空气净化技术

对室内空气污染进行整治的技术

空气净化技术就是指对室内空气污染进行整治的技术。可以提高室内空气质量，改善居住、办公条件，增进身心健康。具有功能全面、外观时尚的产品优势。空气净化技术就是指具有这一功能的一系列技术。

技术特点

无菌室内空气的流动有两种情况：一种是层流的（即室内一切悬浮粒子都保持在层流层中运动）；另一种是非层流的（即室内空气的流动是紊流的）。装有一般空调系统的洁净室，室内空气的流动属于非层流（紊流），既可使空气中夹带的混悬粒子迅速混合，也可使室内静止的微粒重新飞扬，部分空气还可出现停滞状态。

而层流洁净室就不同，它有以下特点：

（ 1 ）进入室内的层流空气已经过高效过滤器滤过，达到无菌要求；

（ 2 ）空气呈层流形式运动，使得室内所有悬浮粒子均在层流层中运动，则可避免悬浮粒子聚结成大粒子；

（ 3 ）室内新产生的污染物能很快被层流空气带走，排到室外；

（ 4 ）空气流速相对提高，使粒子在空气中浮动，而不会积聚沉降下来，同时室内空气也不会出现停滞状态，可避免药物粉末交叉污染；

（ 5 ）洁净空气没有涡流，灰尘或附着在灰尘上的细菌都不易向别处扩散转移，而只能就地被排除掉。层流可达到 1 万级，甚至 100 级。

层流洁净室和层流洁净工作台的层流空气都有两种形式：水平层流和垂直层流。

为了减少工作人员对洁净室的污染，工作人员在洗净手、脸、腕后穿好无菌工作服，进入洁净室前第一步先经过空气净化，即高效过滤后的洁净空气经喷口以高速度气流吹去工作人员身上附在工作服上的灰尘，人员经风淋后，方可进入洁净室。风淋室放在洁净室入口处。风淋室由高效过滤器、密封室、增压室、风机组、电加热器及喷嘴等组成。

净化原理

其实尽管市场上所宣称的空气净化器的名称、种类、功能不尽相同，但追根溯源，从空气净化器的工作原理来看，主要无非以下两种：

一、被动吸附过滤式的空气净化原理

被动式的空气净化，是用风机将空气抽入机器，通过内置的滤网过滤空气，主要能够起到过滤粉尘、异味、消毒等作用。这种滤网式空气净化器多采用HEPA滤网+活性炭滤网+光触媒（冷触媒、多远触媒）+紫外线杀菌消毒+静电吸附滤网等方法来处理空气。其中HEPA滤网有过滤粉尘颗粒物的作用，其他活性炭等主要是吸附异味的作用，因此，可以看出，市面上带有风机滤网、光触媒、紫外线、静电等各种不同标签、看似十分混乱的空气净化器所采用的工作原理基本是相同的，都是被动吸附过滤式的空气净化。

二、主动式的空气净化原理

主动式的空气净化原理与被动式空气净化原理的根本区别就在于，主动式的空气净化器摆脱了风机与滤网的限制，不是被动的等待室内空气被抽入净化器内进行过滤净化，之后再通过风机排出，而是有效、主动的向空气中释放净化灭菌因子，通过空气弥漫性的特点，到达室内的各个角落对空气进行无死角净化。在技术上比较成熟的主动净化技术主要是利用负氧离子作为净化因子处理空气和利用臭氧作为净化因子处理空气两种。这两种就是典型的基于主动净化原理而进行工作的空气净化器。

三、优势比较

首先从空气净化效率来比较。被动式吸附净化模式的空气净化器由于大多采用风机+滤网的模式进行空气净化，风利用空气的流动就难免存在死角，因此被动式的空气净化大多只能在空气净化器放置的周围产生一定的净化效果，很长时间才能将室内空气全部过滤一遍，很难对整个室内环境的净化产生效果。而我们上文提到，主动式的空气净化是利用空气的弥漫性的特点将净化因子到达各个角落进行空气净化，空气能够弥漫到的地方均可以产生净化效果。拿负离子空气净化器进行比较发现，对空气中释放负离子后，负离子能够主动出击、寻找空气中的污染颗粒物，并与其凝聚成团，主动将其沉降。仅从这一点来说，主动式的空气净化就有着比较明显的优越性。

其次是对小颗粒空气污染物的清除效果进行比较。我们知道，空气污染物中对人危害最大的就是直径小于2.5微米的细颗粒物（即PM2.5，医学上叫可入肺颗粒物）。而经过实验研究发现，对于PM2.5等这些细小颗粒物，被动式的净化模式显得无能为力，PM2.5等小微粒能轻易透过滤网、活性炭等物质，重新进入空气中危害人体健康。而我们用基于主动净化原理进行空气净化的负离子空气净化器进行对比发现，空气中小粒径的负离子不仅能够轻易去除空气中的大粒径颗粒物，而且对于直径小于0.01洀、在工业上难以除去的微粒飘尘，有百分之百的沉降去除效果。等同于大自然的生态级负离子生成技术已经问世，其特点是粒径小、活性高，以其优异的扩散效果和保健效果达到更佳的空气优化效果。

最后是对空气处理的质量进行对比分析。研究发现，被动式的空气净化原理下，如果其滤网孔径能足够小对于空气处理的结果只能达到净化的目的，即只能得到“干净”的空气；而负离子空气净化器则不同，不仅能够有效去除空气中的颗粒污染物、分解甲醛等有害气体，向室内环境提供干净的空气，还可以向室内环境提供对人体疗养保健有着高效作用的空气负离子，使室内空气质量达到“健康空气”的标准。

顺便解释一下臭氧净化因子，臭氧因子主要是用来对空气进行灭菌消毒，臭氧是一种世界公认高效的灭菌解毒氧化剂，可高效分解各类装修污染物，快速杀灭各种病毒和细菌。能满足刚装修完和阶段性专门静态治理，需要提示的是这种处理方法需要人员回避，定时处理完30分钟后自动还原为氧气，是一种没有任何化学残留的绿色氧化分解剂。

详解如图1所示：

技术分类

光催化净化

纳米材料光催化环境污染治理技术是国际上普遍认可的治理低浓度有机污染气体、消毒灭菌最有效的先进技术，它具有反应条件温和、经济和对细菌、病毒，及污染物全面处理的特点。

采用此技术制造的中央空调光催化空气净化消毒器模块，由镀膜二氧化钛细钢丝滤网、初、中效过滤网、纳米二氧化钛光催化室，智能化控制系统等多因子组成。具有从初滤到完全净化的多道程序，能在短时间内迅速杀灭空气中的病毒和细菌，除污消烟去异味。是预防呼吸道传染性疾病，防止空气传播病毒细菌，消除吸烟危害和降解室内污染的高效多因子空气净化消毒器。

新氧纳米催化分解技术，是通过将纳米级二氧化钛材料与超大比表面积及轻质的炭基材，经特殊工艺烧结制备而成，并完成了该材料的量产化，从而彻底解决了传统催化技术效率低下的问题。

纳米吸附

蓝色孔隙的孔径在0.27－0.98纳米之间，呈晶体排列。同时具有弱电性，甲醛、氨、苯、甲苯、二甲苯的分子直径都在0.4－0.62纳米之间，且都是极性分子，具有优先吸附甲醛、苯、TVOC等有害气体的特点，达到净化室内空气的效果。

负离子净化

空气是由无数分子、原子组成的。当空气中的分子或原子失去或获得电子后，便形成带电的粒子，称为离子；带正电荷的叫正离子，带负电荷的叫负离子。负离子是空气中一种带负电荷的气体离子，它吸附带正电离子的悬浮颗粒，中和成无电荷后沉降，使空气得到净化。可以说，负离子净化空气就是降低空气中的悬浮颗粒物的浓度，但不能杀死病毒、细菌，也不能分解污染物，其主要作用是清新空气，补充室内负离子缺乏，对人体有一定的保健作用。

去除室内颗粒污染物的工作原理类似，都是通过使空气中的颗粒物带电，聚结形成较大颗粒而沉降，但颗粒物实际上并未移除，只是附着于附近的表面上，易导致再次扬尘。空气中人肉眼无法看到的2.5微米(PM2.5)的浮沉对人体的危害是最大的，可以进入肺的深部，直接进入肺泡，在血液流经肺部进行气体交换时直接进入血液，小粒径的负氧离子可以与空气中的污染物相互作用、复合、扩散而影响污染物的变换，或作为催化剂在化学过程中改变痕量气体的毒性。小至0.01微米、在工业上难以除去的的微粒飘尘，亦有明显的沉降去除效果。

臭氧消毒

3）的消毒原理是：臭氧在常温、常压下分子结构不稳定，很快自行分解成氧气（O2）和单个氧原子（O）；后者具有很强的活性，对细菌有较强的氧化作用，将其杀死。在臭氧净化消毒器关机后，多余的氧原子则会在30分钟左右自行重新结合成为普通氧原子（O2

但臭氧有很强的腐蚀性，不宜在有人的条件下使用（长时间高浓度的吸入臭氧会刺激人的呼吸道黏膜），对橡胶制品，如沙发、医用胶手套、胶皮管等均有腐蚀，在使用臭氧消毒时，人要离开现场，橡胶制品要覆盖或移出。

多层过滤除尘

净化器中的一般通风用过滤器，气流穿过滤材的速度在0.13～1.0m/s范围内，阻力与风量不再是线性关系，而是一条上扬的弧线，风量增加30%，阻力可能会增加50%，过滤器能捕捉任何形式的颗粒物，包括液滴。过滤材料一般呈多孔状，多少有些消声作用。过滤器对气流产生阻力，有某些均流作用。密度越高的过滤器滤除的尘埃颗粒直径越小，净化效果越好，但会产生很强的阻力，降低风速，影响净化效率，因而单靠过滤网净化有一定的局限性（需加大风机功率，但噪音易超标，能耗多，且高效滤网要经常更换，耗材多）。

静电除尘

高压静电工作原理是：含有粉尘颗粒的气体，在接有高压直流电源的阴极线(又称电晕极)和接地的阳极板之间所形成的高压电场通过时，由于阴极发生电晕放电、气体被电离，此时，带负电的气体离子，在电场力的作用下，向阳板运动，在运动中与粉尘颗粒相碰，则使尘粒荷以负电，荷电后的尘粒在电场力的作用下，亦向阳极运动，到达阳极后，放出所带的电子，尘粒则沉积于阳极板上，而得到净化的气体排出防尘器外。通俗点讲，就是高压静电形成的电场磁力吸附空气中的灰尘，减少灰尘而净化空气。但它不能直接杀死病毒、细菌，分解污染物；若积尘太多未清理或静电吸尘器效率下降，易造成二次污染。由于高压放电的缘故，需配置安全保护装置，在大型公共场所或对消毒条件要求较高的室内场所一般不宜使用。民用最好不使用。

紫外线消毒

紫外灯发射的紫外光的中心波长为253.7nm，属VU-C波段紫外线杀菌力最强。它电离那些被它直接照射的有机物分子、细菌、病毒等使之分解、失活。但紫外线对有机污染物、灰尘无法净化，所以此技术多用于医院消毒，且强度要求较高，纯紫外线一般要在10000μW以上，所以能耗较高。

净离子群技术

净离子群即净离子群空间净化技术，简称：PCI。是夏普空气净化器特有专利技术。通过净离子发生装置高压放电释放出与自然界相同的正、负离子群，对空气中的浮游霉菌、病毒等有害物质进行包围分解，达到净化空气的效果。净离子群空间净化技术由夏普公司于2000年开发，是夏普独自开发的空中除菌专利技术，能抑制浮游病毒，分解和去除浮游的霉菌。

净离子群工作原理是来自水分子的正离子与来自氧分子的负离子，在微粒表面发生化学反应，形成OH根，破坏分子表面的蛋白质，致使分子其本身功能失效，灭活了浮游病毒等的有害物质。

净化关键：净离子群离子在附着浮游菌表面的瞬间，生成氧化性最强的「OH（羟基）自由基」从浮游菌的蛋白质中抽出H+。使其失去活性，最后以水分子的形式返回到空气当中。

活性炭净化

活性炭是利用木炭、木屑、椰子壳一类的坚实果壳，果核及优质煤等做原料，经过高温炭化，并通过物理和化学方法，采用活化、酸性、漂洗等一系列工艺而制成的黑色、无毒、无味的物质。其中椰维炭是一种新型的活性炭其比表面积一般在500～1700m2/g之间，高度发达的孔隙结构——毛细管构成一个强大吸附力场。当气体污染物碰到毛细管时，活性炭孔周围强大的吸附力场会立即将气体分子吸入孔内，达到净化空气的作用。

嫁接高分子聚合技术

把产生恶臭以及产生污染的问题物质吸附到自身载体，并产生化学反应，通过改变对象物质的分子结构，来分解问题物质，从而达到强力快速的消臭和净化的目的。分子量一般高达10万级以上，通过活性高分子链强力快速吸附车内有害空气和异味分子，然后再通过活性官能团分解反应，有效消除目标有害物质。在改变有害空气成分的分子结构后，分解出的有机物质和水。无毒副作用，安全可靠。被吸附分解的物质经过处理后，不会再次释放。通过分子结构的嫁接重合技术，嫁接与被嫁接物质形成了稳定的高分子聚合物，从根本上解决了低分子结构带来的稳定性欠缺的问题，不会出现随着时间推移产品性能退化的现象。吸附分解速度快容量大。对使用环境要求低。本技术由日本至心堂研发。技术主要适用于车内等狭小密闭空间，针对有害空气有：甲醛、乙醛、壬烯醛、低级脂肪酸、醋酸、异戊酸、碱性恶臭物质、氨、胺类、笨类、甲苯、二甲苯、其它tvoc总挥发物等。特别是消除车内甲醛等致癌物，效果迅速强力。

HEPA过滤法

HEPA是High Efficiency Particulate Air FILTER （高效率空气微粒滤芯）的缩写，它是一种国际公认最好的高效滤材，最初HEPA应用于核能研究防护，大量应用于精密实验室、医药生产、原子研究和外科手术等需要高洁净度的场所。HEPA由非常细小的有机纤维交织而成，对微粒的捕捉能力较强，孔径微小，吸附容量大，净化效率高，并具备吸水性，针对0.3微米的粒子净化率为99.97%。也就是说：每10000个粒子中，只能有3个粒子能够穿透HEPA过滤膜。因此，它的过滤颗粒物的效果是非常明显的。如果用它过滤香烟，那么过滤的效果几乎可以达到100%，因为香烟中的颗粒物大小介于0.5—2微米之间，无法通过HEPA过滤膜。

市场主流空气净化技术对比

效率分析

激光粉尘仪具有新世纪国际先进水平的新型内置滤膜在线采样器的微电脑激光粉尘仪，仪器在连续监测粉尘浓度的同时，可收集到颗粒物，以便对其成份进行分析，并求出质量浓度转换系数K值。可直读粉尘质量浓度（mg/m3），具有PM10、PM5、PM2.5及TSP切割器供选择。仪器采用了强力抽气泵，使其更适合需配备较长采样管的中央空调排气口PM10可吸入颗粒物浓度的检测。

仪器符合工业企业卫生标准（GBZ1-2002）、工作场所有害因素接触限值（GBZ2-2002）标准、卫生部WS/T206-2001《公共场所空气中可吸入颗粒物（PM10）测定法-光散射法》标准、劳动部LD98-1996《空气中粉尘浓度的光散射式测定法》标准以及铁道部TB/T2323-92《铁路作业场所空气中粉尘测定相对质量浓度与质量浓度的转换方法》等行业标准以及卫生部卫法监发 [2003] 225号文件发布的《公共场所集中空调通风系统卫生规范》。

技术指标

1、配置40mm滤膜在线采样器。

2、具有可更换粒子切割器PM10、PM5、PM2.5及TSP供选择。

3、直读粉尘质量浓度（mg/m3）,1分钟出结果。

4、大屏幕液晶显示器,汉字菜单提示。

5、检测灵敏度：（L） 0.01mg/m3；（H） 0.001mg/m3。

6、重复性误差：±2%。

7、测量精度： ±10%。

8、测量范围：（L） 0.01～100 mg/m3；（H） 0.001～10 mg/m3。

9、测定时间：标准时间为1分钟，设有0.1分及手动档（可任意设定采样时间）。

10、具有公共场所监测模式、大气环境监测模式以及劳动卫生模式。可计算出时间加权平均值（TWA）和短时间接触允许浓度（STEL）等。

11、存贮：可循环存储999组数据。

12、定时采样：可设定测量时间（1～9999）秒，关机时间（0～9999）秒，预热时间（0～10）秒及采样次数（1～9999）次。

13、粉尘浓度超标报警阈值设定：浓度最大阈值: 65mg/m3；测定时间：（1～9999）秒。

14、输出接口：（1）PC机通讯串行接口：RS232；（2）微型打印机输出接口；（3）模拟量输出接口：0—1V；(4) 数字量输出接口：电平信号。

15、电源：Ni-MH充电电池组（1.2V x 4），可连续使用8小时；附220VAC/12VDC 电源适配器。

16、另配具有湿度修正功能，数据更加精确。

17、重量：2.4kg。

操作特点

（1）设计了可更换的粒子切割器，实现了PM10、PM5、 PM2. 5 、 TSP多种粒子分离切割器兼容。

（2）设计了在线滤膜采样器，实现了连续监测粉尘浓度与滤膜采样兼容，可以分析所收集到颗粒物的成份以及求出该场所的质量浓度转换系数K值。

（3）采用激光光源，质量浓度转换系数不受颗粒物颜色的影响。

（4）仪器可直接测出符合卫生部WS/T206-2001标准的质量浓度值（mg/m3）。

（5）采用大屏幕液晶汉字显示，实现了汉字菜单提示。

（6）设计了恒流控制器，确保采样流量恒定，切割曲线正确。

（7）具有内装光学标准散板,确保仪器高稳定性。

（8）具有特别的保护气幕，避免了粉尘对仪器核心部件—光学系统的污染，确保仪器高可靠性（9）仪器设计了定时采样功能，可根据设定时间定时采样，定时启动及关闭，所得数据可通过微型打印机记录或导入PC机进行数据处理，此功能适合于大气环境可吸入颗粒物连续监测。

（10）可设定粉尘浓度超标报警阈值，粉尘超标时蜂鸣器自动报警。

（11）除设有适合室内公共场所粉尘监测的一般测量模式和适合大气环境监测的定时采样模式外，新增加了劳动卫生模式，在此模式下，根据工业企业卫生标准（GBZ1-2002）和工作场所有

效果测定

范围

本标准规定了室内空气净化产品去除室内污染物质效果的测试方法。

本标准适用于各种室内空气被动式净化材料对污染物去除效率的测定。主动式净化器按GB/T18801-2002《空气净化器》规定进行。

关于微生物污染的净化产品的测定，按照卫生部有关标准执行?

规范性引用文件

下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注目期的引用文件，其最新版本适用于本标准。

GB/T 18883—2002 室内空气质量标准。

GB/T 16129—1995 居住区大气中甲醛卫生检验标准方法分光光度法。

GB/T 18204.26—2000 公共场所空气中甲醛测定方法。

GB/T 11737—1989 居住区大气中苯、甲苯和二甲苯卫生检验标准方法气相色谱法。

GB/T 18801—2002空气净化器。

定义

下列定义适用于本标准。

3.1 试验舱

模拟在室内空气中对净化产品的净化效果进行测试的设备。

3.2 净化产品

净化产品系指主动式净化器及被动式净化材料。

3.3 主动式净化器

以外力为动力的净化装置。

3.4

被动式净化材料

不带有机械通风装置的净化材料或净化装置。

3.5去除率。

净化产品投入使用后舱内污染物浓度下降的百分数。

3.6释放源

能够把有害成分或能量释放挥发出来的物质。

QB/T2761—2006

仪器和设备

4.1 气泡吸收管有5mL和10mL刻度线。

4.2 空气采样器流量范围（0-2）L/min,流量确定.

4.3 10mL具塞比色管

4.4 活性炭采样管

4.5 分光光度计具有500mm波长，配有10mm光程的比色皿。

4.6 气相色谱仪附氢焰离子化检测器

4.7 便携式甲醛检测仪

4.8 1.5m3空气试验舱。见附录A

样品的准备

被动式净化材料按产品说明书制作适量的受试样品。无产品说明书的产品，在三张1m2的基纸上（要求为惰性材料）分别将净化材料喷（涂）三遍（用小型喷雾泵尽量喷涂成细雾状）。喷涂第一遍晾干后再喷第二遍，第二遍晾干后再喷涂第三遍（涂刷式材料用量：200g；喷涂式材料用量：100g）

试验方法

6.1 试验的一般条件

用两个空气试验舱（A为空白舱，B为样品舱）进行测试净化产品去除气体污染物质的浓度。试验条件在常温常压下进行。

6.2 试验舱的要求

见附录A

6.3试验舱预处理

6.3.1空气试验舱内应清洁干净，最大限度地净化舱中的空气质量，保证无污染物。

6.3.2试验前需将两舱分别做出释放源的释放曲线，基本平行后，再进行例行试验。

6.4释放源的准备

将17cm□40cm的医用脱脂纱布5层卷在2支直径5mm，长30cm的玻璃棒上，用棉线固定并将其直放在500mL的试剂瓶中，装入200mL的污染物，浓度分别为甲醛0.2%、氨1%、苯0.06%、甲苯0.1%、二甲苯0.4%；TVOC按苯、甲苯、二甲苯的规定比例配制，各种试剂为分析纯。容器贴有A1、B1标识，待纱布完全湿润后，即可投入使用。

标准与测定

基本介绍

空气净化是以创造洁净空气为主要目的的空气调节措施。根据生产工艺要求不同，空气净化可分为工业洁净和生物洁净两类。工业洁净系指除去空气中悬浮的尘埃，生物洁净系指不仅除去空气中的尘埃，而且除去细菌等以创造空气洁净的环境。

空气净化技术是一项综合性措施，应该从建筑、室内布局、空调系统等方面采取相应的措施。

净化方法

（一）空气净化的标准

洁净室的空气洁净度标准在国际上没有统一标准，各国有自己的等级标准。我国《药品生产质量管理规范》的规定如下：

洁净度级别尘粒数/米3 活微生物数

0.5μm 5μm浮游菌/米3 沉降菌/皿

100级≤3500 0 ≤5 ≤1

10000级≤350000 ≤2000 ≤100 ≤3

100000级≤3500000 ≤20000 ≤500 ≤10