各种空气净化技术的对比与对办公楼的建议.docx

1、各种空气净化技术的对比与对办公楼的建议各种空气净化技术的对比与对办公楼的建议目前国内外科研单位和企业多方面研究应对空气污染的措施，在通风和污染治理方面取得了一定进展，强制通风装置在欧洲等发达国家作为新建建筑物验收的主要设备，已经得到了广泛推广和使用，并且开发和研制了多种原理和技术的空气净化装置，以图改变原有的建筑物室内空气质量。空气净化装置从形式上分主要有两大类，一类是单体式空气净化器，一般为便携式（例如车载净化器，家用空气净化器），包括各类空气过滤器和空气净化器；另一类是安装在集中空调或通风系统中的模块式空气净化装置。 图1-1 单体式空气净化器 图1-2 空调用模块式空气净化器 从净化原理

2、上看，当年国内外主流的空气净化技术主要分为静电式、光催化、吸附式和介质式四类，以下分别介绍：一、静电式空气净化技术 静电式空气净化技术是利用电极电晕放电原理，使空气中的粉尘带上电荷，然后利用电场力的作用，将带电粒子捕集在集尘装置上，达到除尘净化的目的。静电式空气净化装置常常并联组装在一起，组成大型空气净化装置，用在酒店、办公楼、地铁、机场等空调的进风口，作为室内环境的一道安全屏障。（1）第一代静电除尘技术：平板静电技术 设备包括电离区和集尘区，电离区由放电极（电离丝，通常使用钨丝）和板式电极组成，形成非均匀电场，电离丝产生的正极性电晕，形成正离子，正离子与粉尘结合并聚集。集尘区由多组平行高压电

3、极板和接地电极板组成，正负极板平行，产生均匀电场。聚集的带正电的粉尘经过集尘区时，被在电场的作用下被负电极板吸附，从而达到除尘净化的目的。此种方式在电压越高的情况下，负极板的吸附效率越好，但是此时也更容易从电晕放电过渡到火花放电，发出噼啪声，同时产生大量臭氧。因此一般只能施加较小的荷电电压，净化效率很低，产生的臭氧量相对较少。然而很多厂家为了提高净化效率盲目的地提高荷电电压，从而导致传统的钨丝静电除尘器臭氧排放严重超标；技术总结：1、相对于其他空气净化技术，静电式空气净化设备的阻力最小，可以极大的减少风机能耗，省电节能；2、在进行维护操作时，电离丝强度不足，容易断裂，造成净化器损坏；3、不可避

4、免产生臭氧，臭氧发生量较高，特别是在密闭环境中容易发生室内臭氧超标情况，损害人体健康；4、设备在进入大颗粒粉尘时会出现噼啪的放电音，噪音大；5、灰尘吸附于电极板，容尘面积有限；（2）微静电技术 微静电技术是指利用电解质材料为载体的强电场进行空气净化的技术，采用国际标准的两段式平板结构，电离段为针孔状结构，10200伏负电压使其释放大量负离子，负离子与空气中运动的尘埃微粒碰撞，将它荷电。集尘区为蜂窝状中空微通道结构，8000伏电压以电解质材料为载体产生强电场，对空气中运动的带电微粒施加巨大的吸引力，吸附空气中近100%的运动微粒，同时将附着在颗粒物上的细菌等微生物同步收集并在强电场中杀灭。净化原

5、理如下： 第一阶段：爱优特采用负极电离技术，通过高电压产生电晕并释放负离子，负离子撞击空气分子，产生更多的负离子，形成雪崩效应。 第二阶段：远离电晕区后,负离子会被周围空气分子吸附,从而使气体分子带上负电荷，在强电场作用下向微静电正极板移动。 第三阶段：细小颗粒物会阻挡带有负电荷的空气分子的飞行，并粘附其在一起。细小颗粒物不断吸收负电荷的分子，直至饱和。细小颗粒物从而带上足量的负电荷。 第四阶段：带负电荷的细小颗粒物在密集微静电矩阵电场的作用下向正极板运动，并被其牢牢吸附。技术总结：1、电离区采用尖端放电模块替换传统钨丝，解决了钨丝强度低，容易断裂的问题；2、放电电极间产生-10200伏的负高

6、压，保证99%的高净化效率以及对细菌和微生物的杀灭能力；3、用特殊电解质材料附着在电极表面形成绝缘层，无高压电极裸露，使无法在集尘板上由于正负电荷接触快速中和而形成的拉弧放电，从而不产生臭氧和“噼啪”噪声；4、集尘模块中，无数1mm左右交错微腔密集阵形成微静电矩阵强电场，对空气中运动的带电微粒施加巨大的吸引力，在仅产生小气流阻抗的同时能够吸附几乎所有的空中运动微粒，对PM2.5等小颗粒污染物去除效果尤为显著；5、场电模块采用负极放电，可同时产生大量负离子，使空气健康清新；6、相对于其他空气净化技术，设备的阻力最小，可以极大的减少风机能耗，省电节能。（3）驻电极技术 驻电极空气净化技术可以看成静

7、电式过滤和介质过滤的结合物，它是通过对介电材料施加电场，并采用一定的物理方法使电荷或电极化状态长久地驻留在电解质上，利用带电纤维形成的网状空洞以及对微粒的库仑力和感应力捕集灰尘。技术总结：1、净化过程无电耗，省电节能；2、初始阶段效率较高，但使用一段时间后随着电极性减弱，效率将明显下降；3、驻电极净化器水洗后极性减弱，净化效果大大下降；4、产品寿命长短与产品结构、电极材料、维护、以及空气灰尘覆盖等因素有密切关系，平均产品寿命只有2年左右。因此以目前我国的恶劣空气环境，后期滤芯频繁更换会造成运行费用过高。二、纳米光催化（光触媒）空气净化技术 光催化净化技术也称作纳米光电离子涂层技术、纳米光催化技

8、术、宽光谱紫外线与特种金属催化剂技术等，它是近几年发展较快的一项技术。激发光源和催化剂是引发光催化反应的必备条件。目前激发光源一般采用紫外波段，少数催化剂可以直接利用可见或红外波段，催化剂则一般采用纳米二氧化钛TiO2、纳米氧化锌ZnO或者贵金属（例如铂、铑、镍等）。其中纳米二氧化钛作为最早也最典型应用于空气净化的光催化剂。在特定波长光源紫外线作用下，光源的能量激发TiO2周围的分子产生活性极强的自由基。这些自由基可以分解大部分有机物质与部分无机物质，同时破坏细菌的细菌膜，使细胞质流失，进而杀死细菌。 技术总结：1、光触媒技术可以简单除菌，以及对部分有机气态污染物有催化分解的作用；2、对颗粒物

9、的净化无效果；3、有些催化反应的中间产物毒性较强，会对空气造成严重的二次污染；4、制作加工技术要求高，一旦发生紫外线泄露，则高强度紫外线有很强的致癌作用；5、维护成本：后期耗材主要为紫外线灯管，而高强度紫外发生器的寿命通常只有几千小时，因此在后续使用过程中，灯管将成为非常昂贵的耗材。三、吸附式空气净化技术 吸附式材料类空气净化装置是一种传统的净化技术，这种技术的原理是采用多孔性固体吸附剂（活性炭、滤纸、泡沫棉等）处理空气中的气态污染物，使其中的一种或几种组分吸附于固体表面，从而达到气态分离的目的。 吸附法按其原理可以分为物理吸附和化学吸附。物理吸附就是通过吸附剂和吸附质之间的分子间力的作用所引

10、起的吸附，此过程是一种放热过程，具有可逆性，当温度升高或者被吸附气态污染物的压力降低，被吸附气态污染物将从固体表面逸出，而并不改变吸附剂和吸附质分子的原来性状。化学吸附是由吸附剂表面与吸附质分子间的化学键力导致的吸附，涉及分子中化学键的破坏和重新结合，过程不可逆。化学吸附有很强的选择性，且吸附质与吸附剂之间的结合牢固，一般必须在高温或其他反应物的影响下才能脱附。常见吸附剂及其吸附的污染物见表2表2 常用吸附剂应用举例吸附剂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、恶臭物质、硫化氢、丙酮、煤油、汽油、光气、苯乙烯、氯乙烯、氯气

11、负载型活性炭烯烃、氨、酸雾、碱雾、硫醇、二氧化硫、硫化氢、氯气、氟化氢、氯化氢、氨气、汞 硅胶氮氧化物、二氧化硫、乙烯分子筛氮氧化物、二氧化硫、一氧化碳、硫化氢、氯气、硫化氢、氨气活性氧化铝二氧化硫、硫化氢、烃类、氟化氢浸渍活性氧化铝甲醛、汞、氯化氢、酸雾 常用的吸附剂有活性炭、活性氧化铝、分子筛和硅胶等。其中活性炭是最常见的一种，活性炭按其原料来源可分为煤质活性炭、木质活性炭、有机活性炭、再生活性炭、果壳类活性炭和椰壳活性炭。其中，棕榈果壳和椰壳制成的活性炭较好，有比较大的比表面积。改性活性炭就是在活性炭中加入适量天然沸石或碘化钾，可以增加活性炭吸附空气中气态污染物的种类和范围。目前比较流行

12、的改性活性炭是通过活性炭浸渍等方法使活性炭颗粒中掺混一些贵金属，这样使活性炭可以有针对性的对一些有机气态污染物进行催化吸附。技术总结：1、可以清除部分气态化学污染物，并可简单吸附细菌；2、对颗粒物和大多数病毒几乎无效；3、装置阻力较大，长时间使用由于表面积尘堵塞风道，造成风量减少甚至无风状态；4、由于吸附式空气净化装置的填料量是一定的，所以吸附污染物的量也是一定的，经过一段时间后，有可能会吸附饱和而失效，需定期更换滤网及吸附材料等，否则会造成新风量降低，能耗增高。四、介质式空气净化技术（滤网阻挡式） 介质式空气净化技术过滤材料主要是纤维或无纺布，利用对单向无规则密集纤维布或纸加工成过滤网，再安

13、装到设备中，成为介质空气净化机。粉尘颗粒通过纤维等织物被扩散和截留，从而被脱除。HEPA（高效过滤器）是市面上最常见的介质式空气净化产品，它一般只能过滤直径大约3微米的颗粒物，不能去除PM2.5。如果要实现去除PM2.5，则要求滤网直径必须小于2.5微米，这种情况下风阻会加大、滤网非常容易堵塞。 HEPA的价格从几百元到上万元不等，主要的区别在于2点：一是有几层滤网，二是每一层滤网质量。因此市场上产品质量参差不齐，容易迷惑消费者。和静电式空气净化器相比，也许HEPA式空气净化器在购买时要便宜，但换滤材的成本比较高。需要注意的是，现在很多HEPA厂家恶意夸大单个HEPA的使用寿命，使得HEPA上

14、细菌积累严重超标，二次污染于无形中影响人们的健康。实际上HEPA的更换周期一要看HEPA前是否加装其他辅助性过滤装置保护HEPA，减少HEPA负荷；二要根据具体项目所在地的空气污染情况做出评估，及时更换。技术总结：1、介质式空气净化装置在前期投资低、效率高、见效明显；2、使用不久后极易积累脏物，助长细菌病毒的传播，产生二次污染；3、滤网孔隙细密使设备阻力极大（接近静电除尘设备阻力的10倍），不仅降低了空调风机的风量，风机能耗也大幅增加；4、质量好和效率高的介质过滤器制作难度大，价格昂贵，加之后期需要频繁购买更换，维护成本无法想象；5、废弃的HEPA作为垃圾抛弃很不环保，造成环境污染、资源浪费。

15、我通过对以上各种技术的分析，归纳总结为如下详细对比表： 对比 方案 方案A(微静电净化技术)方案B(第一代静电技术）方案C（光触媒净化技术）方案D（吸附式净化技术）方案E（介质式净化技术）功能净化悬浮颗粒、杀灭细菌与病毒、释放负离子净化悬浮颗粒、杀灭细菌与病毒、释放负离子分解部分有害气体和简单杀菌吸附部分有害气体和细菌净化悬浮颗粒、阻挡部分细菌PM2.5净化效率99%以上99%以上70%-85%80%-90%90%-95%初投资高中高高低运行成本低低中中高二次污染性无产生臭氧无易滋生细菌易滋生细菌安全性安全安全高强度紫外线泄露致癌安全安全杀菌性能高电压灭菌高电压灭菌催化分解细菌无无阻力低低低高

16、高使用寿命可清洗永久使用可清洗永久使用一般短短耗材对环境影响无污染无污染污染污染严重污染噪音情况无噪音噪音大无噪音无噪音无噪音根据方案对比表，我建议采用办公大楼方案A，原因如下：1、吸附式净化技术与光触媒技术都只能简单清除部分有机气态化合物污染物和杀菌，对粉尘颗粒的净化几乎无效，而办公室空气污染的主要来源是室外PM2.5、室内人员抽烟以及人员活动带起的扬尘，故排除第二种和第三种净化方式； 2、静电式净化技术与介质式过滤技术都具有较高净化粉尘颗粒的效率，但是介质式过滤器只在初期有良好效果，它使用不久后便积累大量脏物，助长细菌病毒的传播，产生二次污染，或为保证卫生后期频繁更换，导致维护成本极高；同

17、时滤网孔隙细密使设备阻力极大、风机能耗巨大，不节能，故排除第四种净化方式；3、在静电式空气净化技术的三种类型中，微静电技术跟平板静电技术相比，可以做到无臭氧、无噪音，跟驻电极技术相比效率更高、性能更稳定。4、办公大楼已采用中央通风与新风系统，有足够的换气次数，对于室内有害气体包括甲醛、TVOC等都有明显的稀释与消除功能，所以可以选择无消除异味功能的微静电技术。空气净化系统形式的建议：作为一栋高端办公楼，首先应排除安装单体式空气净化器，既占面积又不美观。根据大楼配套的中央空调系统，建议双管齐下，一方面在风机盘管或室内机的回风口加装回风式微静电净化模块，对室内循环空气进行净化；同时，需要注意的是，新风处理机组内部仅有粗效过滤器，只能简单阻挡随室外新风飘入的毛絮、昆虫等，因此另一方面必须在新风处理机组内粗效过滤器后增设空调箱式微静电净化模块，对来自室外的新风进行净化。两方面空气净化并行，无懈可击。 回风口微静电净化模块安装示意图 空调箱微静电净化模块安装示意图