室內(nèi)空氣污染的催化與治理課件

室內(nèi)空氣污染的催化與治理組員：宋懷遠

胡揚

線德元1.1甲醛理化特性甲醛（HCHO）是一種無色，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為福爾馬林，常作為浸漬標(biāo)本的溶液。

甲醛的來源甲醛主要來自室內(nèi)裝修和裝飾材料。用作室內(nèi)裝飾的膠合板、細木工板、中密度纖維板和刨花板等，在加工生產(chǎn)中使用脲醛樹脂和酚醛樹脂等為粘合劑，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)的甲醛逐漸向周圍環(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)家具的一些廠家為了追求利潤，使用不合格的人造板材，在粘接貼面材料時使用劣質(zhì)膠水，制造工藝不規(guī)范，揮發(fā)性有機物含量極高。另外，含有甲醛成分的其他各類裝飾材料，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色易溶的刺激性氣體，經(jīng)呼吸道吸收，長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危害

苯為無色具有特殊芳香味的液體，是室內(nèi)揮發(fā)性有機物之一。在通風(fēng)不良的環(huán)境中，短時間內(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。苯已被有關(guān)專家確認(rèn)為嚴(yán)重致癌物質(zhì)。1．3氨氨的性質(zhì)

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

氨主要來自建筑物本身，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而具有強烈刺激性臭味的氣體，可感覺的最低濃度為5．3×10-6g／m3，氨是一種堿性物質(zhì)，它對所接觸的組織有腐蝕和刺激作用。它可以吸收組織中的水分，使組織蛋白變性，并使組織脂肪皂化，破壞細胞膜結(jié)構(gòu)，減弱人體對疾病的抵抗力。氨濃度過高時，除腐蝕作用外，還可通過三叉神經(jīng)末梢的反射作用而引起心臟停搏和呼吸停止。1.5建筑和裝飾材料室內(nèi)污染對人體危害的概況1997年據(jù)國際有關(guān)組織調(diào)查統(tǒng)計，世界上30％新建和重修的建筑物中發(fā)現(xiàn)有害人體健康的室內(nèi)氣體，室內(nèi)環(huán)境專家提醒人們，現(xiàn)代人正進入以“室內(nèi)空氣污染”為標(biāo)志的第三個污染時期。上海市有多例嬰幼兒因住進剛裝修好的房屋而導(dǎo)致白血病的報道；北京市也有報道，發(fā)現(xiàn)兩例由于家庭裝修而引發(fā)畸形嬰兒出生［1］。另據(jù)報道：2001年10月，湖南株洲一裝飾公司兩名油漆操作工，在刷涂油漆時，暈倒在施工現(xiàn)場，因被及時發(fā)現(xiàn)才幸免于難；1997年5月，湖南冷水江某化工廠兩名工人，在倉庫停車場清洗裝過苯的槽車時，因通風(fēng)不善中毒，造成一死一傷。據(jù)EPA估計，美國每年大約有2000名肺癌死亡者與建筑和裝飾材料中含有的氡輻射有關(guān)。另據(jù)世界銀行的一份調(diào)查研究表明，我國目前每年由于建筑和裝飾材料導(dǎo)致室內(nèi)空氣污染對人體傷害造成的損失，如果按支付意愿價值估計，約為106億美元。二、室內(nèi)空氣凈化技術(shù)

進入過濾介質(zhì)的粉塵有更多的機會撞擊介質(zhì)，一旦撞上介質(zhì)就會被黏住。微小粉塵相互碰撞會凝并成容易沉降的大顆粒，所以空氣中粉塵的顆粒度相對穩(wěn)定。室內(nèi)粉塵撞擊墻壁時會留在那里，時間長了墻壁和天花板會褪色，氣流速度高的局部會出現(xiàn)黑漬。對過濾材料的要求：既有效的攔截塵埃粒子，有不對氣流形成過大的阻力。非均勻排布的纖維材料符合這一要求，如各種非織造布、紙張。雜亂交織的纖維形成對粉塵的無數(shù)道屏障，纖維間寬闊的間隙允許氣流順利通過。其他透氣的多孔物質(zhì)也可以做成過濾材料，如細砂、陶瓷、開孔型泡沫材料。但對通風(fēng)用的空氣過濾器來說，纖維材料因其透氣性好、質(zhì)量輕、加工性能好而被廣泛應(yīng)用。2.1纖維過濾技術(shù)為了達到良好的過濾效率，過濾介質(zhì)中的纖維數(shù)量要盡可能的多，而為了減小氣流阻力，現(xiàn)為要盡可能細，此外，作為過濾材料的纖維介質(zhì)應(yīng)安全，不易老化，成本低廉。在空氣過濾器成為工業(yè)產(chǎn)品后的近百年間，人們幾乎嘗試了所有天然和人造纖維材料，經(jīng)反復(fù)篩選，目前廣泛使用的材料有玻璃纖維、聚丙烯纖維、聚酯纖維、植物纖維等。在礦物材料制成的纖維中，除玻璃纖維外的所有其他材料均因安全原因而淘汰。對于小于10微米的顆粒物，目前最經(jīng)濟、最有效的方法之一是纖維過濾技術(shù)。2.2纖維過濾器的過濾機理（6）重力沉降作用：粒徑和密度大的塵粒，進入過濾器后，當(dāng)氣速不大，做緩慢運動時，可由重力作用自然沉降下來。由于氣流通過纖維過濾器的時間較短，對于大多數(shù)室內(nèi)微粒，因其粒徑較小，重力沉降速度慢，當(dāng)它還沒有沉降到纖維時已通過纖維層，所以重力沉降作用較弱。2.2吸附法定義吸附是利用多孔性固體吸附劑處理氣體的混合物，是其中所含的一種或數(shù)種組分吸附于固體表面上，從而達到分離的目的。常用吸附劑及其物理性質(zhì)

物理性質(zhì)活性炭活性氧化鋁沸石分子篩硅膠真密度/（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)]0.50~0.710.500.180.502.3光催化氧化法光催化原理當(dāng)半導(dǎo)體氧化物TiO2納米粒子受到大于禁帶寬度能量的光子照射后,電子從價帶躍遷到導(dǎo)帶,產(chǎn)生了電子-空穴對,電子具有還原性,空穴具有氧化性,空穴與氧化物半導(dǎo)體納米粒子表面的-OH反應(yīng)生成氧化性很高的OH自由基,活潑的OH自由基可以把許多難降解的有機物氧化為CO2和H2O等無機物。2.3光催化氧化法催化技術(shù)治理空氣污染具有廣譜性、經(jīng)濟性、滅菌性等特點，因而越來越受到重視，成為空氣污染治理技術(shù)研究和開發(fā)的熱點。（1）廣譜性：迄今為止的研究表明光催化對幾乎所有的污染物都具有治理能力。（2）經(jīng)濟性：光催化在常溫下進行，直接利用空氣中的O2做氧化劑，氣相光催化可利用低能量的紫外燈，甚至直接利用太陽光。（3）殺菌消毒：利用紫外光控制微生物的繁殖已在生活中廣泛使用。2.4靜電除塵技術(shù)靜電除塵技術(shù)的優(yōu)點（1）除塵效率高（2）可以凈化較大氣量（3）能夠除去的粒子粒徑范圍較寬（4）可凈化溫度較高含塵煙氣（5）結(jié)構(gòu)簡單，氣流速度低，壓力損失?。?）能量消耗比其他類型除塵器低（7）電除塵器可以實現(xiàn)微機控制，遠距離操作三個基本過程懸浮粒子荷電高壓直流電暈帶電粒子在電場內(nèi)遷移和捕集連續(xù)的電暈電場（單區(qū)電除塵器）光滑的不放電的電極之間的純靜電場（雙區(qū)電除塵器）粉塵從集塵表面上清除振打除去接地電極上的粉塵層并使其落入灰斗

電除塵器的工作原理大氣污染控制工程AirPollutionControlEngineering三個基本過程電除塵器的工作原理大氣污染控制工程AirPollutionControlEngineering2.5臭氧法臭氧的性質(zhì)臭氧具有不穩(wěn)定性和很強的氧化能力。臭氧是由一個氧分子（O2）攜帶一個氧原子（O）組成，所以它是氧氣的同素異形體。但是，臭氧與氧性質(zhì)存在顯著差異。與氧氣相比，臭氧密度大、有味、有色、易溶于水、易分解。

臭氧的應(yīng)用主要是滅菌消毒。這主要是臭氧有很強的氧化能力，氧原子可以氧化細菌的細胞壁，直至穿透細胞壁與其體內(nèi)的不飽和鍵化合而奪取細菌生命，它的作用是即刻完成的。臭氧發(fā)生技術(shù)1.光化學(xué)法2電化學(xué)法3.電暈放電法4高頻陶瓷沿面放電法臭氧在室內(nèi)空氣凈化中的應(yīng)用1.醫(yī)院滅菌消毒2.公共場所滅菌消毒3.家庭滅菌消毒4.特殊場所滅菌消毒5.消毒柜及食品的滅菌、消毒、除臭和保鮮2.6負(fù)離子法在自然界中，由于宇宙射線、陽光紫外線、土壤中的鈾和釷等放射性元素放出的射線，以及雷雨閃電等作用，不斷地使空氣分子電離而放出電子。釋放出的電子迅速與空氣中的中性原子結(jié)合而形成負(fù)離子，失去電子的原子則形成正離子。2.6負(fù)離子法空氣負(fù)離子的凈化機理

空氣負(fù)離子能降低空氣污染物的濃度，起到凈化空氣的作用，其原理是借助凝結(jié)和吸附作用。負(fù)離子能附著在液相污染物微粒上，從而形成大離子并沉降下來。2.6負(fù)離子法負(fù)離子對環(huán)境的功效負(fù)離子能消除室內(nèi)污染，特別對裝修后存在的苯，甲醛等有害物質(zhì)有高效吸附作用。大多數(shù)有害物質(zhì)都是以正離子的形態(tài)存在