密閉式區(qū)域的空氣凈化與小氣候調(diào)節(jié)

楊洪澤 馬陽陽

摘要：密閉式區(qū)域污染物主要包括揮發(fā)性有機(jī)化合物、可吸入固體顆粒物、有害無機(jī)小分子和懸浮微生物。室內(nèi)空氣凈化與小氣候調(diào)節(jié)是相輔相成的過程，其方法主要包括機(jī)械和物理兩類，機(jī)械方法包括過濾、活性炭吸附、膜分離和水洗凈化四種技術(shù)；物理方法包括靜電集塵、負(fù)離子和低溫非對(duì)稱等離子體凈化三種技術(shù)方法。

關(guān)鍵詞：密閉區(qū)域；凈化與調(diào)節(jié)；方法

中圖分類號(hào)：X505 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-864X（2016）09-0291-01

密閉式區(qū)域是相對(duì)于室外開放空間而言的室內(nèi)區(qū)域，密閉式區(qū)域內(nèi)空氣污染、煤煙污染與光化學(xué)煙霧污染是目前最主要的三大空氣污染源。絕大多數(shù)情況下，人們每天在室內(nèi)區(qū)域的時(shí)間遠(yuǎn)多于室外，故三者相比，密閉式區(qū)域空氣污染對(duì)人的危害更大。

一、密閉式區(qū)域內(nèi)的污染物種類

密閉式區(qū)域內(nèi)的污染物種類可分為可吸入固體顆粒物、揮發(fā)性有機(jī)化合物、懸浮微生物和有害無機(jī)小分子等種類。可吸入固體顆粒物即煙塵、灰塵、紡織纖維粉塵、皮屑和毛發(fā)等懸浮粉塵微粒，是室內(nèi)空間中最常見且難以避免的污染物；揮發(fā)性有機(jī)化合物包括醛類、苯類、氯仿類、香煙煙霧和油煙等；懸浮微生物主要包括細(xì)菌、病毒和霉菌；常見的有害無機(jī)小分子主要有 一氧化碳、二氧化硫和氮氧化物等。

二、凈化與調(diào)節(jié)方法

（一）機(jī)械方法。

1.HEPA過濾。

過濾技術(shù)是真對(duì)密閉區(qū)域內(nèi)顆粒狀污染物最為有效的凈化與小氣候調(diào)節(jié)手段，空氣凈化器中通用的高效濾材為多組分的玻璃纖維，簡(jiǎn)稱HEPA。它的優(yōu)點(diǎn)是對(duì)于0.3微米以上的煙霧、可吸入顆粒物和細(xì)菌的最大有效濾凈比幾近100%。不足的是因需定期更換新濾網(wǎng)促使使用成本極大的提高。

2.活性炭吸附。

具有多孔隙結(jié)構(gòu)特征的活性炭吸附技術(shù)應(yīng)用最早、普及程度最高。大孔（r>500納米）、中孔（r=250納米）和微孔（r<2納米）各司其職又相互促進(jìn)，共同實(shí)現(xiàn)良好的吸附功能。活性炭的使用成本低，但當(dāng)吸附上限達(dá)到飽和后，原污染物有向外釋放的風(fēng)險(xiǎn)，通過反復(fù)暴曬可在一定程度上不斷恢復(fù)其吸附性能。

3.克努森擴(kuò)散和分子篩分。

克努森擴(kuò)散和分子篩分是無機(jī)膜分離技術(shù)的機(jī)理表現(xiàn)形式，分子篩分的凈化調(diào)節(jié)功能是基于大分子和小分子對(duì)膜的通過性不同。克努森擴(kuò)散機(jī)理的氣體分離功能則是基于不同的膜透?jìng)髻|(zhì)速率來完成。

4.水洗。

水洗亦可理解為以水為介質(zhì)來打掃衛(wèi)生，是一種對(duì)凈化調(diào)節(jié)技術(shù)要求不高的人為方法。擦、拖、沖是三種常見的具體實(shí)現(xiàn)形式，不僅可有效去除灰塵、紡織纖維粉塵、皮屑、毛發(fā)和霉菌等可見顆粒污染物，亦可對(duì)密閉區(qū)域進(jìn)行空氣加濕，緩解干燥程度。

（二）物理方法

1.靜電集塵。

靜電集塵技術(shù)正逐漸普及至大眾家庭。顆粒污染物由于受電暈作用而具有電荷，在高壓靜電場(chǎng)環(huán)境下，顆粒物被吸著并沉積，且空氣中的細(xì)菌類微生物可被殺滅，從而起到凈化調(diào)節(jié)的作用。

2.高電壓負(fù)離子。

負(fù)離子具有良好的除異味與殺菌性能，清新空氣的效果顯著。污染物微粒表面附著具有吸附和凝結(jié)性能的高電壓負(fù)離子后轉(zhuǎn)變?yōu)槌两档拇罅Ｗ樱瞧鋬艋c調(diào)節(jié)密閉區(qū)域空氣質(zhì)量的主要原理。采用負(fù)離子工作方式的空氣凈化設(shè)備，應(yīng)著重提高負(fù)離子與塵埃結(jié)合后形成重離子除污與排污性，防止重離子附著在密閉區(qū)域的表面。

3.低溫非對(duì)稱等離子體。

通過高壓、高頻脈沖放電形成非對(duì)稱等離子體電場(chǎng)，等離子體中包含大量的高能電子、離子、激發(fā)態(tài)粒子和具有強(qiáng)氧化性的自由基，這些活性粒子和有害氣體分子發(fā)生頻繁的碰撞，產(chǎn)生雪崩效應(yīng)式的一系列物理、化學(xué)反應(yīng)，對(duì)有毒有害氣體及病毒、細(xì)菌等進(jìn)行快速分解。在化學(xué)反應(yīng)的過程中，添加適當(dāng)?shù)拇呋瘎芙档头肿拥幕罨軓亩铀倩瘜W(xué)反應(yīng)。韓冰雁開展了3 m3密封艙內(nèi)的甲醛降解實(shí)驗(yàn)，結(jié)果顯示：采用等離子體單獨(dú)降解甲醛，90 min后降解效率達(dá)到峰值50%；而等離子體耦合催化降解甲醛，20 min時(shí)甲醛的降解率達(dá)到78%，并在100 min時(shí)實(shí)現(xiàn)83%的甲醛降解率。

三、結(jié)語

由于密閉區(qū)域空氣污染來源廣、危害大，減少或消除各種污染物就顯得尤為重要。現(xiàn)有用于密閉區(qū)域空氣污染控制的各種治理技術(shù)，都對(duì)空氣中的一些污染物有著很好的去除效能，因此目前大多結(jié)合以上兩種或多種手段進(jìn)行凈化與調(diào)節(jié)。所以迫切需要研究開發(fā)更有效的凈化技術(shù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]宋廣生，王雨群.室內(nèi)環(huán)境污染控制與治理技術(shù)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社2011.

[2]徐玉黨.室內(nèi)污染控制與潔凈技術(shù)[M].重慶：重慶大學(xué)出版社，2006.

[3]鄧高峰.室內(nèi)空氣質(zhì)量及空氣凈化裝置凈化效果評(píng)價(jià)[D].北京化工大學(xué)，2012.

[4]楊裔；狄彥強(qiáng)；陳彩霞等.吸附催化協(xié)同技術(shù)去除室內(nèi)低濃度 VOCs 探討[C]第七屆國(guó)際綠色建筑與建筑節(jié)能大會(huì)暨新技術(shù)與產(chǎn)品博覽會(huì).北京，2011： 156-159.

作者簡(jiǎn)介：楊洪澤（1994），男，山東泰安人，本科在讀，宿州學(xué)院美術(shù)與設(shè)計(jì)學(xué)院2013級(jí)環(huán)境設(shè)計(jì)專業(yè)。