Способы очистки воздуха вредных веществ

Разбираемся с воздухоочистителями для дома

На рынке существует большое количество моделей воздухоочистителей с ценниками от 500 до 60 000 рублей, поэтому мы решили разложить все по полочкам: начиная с их устройства и заканчивая типами фильтров, которыми они могут комплектоваться.

Споры плесени «пойманные» HEPA-фильтром (иллюстрация научного фотографа Стефана Диллера)

Жителям мегаполисов, где автотранспорт и промышленность определяют «экологию», про необходимость очистки воздуха можно и не говорить. Есть и ряд исследований, говорящих о роли мелкодисперсных частиц в развитии дегенеративных нарушений головного мозга, включая болезни Альцгеймера и Паркинсона. По данным MIT, из-за загрязнений воздуха в США ежегодно погибает около 200 тысяч человек. Особняком стоят различные заболевания, связанные с сезонной аллергией, аллергией на пыль (точнее, на пылевого клеща) и на плесень. Для решения этих проблем и нужны очистители воздуха. Однако «не все йогурты одинаково полезны». Давайте начнем с типов фильтров.

Фильтры бывают нескольких видов:

• механические (фильтр грубой очистки) — для улавливания крупных частиц;
• абсорбционные (угольные) — для улавливания запахов и токсинов;
• электростатические (ионизирующие воздух и притягивающий к себе загрязнение);
• HEPA (для улавливания даже самых мельчайших частиц, в т.ч. аллергенов);
• фотокаталитические (ультрафиолетовые), призванные обеззараживать воздух, а также окислять вредные соединения до углекислого газа и воды.

Базовый вариант

Самым простым способом очистки является прогон воздуха через фильтр грубой очистки и угольный фильтр. Благодаря такой схеме удается избавиться от неприятных запахов и удалить из воздуха относительно большие частички загрязнений вроде пуха или шерсти животных. Стоят такие модели недорого, но и особого эффекта от них нет — ведь все бактерии, аллергены и мелкие частицы по прежнему остаются неотфильтрованными.

В ряде случаев к такому очистителю добавляют ультрафиолетовую лампу, которая работает по принципу кварцевания, т.е. обеззараживает проходящий через нее воздух. Но, увы, это решение также является компромиссным, поскольку большой поток воздуха не может быть эффективно «обработан» ультрафиолетом за то короткое время, пока он проходит через камеру с излучателем.

Электростатические очистители

В этих устройствах принцип очистки немного усложняется: воздух прогоняется через электростатическую камеру очистителя, где загрязненные частицы ионизируются и притягиваются к пластинам, обладающим противоположным зарядом.

Электростатический очиститель Maxwell MW-3603 PR. Производительность: 20 м3/час

Технология является относительно недорогой и не требует использования каких-то заменяемых фильтров. К сожалению, такие очистители не могут похвастаться высокой производительностью — в противном случае за счет объема озона, образующегося на пластинах, его концентрация в воздухе превысит допустимый уровень.

Согласитесь, было бы странно бороться с одним загрязнением, активно насыщая воздух другим. Поэтому данный вариант подойдет для очистки небольшой комнаты, не подверженной сильному загрязнению.

HEPA: фильтруем тщательнее

Из атомной промышленности к нам пришла технология под названием HEPA. Вопреки распространенному мнению HEPA не является торговой маркой или конкретным производителем, а всего лишь аббревиатурой от слов High Efficiency Particulate Arrestance (англ: высокоэффективное удержание частиц).

HEPA-фильтры изготавливаются из материала, сложенного гармошкой, волокна которого переплетены особенным образом. Загрязнение улавливается тремя способами:

• Инерция: частицы диаметром более одного микрона попадают в фильтр вместе с потоком воздуха и не могут обогнуть препятствие. В результате инерционного движения они застревают в фильтре.
• Диффузия: легкие и мелкие частицы (диаметром меньше 0,1 мкм) из-за своего хаотичного движения оседают на волокнах фильтра, тогда как остальной поток воздуха обтекает препятствие и не может их подхватить.
• Зацепление: частицы, слишком крупные для диффузии и слишком мелкие для инерции летят с основным потоком. Однако часть их них все равно цепляется за волокна ткани и остается. За зацепившиеся цепляются новые частицы и так далее. К слову, за счет «зацепления» фильтр может долгое время не терять эффективности, т.к. уже «пойманные» частицы помогают поймать новое загрязнение.

Иллюстрация из Википедии

Стандарт HEPA, в самом широком его понимании, насчитывает несколько классов фильтрации. Самый распространенный (и самый дешевый) из них — Е10, и он подразумевает эффективность улавливания частиц всего лишь 85% (по сути только инерция). Затем идет E11 (эффективность 95%) и Е12 (99,5%). На самом деле, фильтры группы с E10 по E12 правильнее называть не HEPA, а EPA, однако стандарты разных стран позволяют производителям проворачивать такой фокус с названиями. Тем не менее, фильтры начиная с E12 уже можно рекомендовать к покупке, т.к. их эффективность уже на достаточной высоте.

Следующий класс H13 уже является честным HEPA и предполагает улавливание 99,95% загрязнения. То есть «ловится» практически все. Поэтому в качественных очистителях воздуха стоят именно такие фильтры.

Воздухоочиститель Bork A501. Одни из самых доступных очистителей с фильтром Hepa H13

Дальнейшее увеличение класса не имеет смысла в бытовых условиях, потому как класс Н14 предполагает эффективность в 99,995%, а следующая группа ULPA, стартующая с класса U15 — эффективность в 99,9995%.

Без сменных фильтров

Как бы эффективно не работал HEPA-фильтр, его надо менять так часто, как это указывает производитель. Как правило — не реже раз в год. Кроме того, HEPA-фильтры в основной своей массе одноразовые и их нельзя просто помыть водой. Учитывая, что стоят они недешево, можно попробовать сэкономить и заодно решить проблему с увлажнением воздуха. Поможет в этом такой класс устройств как «мойки воздуха».

Очистка в этом случае происходит за счет прохождения воздушного потока через смоченные водой диски или облако мелких капель, в результате чего воздух насыщается влагой и отдает крупные частицы загрязнения. Увы, степень очистки таким водяным фильтром не очень высокая (на уровне HEPA E10, не больше), тем не менее, если вам необходим в первую очередь именно увлажнитель, такое решение будет оправдано.

Фотокаталитические

Несколько лет назад возникло перспективное направление так называемых фотокаталитических очистителей. В теории все было достаточно радужно — воздух через фильтр грубой очистки попадает в блок с фотокатализатором (оксидом титана), где под воздействием ультрафиолетового излучения вредные частицы окисляются и разлагаются.

Считается, что такой фильтр очень хорошо борется с пыльцой, спорами плесени, газообразными загрязнениями, бактериями, вирусами и тому подобным. Более того, эффективность такого очистителя никак не зависит от степени загрязнения фильтра, т.к. грязь там не накапливается.

Однако в данный момент эффективность такого вида очищения также стоит под вопросом, поскольку фотокатализ идет только на внешней поверхности фильтра, и для значимого эффекта очистки воздуха необходима площадь в несколько квадратных метров при интенсивности ультрафиолетового излучения не менее 20 Вт/м 2 . Эти условия не выполняются ни в одном из выпускаемых на сегодня фотокаталитических воздухоочистителей.

Признается ли данная технология эффективной и будет ли она модернизирована — покажет время.

Одним из важных показателей работы любого воздухоочистителя является скорость очистки воздуха в помещении (CADR), которая определяется произведением коэффициента фильтрации на объем пропущенного через фильтры воздуха. Обычно этот показатель указывается для нескольких типов загрязнений и сопровождается сертификатами от различных исследовательских центров и ассоциаций.

Поскольку мы живем не в герметично закрытых, а в вентилируемых помещениях, хороший аппарат должен успеть очистить воздух прежде, чем мы его вдохнем. Поэтому принято считать, что очиститель в течение часа должен прогнать через свои фильтры весь объем воздуха в помещении примерно 2-3 раза. Соответственно, рекомендуемый показатель CADR для комнаты 20 м2 и потолками 2,7 м должен быть не ниже 100 м3/час.

Интересные модели

Выбор очистителей на рынке весьма широк, и мы хотели бы порекомендовать вам парочку любопытных моделей. Одна из них — Dyson HP00 Pure Hot + Cool.

Примечателен он безвентиляторной конструкцией и наличием подогрева воздуха, а также магнитным пультом, который крепится к железной поверхности очистителя.

Среди минусов можно отметить, что производителем не раскрывается показатель скорости очистки — CADR. И судя по отзывам пользователей, производительность устройства не такая высокая, как у специализированных очистителей. С другой стороны, это единственный очиститель, работающий еще и как нагреватель. Также многих может смутить высокая цена — около 35 тыс. руб. Но тут уже каждый решает сам.

Еще одна интересная модель — очиститель-обеззараживатель воздуха Tion Clever. Ее нет в нашем ассортименте, но она широко распространена на рынке.

Отечественная компания Tion более известна как производитель приточной домашней вентиляции. Тем не менее, в ее ассортименте есть и классическая климатическая техника. Тот же Clever примечателен в первую очередь тем, что в нем объединено большинство технологий очистки. Правда, цена тоже соответствующая — 30 тыс. руб.

Выводы

Если бюджет ограничен, можно остановиться на простой модели с электростатическим фильтром. При этом важно понимать, что такой очиститель будет иметь низкую производительность, но для улавливания крупной пыли его будет вполне достаточно.

Самые эффективные очистители воздуха оснащены HEPA-фильтрами класса не ниже H13. При этом сами фильтры являются расходниками и стоят недешево.

Если вам нужна система увлажнения воздуха, то существуют комбинированные «мойки воздуха», работающие и как очиститель, и как увлажнитель. Увы, без HEPA-фильтра они очищают воздух не так эффективно, хотя обходятся в обслуживании дешевле за счет отсутствия сменных элементов.

Фотокаталитические фильтры кажутся в данный момент наиболее перспективной разработкой, так как улавливают мелкие загрязнения и не требуют покупки расходников. Однако реальная эффективность данной технологии все еще под вопросом. Что ж, подождем, пока появятся новые результаты исследований или модернезированные варианты с гарантированной эффективностью.

Источник

Очистка воздуха на производстве: назначение фильтров, методы очистки

Промышленная революция XVIII-XIX вв. принесла человечеству множество важнейших изобретений ­— паровой двигатель, развитие металлургии, текстильная промышленность, машиностроение и многое другое.

Однако промышленная революция, развитие тяжелой промышленности, увеличение потребления продуктов нефтепереработки привели к появлению глобальной проблемы — загрязнения окружающей среды.

Совокупный объем выбросов загрязняющих атмосферу веществ в 2018 году составил 32,3 млн т, из которых 17,1 млн т выброшено стационарными источниками и 15,3 млн т — передвижными источниками (транспортными средствами).

Мы уже говорили о том, что все выбросы жестко отслеживаются на законодательном уровне. А современные технологии позволяют не допустить загрязнения окружающей среды.

Где необходима очистка воздуха

В целом, аспирационные установки есть почти на каждом производстве. Где-то они больше, где-то меньше. Могут иметь разные задачи, производительность и т.д.

Чаще всего системы очистки воздуха необходимы таким сферам:

• Металлургия:

черная металлургия (сажа, оксиды серы, углерода, марганец, фосфор, пары ртути, свинец, фенол, аммиак и т.д.)
цветная металлургия (твердые частицы, оксиды серы, углерода и другие токсичные вещества).

• Горно-обогатительные комбинаты (сажа, оксиды азота, серы, углерода, формальдегиды).
• Нефтеперерабатывающая промышленность (сероводород, оксиды серы, азота и углерода).
• Химических производства (оксиды серы и азота, хлор, аммиак, фторовые соединения и т.д.).
• ТЭС и АЭС (оксиды углерода, серы и азота, твердые частицы).

Назначение аспирационных установок

Выделяют 3 основные задачи, которые решают системы очистки воздуха на предприятии.

1. Улавливание частиц. Это могут быть остатки продуктов горения, пыли, аэрозольных частиц и т.д. После очистки воздуха, все частицы утилизируются.
2. Фильтрация посторонних примесей (различные газы и пары).
3. Улавливание частиц, для дальнейшего использования.

Методы очистки воздуха

Механическая очистка газов

Сухие методы очистки

К сухим методам очистки обычно относят:

• гравитационное осаждение;
• инерционное и центробежное пылеулавливание;
• фильтрация.

Гравитационное осаждение основано на силе тяжести. Под её действием происходит осаждение взвешенных частиц без изменения направления потока воздуха. Такой метод чаще всего используется для грубой, первичной очистки.

В инерционном осаждении взвешенные частицы стремятся сохранить первоначальное направление движения при изменении направления основного потока газа. Такой способ также подходит только для грубой очистки.

Центробежный метод очистки газов основаны на действии центробежной силы. Самым популярным аппаратом, основанным на центробежной силе можно назвать циклон.
Циклоны зарекомендовали себя как простые устройства с высокой производительностью и надежной работой.

Метод фильтрации основан на очистке газа с помощью самых разнообразных фильтровальных материалах (хлопок, шерсть, химические волокна, металлокерамика и др.). Самый распространенный аппарат — рукавный фильтр. Фильтрация подходит для тонкой очистки газа.

Мокрые методы очистки

При мокрой очистке газа происходит его промывка жидкостью. Данный метод подходит для очистки от пыли, дыма, тумана и других загрязнителей. Часто используется как дополнительный этап очистки после механической.
Одним из самых популярных аппаратов мокрой очистки воздуха является скруббер Вентури.

Источник