【正文】 當臭氧濃度達到 mg／ m3時 ,短時間接觸即可出現(xiàn)呼吸道刺激癥狀 、 咳嗽 、 頭疼 。這些濃度是指整個空間的散播濃度 ,而不是局部濃度。 室內(nèi)污染控制與潔凈技術(shù) 臭氧凈化 2)臭氧技術(shù)應(yīng)用中的注意事項 ①放置在高處 因為臭氧密度比空氣大 ,將臭氧發(fā)生器放置在高處有利于臭氧的下沉散播。現(xiàn)有的膜電極催化層制備工藝不夠穩(wěn)定 ,造成臭氧發(fā)生裝置的臭氧產(chǎn)量波動較大 。 這種方法存在著設(shè)備龐大 ,投資費用高 ,且移動不便的缺點 ,同時產(chǎn)生的臭氧體積分數(shù)也只有 1%～ 6%。 ③臭氧在水中的溶解度是氧的 10～ 15倍 ,但穩(wěn)定性較差 。 圖 關(guān)系。 因此 ,在一般情況下不宜使用 。 ⑤ 負離子還對于呼吸道 、 支氣管疾病 、 慢性鼻炎 、 鼻竇炎 、 偏頭痛 、 更年期綜合癥 、 慢性皮膚病等具有顯著的輔助治療作用 ,使身體各器官的功能更為有效 ,且無任何副作用 。 空氣中的負離子不僅能使空氣格外新鮮 ,還可以殺菌和消除異味 。 25),而單極系數(shù)升高 (q=)。 由于空氣離子荷電的極性不同 ,對人體的生理效應(yīng)不同 ,所以在實際應(yīng)用上還必須分別測定正 、 負離子的濃度 。 一部分正 、 負空氣離子將周圍 10～ 15個中性氣體分子吸附在一起形成輕空氣離子 。 該技術(shù)具有工藝簡單 、 應(yīng)用范圍廣 、 不產(chǎn)生二次污染等優(yōu)點 。 這種匹配關(guān)系在電參數(shù)上表現(xiàn)為電源電壓 、 電流和能量的波形 。 隨著電暈極間距的縮小 ,甲苯的凈化效率隨之上升 。 從玻璃管與陶瓷管反應(yīng)器的比較可以看出 ,對甲苯的凈化效果卻不如用陶瓷管好 。② 而在直徑較大的反應(yīng)器中則一直呈上升趨勢 。 但是各種電源電參數(shù)的變化是相互制約的 ,并且各種電源電參數(shù)對凈化效率的影響程度大小不一 。 室內(nèi)污染控制與潔凈技術(shù) 非平衡等離子體凈化 影響 非平衡等離子體凈化主要因素 研究表明 ,影響脈沖電暈放電技術(shù)凈化效率的因素主要有脈沖電源電參數(shù) 、 脈沖電源與反應(yīng)器的匹配 、 電暈電極的形狀及材料 、 脈沖極性 、 空氣濕度 、 電場強度 、 氣體流速 、 初始濃度 、 停留時間等 。 ① 空腔式反應(yīng)器 根據(jù)空腔式反應(yīng)器中的電極的結(jié)構(gòu)形式 ,分為 ① 線 筒式 ,② 線 板式 ,如圖 。 高濃度的負離子同空氣中的有毒化學(xué)物質(zhì)和病菌懸浮顆粒物相碰撞使其帶負電 。 室內(nèi)污染控制與潔凈技術(shù) 非平衡等離子體凈化 (2)催化凈化原理 : 催化凈化機理包括 2方面 : ① 在產(chǎn)生等離子體的過程中 ,高頻放電產(chǎn)生的瞬時高能量 ,打開某些有害氣體分子的化學(xué)鍵 ,使其分解成單質(zhì)原子或無害分子 。 室內(nèi)污染控制與潔凈技術(shù) 非平衡等離子體凈化 非平衡等離子體空氣凈化機理 非平衡等離子體空氣凈化機理涉及到三個同時發(fā)生的三個過程 : (1)預(yù)荷電集塵 。O等 )可與污染物進行反應(yīng) ,使之氧化去除 。 ①熱平衡等離子體 。 利用等離子體凈化氣態(tài)污染物自 20世紀 70年代開始研究以來 ， 顯示出了獨特的優(yōu)點和良好的發(fā)展前景 。 光催化 (光觸媒 )凈化方法 室內(nèi)污染控制與潔凈技術(shù) 光催化和其他方法的綜合作用 (1)光催化與吸附方法聯(lián)用 : 采用這種綜合方法處理揮發(fā)性有機物 (VOCs),可利用活性炭的吸附能力使 VOCs匯集到一特定空間 ,再利用光催化技術(shù)降解 。 ③ 消毒滅菌 。 D：焙燒條件 通常情況下，提高焙燒溫度會導(dǎo)致光催化活性降低。 光催化 (光觸媒 )凈化方法 室內(nèi)污染控制與潔凈技術(shù) B：粒徑的影響 ① 納米半導(dǎo)體粒子所具有的量子尺寸效應(yīng)使其導(dǎo)帶和價帶能級變成分立的能級，能隙變寬，導(dǎo)帶電位變得更負，價帶電位變得更正。目前常用的惰性載體有： Al2O SiO玻璃纖維、光導(dǎo)纖維、活性炭等。 H2O的抑制或促進效應(yīng)可歸因于反應(yīng)物與水蒸氣之間在光催化劑表面的競爭吸附能力。 影響光催化凈化的主要因素 光催化 (光觸媒 )凈化方法 室內(nèi)污染控制與潔凈技術(shù) B： TiO2用量的影響 其他條件同上，控制流量為 L/min，改變催化劑用量。 對于光催化反應(yīng)過程，反應(yīng)速率取決于局部體積能量吸收速率（ LBREA），而 LBREA取決于反應(yīng)器內(nèi)輻射能分布，因此確定反應(yīng)器內(nèi)輻射能分布是建立光催化反應(yīng)器模擬所必須解決的關(guān)鍵問題。 ② 抗靜電 抗靜電最好的方法就是屏蔽。 t ——反應(yīng)時間 ,ns； “” ——濃度衰減。從而使 VOC完全無 機化，達到消除 VOC之目的，同時也 起到了除臭作用。 由于光催化氧化分解揮發(fā)性有機物，可以利用空氣中的 O2作氧化劑，而反應(yīng)能在常溫常壓下進行，在分解有機物的同時還能殺菌除臭，所以特別適合于室內(nèi)揮發(fā)性有機物的凈化。在同樣的比表面積時，活性炭纖維比粒狀活性炭對吸附的能力更高，而吸附低濃度的吸附質(zhì)時也更有效。 圖 雙層界膜模型 圖 雙層界膜模型與等溫吸附線的關(guān)系 室內(nèi)污染控制與潔凈技術(shù) 吸附凈化 假設(shè)吸附平衡為已知條件 ,則根據(jù)式 ()和式 ()求出物質(zhì)移動系數(shù)之間的關(guān)系 ,令 , 則得出下式： **,q C q C????? ? ? ?**BBC C C C C C? ? ? ? ?即 1 1 1G v G v S vK a k a k a???11S v G v S vK a k a k a???式中 , β —— 等溫吸附平衡曲線的平均斜率 。 ②被吸附物質(zhì)向吸附劑粒子內(nèi)擴散，稱為內(nèi)擴散過程。等溫吸附關(guān)系式有多種形式，常用的關(guān)系式 ： 朗格謬爾 (Langmuir)方程式 設(shè)吸附質(zhì)對吸附劑表明的覆蓋率為 θ, 則未覆蓋率部分為 (1θ), 若氣相側(cè)分壓為 p,則吸附速率為 K1P(1θ), 解吸附速率為 K2θ, 當吸附達到平衡時 ,則 : 室內(nèi)污染控制與潔凈技術(shù) 吸附凈化 112KPK P K? ? ?1TABPXABP??? ?? ?12K P 1 θ =K θ或 式中 ， 吸附、解吸常數(shù)。 室內(nèi)污染控制與潔凈技術(shù) 吸附凈化 有關(guān) 資料報道 ， 活性炭纖維的外表面積比粒狀活性炭大 100倍以上 ． 兩者的體積密度相差 10倍 ， 與粒狀活性炭相比 ， 活性炭纖維有更多的微孔直接與吸附質(zhì)接觸 ， 而且吸附質(zhì)直接暴露于纖維表面進行吸附和解析 ， 因而也能更快達到吸附平衡而更有效地利用微孔 。 700～ 800 920 氧化硅膠 大孔 250～ 350 ～ 。(4)不易破碎 。(4)大的吸附容量 。一種吸附劑可吸附多種吸附質(zhì)，沒有選擇性，只是一種吸附劑對各種吸附質(zhì)的吸附量是不同的。 吸附過程的理論基礎(chǔ) 吸附法就是利用多孔性的固體物質(zhì) ,將 1種或幾種物質(zhì)吸附在其表面而去除的方法。 室內(nèi)污染控制與潔凈技術(shù) 吸附凈化 吸附劑及其選擇 一、對吸附劑的要求： （ 1)有大的比表面積 ,吸附能力強 。 (二 )特性 (1)具有穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì) ?！? 300～ 500 840 木炭 窄孔 600～ 1000 ～ 。 樹脂吸附劑的結(jié)構(gòu)容易人為控制，因而它具有適應(yīng)性大，應(yīng)用范圍廣、吸附選擇性特殊、穩(wěn)定性高等優(yōu)點，并且再生簡單。 靜吸附量分數(shù)用 XT或 m吸附質(zhì) /m吸附劑 表示 (為無量綱量 )。朗式方程能解釋很多試驗結(jié)果，是目前常用的等溫吸附方程式。 在一般的物理吸附中 ,第③項過程進行得非常迅速 ,而第 ① 或②項決定著吸附全過程的速度。 表 。即 : 概述： 催化劑 +紫外光線照射 氧化、還原 吸附凈化污染物 自 1972年 Honde等人發(fā)現(xiàn) TiO2被光照輻射后可以持續(xù)發(fā)生水的氧化還原反應(yīng)，并產(chǎn)生 H2以來，人們對這一催化反應(yīng)過程進行了大量研究。它們之間禁帶分開 ,TiO2禁帶寬度為 。 光催化 (光觸媒 )凈化方法 室內(nèi)污染控制與潔凈技術(shù) 研究表明 ,TiO2光催化反應(yīng)動力學(xué)符合蘭繆爾 欣伍德 LangmiurHinshelwood(LH)模型 ,最具有代表性 ,其表達式為： 2222( 1 ) ( 1 )nnO R O RnnO O R RkK K P PK P K P? ??＝?Kkpn式中， ——反應(yīng)速率； ——反應(yīng)物吸附平衡常數(shù)； ——光催化反應(yīng)常數(shù)； ——反應(yīng)物分壓； ——指數(shù)。其中后整理法是將納米材料借助于分散劑、穩(wěn)定劑、粘合劑等助劑，利用吸浸法、浸軋法、涂層法等工藝方法處理到過濾材料中，從而使濾料具有某種特殊功能。而且化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、能耗低、操作簡單、無二次污染，可形成透明薄膜，價格低廉。流量的大小決定了丙酮以及氧向 TiO2表面的遷移速度，也影響著丙酮在 TiO2表面的停留時間和產(chǎn)物脫附的速度。繼續(xù)增加催化劑的用量，催化劑之間的遮蔽會逐漸嚴重，某些催化劑會因得不到光照射而失去光催化活性，無法發(fā)揮催化作用，導(dǎo)致凈化效率降低。但反應(yīng)速率對溫度的依賴性不大。這主要是因為： ① 兩種晶型結(jié)構(gòu)均可由相互聯(lián)結(jié)的八面體表示，兩者的差別在于八面體的畸變程度和八面體間相互聯(lián)結(jié)的方式不同。 光催化 (光觸媒 )凈化方法 室內(nèi)污染控制與潔凈技術(shù) C：表面積的影響 在反應(yīng)物充足的情況下，表面積越大則活性越高。 光催化對幾乎所有的污染物都具有治理能力 。 潔凈燈具具有 2種功能 :一是人員在燈具下辦公空間的空氣環(huán)境得到凈化 。還可以去除一些在單獨一種方法無法分解的有機物 。 (2)分類 :依據(jù)等離子體的粒子間溫度差 (即電子溫度 Te與離子溫度 Ti之差 ),可以把等離子體分為 2大類 : 當 Te≥T i 時 , 稱為非 平衡態(tài) 的等離 子 (Nonthermal Equilibrium P1asma)。 (1)電子束輻射法 電子束輻射法 (Ebean)的原理是利用電子加速器產(chǎn)生的高能電子束 ,直接照射待處理的氣體 ,通過高能電子與氣體中的氧分子及水分子碰撞 ,使之解離 ,形成非平衡等離子體 ,其中所產(chǎn)生大量活性粒子 (如 ③ 表面放電。 ② OM－ + SP(固體顆粒 )→(SPM) － 。 在化學(xué)反應(yīng)的過程中 ,添加適當?shù)拇呋瘎?,能使分子化學(xué)鍵松動或削弱 ,降低氣體分子的活化能從而加速化學(xué)反應(yīng) 。 非平衡等離子體降解污染物是一個十分復(fù)雜的過程 ,而且影響這一過程的因素很多 。 與空腔式等離子體反應(yīng)器相比 ,填充式反應(yīng)器的能耗高 、 氣體阻力相對較大 。 ⑤ 脈沖成形電容有一最佳值 。③ 當脈沖電壓峰值升到一定程度時 ,絞線結(jié)構(gòu)反應(yīng)器中凈化甲苯效率反而變?yōu)樽畹?,這是由于其易發(fā)生火花放電(約 32kV時出現(xiàn) ),火花放電不僅增大電能消耗 ,而且破壞電暈放電的正常進行 ,使甲苯的凈化效率降低 。 (3)反應(yīng)器外筒材料的影響 如圖 ,分別用陶瓷管、玻璃管及銅管 (內(nèi)徑均為 20mm)制成的 3種反應(yīng)器進行對比。 可見 ,甲苯的凈化效率隨著反應(yīng)器長度的增加而上升 。 若氣體在反應(yīng)器中停留時間相同 ,間隙越大則甲苯的凈化效率越低 。 圖 停留時間 (氣體流量 )改變對凈化甲苯效率改變的影響 室內(nèi)污染控制與潔凈技術(shù) 非平衡等離子體凈化 圖 甲苯水 汽質(zhì)量濃度對凈化效率的影響 (3)氣體濕度的影響 從圖 ,適量地增加空氣濕度有利于提高凈化效率 ,但當含濕量太大時會影 響凈化效率 。 室內(nèi)污染控制與潔凈技術(shù) 非平衡等離子體凈化 總之 ,非平衡等離子體不僅可以清除總懸浮顆粒 ,而且可以清除各種有害氣體 ,還可以調(diào)節(jié)離子平衡 ,具有其他凈化技術(shù)不可比擬的優(yōu)點。通常用 “ N+” 和 “ N” 分別表示正 、 負離子 ,以 “ n+” 和“ n” 分別表示輕正 、 負離子 。 在瀑布 、 噴泉 、 激流和海濱等地區(qū) ,空氣離子濃度較高 ,而且單極系數(shù)較小,在影劇院等人多且通風(fēng)不良的公共場所 ,空氣離子濃度顯著降低 ,而且單極系數(shù)升高 。海邊空氣由于海浪頻繁的涌動也會造成大量的負離子 。 負離子具有明顯的降低血壓 ,增強心肌功能以及鎮(zhèn)痛 、 改善睡眠 、 促進新陳代謝等作