多采用風(fēng)機(jī)+濾網(wǎng)的模式進(jìn)行空氣凈化,風(fēng)利用空氣的流動(dòng)就難免存在死角,因此被動(dòng)式的空氣凈化大多只能在空氣凈化器放置的周?chē)a(chǎn)生一定的凈化效果,很長(zhǎng)時(shí)間才能將室內(nèi)空氣全部過(guò)濾一遍,很難對(duì)整個(gè)室內(nèi)環(huán)境的凈 化產(chǎn)生效果。
主動(dòng)式的空氣凈化是利用空氣的彌漫性的特點(diǎn)將凈化因子到達(dá)各個(gè)角落進(jìn)行空氣凈化,空氣能夠彌漫到的地方均可以產(chǎn)生凈化效果。拿負(fù)離子空氣凈化器進(jìn)行比較發(fā)現(xiàn),對(duì)空氣中釋放負(fù)離子后,負(fù)離子能夠主動(dòng)出擊、尋找空氣中的污染顆粒物,并與其凝聚成團(tuán),主動(dòng)將其沉降。僅從這一點(diǎn)來(lái)說(shuō),主動(dòng)式的空氣凈化就有著比較明顯的優(yōu)越性。
其次是對(duì)小顆??諝馕廴疚锏那宄ЧM(jìn)行比較??諝馕廴疚镏袑?duì)人危害最大的就是直徑小于2.5微米的細(xì)顆粒物(即PM2.5,醫(yī)學(xué)上叫可入肺顆粒物)。而經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn),對(duì)于PM2.5等這些細(xì)小顆粒物,被動(dòng)式的凈化模式顯得無(wú)能為力,PM2.5等小微粒能輕易透過(guò)濾網(wǎng)、活性炭等物質(zhì),重新進(jìn)入空氣中危害人體健康。而用基于主動(dòng)凈化原理進(jìn)行空氣凈化的負(fù)離子空氣凈化器進(jìn)行對(duì)比發(fā)現(xiàn),空氣中小粒徑的負(fù)離子不僅能夠輕易去除空氣中的大粒徑顆粒物,而且對(duì)于空氣凈化器直徑小于0.01洀、在工業(yè)上難以除去的微粒飄塵,有百分之百的沉降去除效果。仿大自然的生態(tài)級(jí)負(fù)離子生成技術(shù)已經(jīng)問(wèn)世,其特點(diǎn)是粒徑小、活性高,以其優(yōu)異的擴(kuò)散效果和保健效果達(dá)到更佳的空氣優(yōu)化效果。
最后是對(duì)空氣 處理的 質(zhì)量進(jìn)行對(duì)比分析。研究發(fā)現(xiàn),被動(dòng)式的空氣凈化原理下,如果其濾網(wǎng)孔徑能足夠小對(duì)于空氣處理的結(jié)果只能達(dá)到凈化的目的,即只能得到“干凈”的空氣;而負(fù)離子空氣凈化器則不同,不僅能夠有效去除空氣中的顆粒污染物、分解甲醛等有害氣體,向室內(nèi)環(huán)境提供干凈的空氣,還可以向室內(nèi)環(huán)境提供對(duì)人體療養(yǎng)保健有著高效作用的空氣負(fù)離子,使室內(nèi)空氣質(zhì)量達(dá)到“健康空氣”的標(biāo)準(zhǔn)。