【空气净化科普系列第一期】日渐成熟的空气净化技术

【空气净化科普系列第一期】

日渐成熟的空气净化技术

在上个月的推送中，我们详细介绍了室内污染物，本期我们将开始全新的空气净化系列科普。

空气净化是指针对室内的各种环境问题提供杀菌消毒、降尘除霾、祛除有害装修残留以及异味等整体解决方案，提高改善生活、办公条件，增进身心健康。

室内环境污染物和污染来源主要包括放射性气体、霉菌、颗粒物、装修残留、二手烟等。

而在《国家标准GB/T 18801-2008》对空气净化器的定义为：对室内空气中的固态污染物、气态污染物等具有一定去除能力的电器装置；可去除两种或两种以上空气污染物的空气净化器称为多功能室空气净化器。污染物主要指室内空气中细菌、病毒、固态污染物（如粉尘、花粉、带菌颗粒等）、气态污染物（异味、甲醛之类的装修污染等）。欧美国家比较关注空气净化器杀菌消毒功能，而国内由于近年来雾霾较为严重，更关注的是去除颗粒物（降尘）。按作用原理主要分为主动式净化和被动式净化两种，按作用污染物的不同分为：

1、固态污染物去除型：主要有机械过滤、静电集尘、静电驻极、负离子和等离子体法过滤等。其中：机械过滤、静电集尘、静电驻极为被动净化（过滤），只对经过过滤器材的空气进行过滤；负离子和等离子体法过滤为主动净化（过滤），净化器主动释放净化因子进行空气净化。

2、气态污染物去除型：祛除甲醛、苯等有害装修残留，主要有催化分解和活性炭吸附两种技术。催化分解的原理是借助其强氧化性与甲醛（HCHO）、苯（C6H6）等羰基（碳氧）、烃基（碳氢）化合物发生反应生成CO₂、H₂O、O₂等，从而彻底消除上述有害残留物。

目前市面上的空气净化器，使用的技术主要有以下几种：

1、HEPA滤网：High-Efficiency Particulate Air，即高效率空气微粒子过滤网，简称HEPA。分PP滤纸、玻璃纤维、复合PP PET滤纸、熔喷涤纶无纺布和熔喷玻璃纤维五种材质，可过滤特定粒径的颗粒物。符合HEPA标准的过滤器的用途很广泛，从医疗设备、汽车、飞机及家居均可应用。滤网的标准由美国能源部设定，对粒径在0.3μm的粒子， 过滤效果约为DOP 99.97%以上。通常使用的高效滤网可达到99.99%的拦截效率。HEPA的优势是技术成熟，同时由于采用物理过滤方式，不会形成二次污染。缺点则是HEPA风阻较大，对风机要求较高，越高级的HEPA滤网，风阻值越大。另一个问题则是用户更为关注的维护成本，由于北京等地的空气质量远低于欧美国家，HEPA滤网的使用寿命仅能维持在半年左右，更换费用昂贵，此外国内没有相应的回收机制，对环境造成污染。

2、静电集尘：我们都知道电荷之间有异性相吸的原理，离子风技术通过静电场力驱动带电荷的颗粒物来产生气流。被荷电的颗粒物在进入带电的集尘板时被电场力所吸引而捕获。这种产品由于不需要电机所以可以非常安静的工作。该技术的优势是无后续维护成本，可直接擦拭集尘板。但缺点更为突出的是，采用该技术的产品最大的CADR（洁净空气输送率）值为40左右，与HEPA滤网存在巨大差距。此外，现有技术在对空气进行电离的过程中不可避免的会产生臭氧，臭氧的危害是不容忽视的，这就在如何平衡臭氧浓度和提升产品效率性能之间形成很大的挑战。

3、活性炭：活性炭用木屑、果壳、褐煤等含碳物质为原料，经碳化和活化制成。有粉状（粒径为10～50微米）和颗粒状（粒径为0.4～2.4毫米）两种。通性是多孔，比表面积大。总表面积达每克500～1000㎡，活性炭的净化作用与孔径大小直接相关，当孔径大小接近颗粒物直径时净化作用最为明显，椰维炭是一种新型的活性炭，其孔径大小比较直径较小净化效果比较明显。

4、催化技术：日本科学家最先发现光照的TiO₂单晶电极能分解水，20世纪90年代光催化技术投入使用。当空气和水经过光触媒材料是技术单元时，通过氧化还原反应产生大量的氢氧根离子OH、过氧羟自由基HO₂、过氧化离子O₂、氢过氧化物H₂O₂等 ，这些离子弥漫在空气中，通过破坏细菌的细胞膜、凝固病毒的蛋白质杀菌消毒 ，分解各种有机化合物和部分无机物，祛除有害气体和异味  。已被实验证明的光催化杀菌机理有：细胞渗透作用、辅酶A的破坏、内毒素的降解、蛋白质和脂类的变性分解和细胞矿化等。