室内空气污染的催化与治理课件

室内空气污染的催化与治理组员：宋怀远

胡扬

線德元1.1甲醛理化特性甲醛（HCHO）是一种无色，具有刺激性且易溶于水的气体。甲醛可经呼吸道吸收。甲醛沸点在19℃左右，常温下易溶于水、醇和醚，易挥发。它有凝固蛋白质的作用。含35%~40%甲醛的水溶液通常称为福尔马林，常作为浸渍标本的溶液。

甲醛的来源甲醛主要来自室内装修和装饰材料。用作室内装饰的胶合板、细木工板、中密度纤维板和刨花板等，在加工生产中使用脲醛树脂和酚醛树脂等为粘合剂，其主要原料为甲醛、尿素、苯酚和其他辅料。板材中残留的未完全反应的甲醛逐渐向周围环境释放，成为室内空气中甲醛的主体，从而造成室内空气污染。而生产家具的一些厂家为了追求利润，使用不合格的人造板材，在粘接贴面材料时使用劣质胶水，制造工艺不规范，挥发性有机物含量极高。另外，含有甲醛成分的其他各类装饰材料，如壁纸、化纤地毯、泡沫塑料、油漆和涂料等，也可能向外界释放甲醛。有关研究表明，人造板材中甲醛的释放期为3—15年。甲醛的危害甲醛是一种无色易溶的刺激性气体，经呼吸道吸收，长期接触低剂量甲醛可引起慢性呼吸道疾病，甚至引起鼻咽癌；高浓度的甲醛对神经系统、免疫系统、肝脏等都有害。此外，甲醛还有致畸、致癌作用，长期接触甲醛的人，可引起鼻腔、口腔、鼻咽、咽喉、皮肤和消化道的癌症。1．2苯及苯系物苯及苯系物的危害

苯为无色具有特殊芳香味的液体，是室内挥发性有机物之一。在通风不良的环境中，短时间内吸人高浓度苯蒸气可引起以中枢神经系统抑制为主的急性苯中毒。轻度中毒会造成嗜睡、头痛、头晕、恶心、呕吐、胸部紧束感等；重度中毒可出现视物模糊、震颤、呼吸短促、心律不齐、抽搐和昏迷等，严重的可出现呼吸和循环衰竭，心室颤动。苯已被有关专家确认为严重致癌物质。1．3氨氨的性质

氨是一种无色气体，具有强烈的刺激性气味，对人体有一定的毒性。并能以任何比例与水相互溶解，沸点为-33.5℃，水溶液呈弱碱性，在室内极易挥发。氨的来源

氨主要来自建筑物本身，即建筑施工中使用的混凝土外加剂和以氨水为主要原料的混凝土防冻剂。含有氨的外加剂，在墙体中随着湿度、温度等环境因素的变化还原成氨气，从墙体中缓慢释放，使室内空气中氨的浓度大量增加。

氨的危害氨是一种五色而具有强烈刺激性臭味的气体，可感觉的最低浓度为5．3×10-6g／m3，氨是一种碱性物质，它对所接触的组织有腐蚀和刺激作用。它可以吸收组织中的水分，使组织蛋白变性，并使组织脂肪皂化，破坏细胞膜结构，减弱人体对疾病的抵抗力。氨浓度过高时，除腐蚀作用外，还可通过三叉神经末梢的反射作用而引起心脏停搏和呼吸停止。1.5建筑和装饰材料室内污染对人体危害的概况1997年据国际有关组织调查统计，世界上30％新建和重修的建筑物中发现有害人体健康的室内气体，室内环境专家提醒人们，现代人正进入以“室内空气污染”为标志的第三个污染时期。上海市有多例婴幼儿因住进刚装修好的房屋而导致白血病的报道；北京市也有报道，发现两例由于家庭装修而引发畸形婴儿出生［1］。另据报道：2001年10月，湖南株洲一装饰公司两名油漆操作工，在刷涂油漆时，晕倒在施工现场，因被及时发现才幸免于难；1997年5月，湖南冷水江某化工厂两名工人，在仓库停车场清洗装过苯的槽车时，因通风不善中毒，造成一死一伤。据EPA估计，美国每年大约有2000名肺癌死亡者与建筑和装饰材料中含有的氡辐射有关。另据世界银行的一份调查研究表明，我国目前每年由于建筑和装饰材料导致室内空气污染对人体伤害造成的损失，如果按支付意愿价值估计，约为106亿美元。二、室内空气净化技术

进入过滤介质的粉尘有更多的机会撞击介质，一旦撞上介质就会被黏住。微小粉尘相互碰撞会凝并成容易沉降的大颗粒，所以空气中粉尘的颗粒度相对稳定。室内粉尘撞击墙壁时会留在那里，时间长了墙壁和天花板会褪色，气流速度高的局部会出现黑渍。对过滤材料的要求：既有效的拦截尘埃粒子，有不对气流形成过大的阻力。非均匀排布的纤维材料符合这一要求，如各种非织造布、纸张。杂乱交织的纤维形成对粉尘的无数道屏障，纤维间宽阔的间隙允许气流顺利通过。其他透气的多孔物质也可以做成过滤材料，如细砂、陶瓷、开孔型泡沫材料。但对通风用的空气过滤器来说，纤维材料因其透气性好、质量轻、加工性能好而被广泛应用。2.1纤维过滤技术为了达到良好的过滤效率，过滤介质中的纤维数量要尽可能的多，而为了减小气流阻力，现为要尽可能细，此外，作为过滤材料的纤维介质应安全，不易老化，成本低廉。在空气过滤器成为工业产品后的近百年间，人们几乎尝试了所有天然和人造纤维材料，经反复筛选，目前广泛使用的材料有玻璃纤维、聚丙烯纤维、聚酯纤维、植物纤维等。在矿物材料制成的纤维中，除玻璃纤维外的所有其他材料均因安全原因而淘汰。对于小于10微米的颗粒物，目前最经济、最有效的方法之一是纤维过滤技术。2.2纤维过滤器的过滤机理（6）重力沉降作用：粒径和密度大的尘粒，进入过滤器后，当气速不大，做缓慢运动时，可由重力作用自然沉降下来。由于气流通过纤维过滤器的时间较短，对于大多数室内微粒，因其粒径较小，重力沉降速度慢，当它还没有沉降到纤维时已通过纤维层，所以重力沉降作用较弱。2.2吸附法定义吸附是利用多孔性固体吸附剂处理气体的混合物，是其中所含的一种或数种组分吸附于固体表面上，从而达到分离的目的。常用吸附剂及其物理性质

物理性质活性炭活性氧化铝沸石分子筛硅胶真密度/（kg/m³）1.9~2.23.0~3.32.0~2.52.1~2.3表现密度/（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比表面积/(m²/g)600~140095~350600~1000300~830微孔体积/(cm³/g)0.5~1.40.3~0.80.4~0.60.3~1.2平均微孔径/1020~5040~120—10~140比热容/[J/(g·K)]0.84~1.050.88~1.000.800.92热导率/[kJ/(m·h·K)]0.50~0.710.500.180.502.3光催化氧化法光催化原理当半导体氧化物TiO2纳米粒子受到大于禁带宽度能量的光子照射后,电子从价带跃迁到导带,产生了电子-空穴对,电子具有还原性,空穴具有氧化性,空穴与氧化物半导体纳米粒子表面的-OH反应生成氧化性很高的OH自由基,活泼的OH自由基可以把许多难降解的有机物氧化为CO2和H2O等无机物。2.3光催化氧化法催化技术治理空气污染具有广谱性、经济性、灭菌性等特点，因而越来越受到重视，成为空气污染治理技术研究和开发的热点。（1）广谱性：迄今为止的研究表明光催化对几乎所有的污染物都具有治理能力。（2）经济性：光催化在常温下进行，直接利用空气中的O2做氧化剂，气相光催化可利用低能量的紫外灯，甚至直接利用太阳光。（3）杀菌消毒：利用紫外光控制微生物的繁殖已在生活中广泛使用。2.4静电除尘技术静电除尘技术的优点（1）除尘效率高（2）可以净化较大气量（3）能够除去的粒子粒径范围较宽（4）可净化温度较高含尘烟气（5）结构简单，气流速度低，压力损失小（6）能量消耗比其他类型除尘器低（7）电除尘器可以实现微机控制，远距离操作三个基本过程悬浮粒子荷电高压直流电晕带电粒子在电场内迁移和捕集连续的电晕电场（单区电除尘器）光滑的不放电的电极之间的纯静电场（双区电除尘器）粉尘从集尘表面上清除振打除去接地电极上的粉尘层并使其落入灰斗

电除尘器的工作原理大气污染控制工程AirPollutionControlEngineering三个基本过程电除尘器的工作原理大气污染控制工程AirPollutionControlEngineering2.5臭氧法臭氧的性质臭氧具有不稳定性和很强的氧化能力。臭氧是由一个氧分子（O2）携带一个氧原子（O）组成，所以它是氧气的同素异形体。但是，臭氧与氧性质存在显著差异。与氧气相比，臭氧密度大、有味、有色、易溶于水、易分解。

臭氧的应用主要是灭菌消毒。这主要是臭氧有很强的氧化能力，氧原子可以氧化细菌的细胞壁，直至穿透细胞壁与其体内的不饱和键化合而夺取细菌生命，它的作用是即刻完成的。臭氧发生技术1.光化学法2电化学法3.电晕放电法4高频陶瓷沿面放电法臭氧在室内空气净化中的应用1.医院灭菌消毒2.公共场所灭菌消毒3.家庭灭菌消毒4.特殊场所灭菌消毒5.消毒柜及食品的灭菌、消毒、除臭和保鲜2.6负离子法在自然界中，由于宇宙射线、阳光紫外线、土壤中的铀和钍等放射性元素放出的射线，以及雷雨闪电等作用，不断地使空气分子电离而放出电子。释放出的电子迅速与空气中的中性原子结合而形成负离子，失去电子的原子则形成正离子。2.6负离子法空气负离子的净化机理

空气负离子能降低空气污染物的浓度，起到净化空气的作用，其原理是借助凝结和吸附作用。负离子能附着在液相污染物微粒上，从而形成大离子并沉降下来。2.6负离子法负离子对环境的功效负离子能消除室内污染，特别对装修后存在的苯，甲醛等有害物质有高效吸附作用。大多数有害物质都是以正离子的形态存在