Все о способах очистки воздуха

ОЧИСТИТЕЛИ ВОЗДУХА

Очистители воздуха предназначены для удаления вредных примесей из воздуха. Основой любого очистителя воздуха являются фильтры. Как правило, в воздухоочистителях применяется несколько фильтров разных типов, предназначенных для нейтрализации различных загрязнителей. По принципу действия все фильтры можно разделить на следующие группы:

Механические фильтры используются в качестве фильтров предварительной очистки и представляют собой обычную мелкую сетку. Они предназначены для удаления крупных пылевых частиц, шерсти животных.

Сетчатые фильтры являются многоразовыми - для очистки от пыли их достаточно пропылесосить или промыть в теплой воде.

По сравнению с сетчатыми фильтрами, электростатические фильтры позволяют удалять из воздуха более мелкие частицы - вплоть до 0,01 мкм. Принцип их действия основан на притяжении электрических зарядов разной полярности. Загрязненный воздух проходит через ионизационную камеру, в которой частицы загрязнения приобретают положительный заряд, после чего они оседают на отрицательно заряженных пластинах. Для очистки этого фильтра (пластин) достаточно промыть его мыльной водой.

Основой угольных фильтров является активированный уголь. Активированный уголь может адсорбировать вредные газы. Угольные фильтры предназначены для удаления неприятных запахов и газовых примесей. Как правило, такие фильтры применяются как дополнение к фильтрам других типов. Восстановлению угольные фильтры не подлежат и после выработки ресурса их необходимо заменить на новые.

Фильтры типа HEPA

(High Efficiency Particulate Arrestance - Высокоэффективная Задержка Частиц) применяются не только в быту, но и в медицинских учреждениях и лабораториях - там, где предъявляются повышенные требования к чистоте воздуха. НЕРА фильтра изготавливаются из специального пористого материала на основе стекловолокна. Благодаря разветвленной сети мельчайших пор эти фильтры эффективно задерживают частицы размером до 0,3 мкм. Фильтры TRUE HEPA, являющиеся дальнейшим развитием технологии HEPA, улавливают до 99,97% аллергенов и загрязнителей. Единственный недостаток этих фильтров - высокая стоимость и невозможность восстановления. В отличие от других фильтров, накапливающих разнообразные загрязнения, фотокаталитические фильтры расщепляют органику, запахи и вредные химические соединения до безвредных веществ. Благодаря этому, очиститель с фотокаталитическим фильтром никогда не станет источником загрязнения, каким может стать обычный очиститель, если вовремя не заменить отработанный фильтр. Принцип действия фотокаталитического фильтра основан на свойстве ультрафиолетового излучения расщеплять сложные вещества в присутствии катализатора. Кроме этого, ультрафиолетовое излучение убивает микроорганизмы. Эффективность таких фильтров очень высока, поскольку они очищают воздух от всех вредных примесей, включая вирусы и газовые загрязнения. Еще одним достоинством фотокаталитических фильтров является долгий срок службы фильтрующего элемента. Наибольшее распространение получили очистители воздуха следующих фирм: Bionare (Канада), Daikin (Япония), Electrolux (Швеция), Honeywell (США, выпускает очистители и увлажнители воздуха под марками BURG и Duracraft), Plaston (Швейцария, выпускает очистители и увлажнители воздуха под марками Boneco и Air-O-Swiss), Electrolux (Швеция), Aironic (Австралия). . В качестве основного фильтрующего элемента, как правило, используется электростатический или HEPA фильтр. В большинстве воздухоочистителей в качестве дополнительного используется угольный фильтр. Очистители с фотокаталитическим фильтром выпускаются компанией Daikin (серия SIESTA).

УЛЬТРАФИОЛЕТОВЫЕ ОБЛУЧАТЕЛИ.

ОПЫТ ЭКСПЛУАТАЦИИ.

Впервые УФИ было использовано для обеззараживания воды в 1909 году и с 30-х годов стало применяться для обеззараживания воздуха. Эффективность биоцидного действия УФИ зависит от длины волны, интенсивности облучения, времени воздействия, видовой принадлежности обрабатываемых микроорганизмов, расстояния от источника, а также от состояния воздушной среды помещения: температуры, влажности, уровня запылённости, скорости потоков воздуха.

УФИ максимально эффективно если угол падения лучей на поверхность с микроорганизмами составляет 90 градусов, а микроорганизмы и частицы пыли расположены в один слой, при многослойном расположении верхние защищают нижележащие (явление экранирования). При несоблюдении этих условий гибель популяции облучаемых микроорганизмов может снизиться на 50 % и более.

Диаграмма иллюстрирует чувствительность к воздействию УФИ трёх микробиологических групп: вирусов, бактерий и спор (включая споры плесневых грибов и бактерий). Микрофлора расположена неподвижно на поверхности, но для инактивации движущейся микрофлоры в воздухе (по исследованиям американских ученых) доза УФИ должна быть в 4 раза больше. Крайне сложно совместить параметры интенсивности импульса, времени экспозиции, состояние воздуха в помещении и длины волны таким образом, чтобы можно было единовременно воздействовать на весь спектр микроорганизмов и вирусов.

Вероятностный характер стерилизации УФИ изучен в достаточной степени и существуют различные уравнения, характеризующие процесс отмирания бактерий. В среднем, резистентные микроорганизмы составляют около 0,01 % от популяции, но некоторые исследования указывают что для отдельных видов она может достигать 10 %. Вместе с тем, имеются существенные различия внутри видов и даже между молодыми и старыми культурами одного штамма. Известны также данные о проявлении механизмов защиты микробной клетки от летального действия УФИ, получивших название фотореактивации.

МЕРЫ ПРЕДОСТОРОЖНОСТИ.

УФ-облучатели не могут использоваться в присутствии людей (если они осуществляют прямое облучение) и имеют низкую эффективность при использовании отраженного облучения. Чем мощнее облучатель, тем активнее выступает негативное воздействие озона, который сопутствует этому процессу (концентрация озона порой превышает ПДК), воздух деионизируется, инициируются процессы окисления и другие химические реакции, повышающие токсичность воздуха.

В настоящее время доказана высокая эффективность применения УФИ в целях обеззараживания поверхностей, но не существует точной научной методологии для дезинфекции с помощью УФИ потоков воздуха. При использовании УФ-облучателей лимитирующим фактором является предельно допустимая доза облучения людей, а не доза, требуемая для уничтожения микроорганизмов в воздухе помещения. В последнее время широкое распространение получили закрытые УФ-облучатели рециркуляционного типа с заявляемыми высокими характеристиками эффективности “бактерицидной очистки” и “полной безопасности” для здоровья присутствующих людей. К сожалению, объективных экспериментальных и научно-обоснованных подтверждений этим заявлениям в отечественной и зарубежной литературе не представлено.

ИОНИЗАЦИЯ ВОЗДУШНОЙ СРЕДЫ.

ОПЫТ ЭКСПЛУАТАЦИИ.

При искусственной аэроинизации химическая и физическая природа аэроионов, как правило, отличается от природной. Лечебной эффективностью обладают лишь аэроионы с определённой энергией ионизации и коэффициентом подвижности. Большинство аэроионизаторов использует напряжение на электроде менее 20 кВ (иначе производителям не получить гигиенического сертификата на бытовой прибор), а это сильно отличается от того, что рекомендовал сам Чижевский. С помощью искусственной ионизации можно добиться снижения концентрации микрофлоры в воздушной среде помещения на 32-52 % - исследования проведены в американской клинике. Эффект достигается благодаря ионизации биоаэрозолей и частиц пыли (которые могут нести на себе микроорганизмы), что заставляет их осаждаться более интенсивно.

Загрязненный биологическими и механическими частицами воздух проходит через зону коронного разряда, где микроорганизмы и пылевые частицы получают отрицательный заряд. После этого они проходят с воздухом через осадителные пластины с положительным зарядом, на которых и высаживаются благодаря электрическим силам притяжения. Индустриальные приборы такого типа максимально точно рассчитываются с учётом скорости воздуха, напряжений и прочих факторов, а также оборудованы механизмом периодической встряски осадительных пластин с целью их очищения от налипших частиц. Приборы для домашнего применения не оснащаются механизмом для встряски пластин и не рассчитываются для каждого конкретного случая применения, а потому их эффективность крайне низкая.

Заряженные микроорганизмы осаждаются на осадительных пластинах устройства (если таковые имеются) и в непосредственной близости от него: на полу, потолке, стенах и предметах в помещении, а также на коже присутствующих людей, слизистой оболочке дыхательных путей и в самих легких... Таким образом, риск инфицирования людей, находящихся в одном помещении с человеком, болеющим воздушно-капельным заболеванием, при включённом аэроионизаторе резко возрастает.

Накопление патогенной микрофлоры внутри устройства и на поверхностях в помещении представляет потенциальную опасность для людей. Микрофлора продолжает размножаться, а её вторичный переход с поверхностей, где она удерживается аэроионами, обратно в воздушную среду (эффект реаэрозолирования) явление достаточно частое, поскольку после отключения прибора время существования (время жизни) аэроионов не превышает десятка секунд.

МЕРЫ ПРЕДОСТОРОЖНОСТИ.

При работе устройств степень ионизации воздуха не контролируется, могут увеличиваться концентрация озона и генерироваться окислы азота, а в воздухе помещения происходить химические реакции, продукты которых оказывают прямое токсическое воздействие. Применение аэроионизаторов противопоказано людям, страдающим заболеваниями легочной и сердечно-сосудистой систем.

И ещё несколько предостережений:

ОЗОНИРОВАНИЕ.

ОПЫТ ЭКСПЛУАТАЦИИ.

Доказана очень высокая эффективность применения озона для обеззараживания воды, но до сих пор не создано таких же доказано безопасных и эффективных приборов для обеззараживания воздуха.

Озон (О3) ядовит и имеет очень низкую предельно-допустимую концентрацию в воздухе, соизмеримую с ПДК боевых отравляющих веществ. Генерируемый приборами озон перемешивается с воздушной средой и окисляет все органические соединения и микрофлору. При использовании озонаторов уничтожаются одни загрязнители, но появляются другие, включая токсины.

В настоящее время воздушные озонаторы получили широкое распространение и малые озонаторы используются в присутствии людей. При очень незначительной концентрации озона воздух в помещении чувствуется приятным и свежим, а неприятные запахи ощущаются гораздо слабее. В противоположность распространенному мнению о благоприятном воздействии этого газа, которое приписывают в некоторых проспектах богатому озоном лесному и горному воздуху, в действительности озон даже при большом разбавлении представляет собой очень токсичный и опасный газ. Даже малые концентрации озона могут оказывать раздражающее действие на слизистые оболочки и вызывать нарушения центральной нервной системы, что ведёт к появлению бронхита и головных болей.

МЕРЫ ПРЕДОСТОРОЖНОСТИ.

Озон — газ, токсичный при вдыхании. Он раздражает слизистую оболочку глаз и дыхательных путей, повреждает сурфактант легких. Последовательность болезненных проявлений при вдыхании озона была описана Флюгге. Сначала наступает сонливость, затем изменяется дыхание: оно становится глубоким, неритмичным. В конце появляются перерывы в дыхании. Смерть наступает, видимо, в результате паралича дыхания. Патологоанатомические исследования показали характерную картину отравления озоном: кровь не свертывается, легкие пронизаны множеством сливных кровоизлияний.При наружном (на кожные покровы и раневую поверхность), энтеральном (per os et per rectum) и парентеральном введении в терапевтическом диапазоне концентраций озон не оказывает токсического действия на организм человека. На сегодняшний день применение озонирующих воздух установок в помещениях с людьми не было одобрено или рекомендовано ни одним агентством федерального правительства США, Канады, Европы. Ассоциации здравоохранения США и Канады обратились к своим гражданам с призывом не использовать озонаторы в помещениях с людьми.

С 1995 г. Федеральной Торговой Комиссией США (в целях защиты национального здоровья населения) производителям озонаторов запрещено заявлять, что их устройства:

В 1997 г. компании-производители озонаторов Living Air Corporation, Alpine Industries Inc.(ныне “Ecoguest”), Quantum Electronics Corp. и другие, нарушившие предписание ФТК США, решением судов были наказаны в административном порядке, включая запрет на дальнейшую деятельность некоторых из них на территории США. В тоже время частные предприниматели, продававшие генераторы озона c рекомендациями использовать их в помещениях с людьми, получили тюремные сроки заключения от 1 до 6 лет.

Для получения надежного обеззараживающего эффекта в помещениях с людьми генератор озона служить не может, поскольку требуемая для уничтожения патогенных агентов концентрация озона в несколько раз превышает ПДК для человека.

ФОТОКАТАЛИТИЧЕСКИЕ ОЧИСТИТЕЛИ.

ОПЫТ ЭКСПЛУАТАЦИИ.

Принципиально новый подход к очистке воздуха и созданию комфортных условий в помещениях дало изобретение фотокаталитического"фильтра" - революционного продукта, не имеющего аналогов. Принцип фотокатализа, заложенный в основе новой системы очистки воздуха очень похож на известный каждому из нас по школьному курсу ботаники принцип фотосинтеза. Под действием солнечных лучей (ультрафиолетовый спектр) растения вырабатывают кислород из поглощаемых ими углекислого газа и воды. Эта химическая реакция осуществляется благодаря находящемуся в клетках растений хлорофиллу. В реакции фотокатализа подобным катализатором служит диоксид титана. Под действием аналогичного солнечному излучению света ультрафиолетовой лампы катализатор на первой стадии очистки образует активные радикалы, нейтрализующие все находящиеся поблизости вредные вещества, составляющие токсичные газы и неприятные запахи. На второй стадии эти же радикалы образуют молекулы перекиси водорода, известной каждому своим антисептическим действием. Этим достигается молекулярный уровень защиты от потенциального возникновения плесени. Молекулярный уровень, на котором очищает воздух фотокаталитический фильтр, на сегодняшний день является пределом для современной науки. Возможно, со временем усилия ученых помогут поднять планку, но пока что фотокаталитический фильтр является оптимальным средством борьбы за чистоту воздуха в вашей квартире.

Основные существенные преимущества перед другими известными системами фильтрации (типа HEPA, механическими, угольными, электростатическими) состоят в следующем: а) В процессе фотокатализа вредные примеси не накапливаются в фильтре, а под действием мягкого ультрафиолетового излучения в присутствии фотокатализатора разлагаются до абсолютно безвредных компонентов естественной воздушной среды. б) Размер уничтожаемых частиц - до 0,001 мкм! Эта величина сопоставима с размером вирусов и молекул и является тем физическим минимумом, которого можно достичь в принципе. в) В отличие от других систем, при фотокатализе происходит очистка воздуха от всех вредных примесей, в т.ч. от вирусов и газовых загрязнений. При этом эффективность очистки от последних в 500 раз выше, чем у угольных фильтров! Эффективность очистки имеет стабильно высокий показатель, не зависящий от выработки фильтра.

Фотокаталитические очистители рассчитаны на непрерывную работу с одновременным пребыванием людей, не оказывая отрицательного воздействия на организм человека, что подтверждено объективными экспериментальными и научно-обоснованными работами в отечественной и зарубежной литературе. Они отличаются практически неограниченным ресурсом и широким спектром действия, уничтожая практически любые загрязнители, обладают высокоэффективной микробактерицидной и стерилизующей активностью. Очистители не являются источником жесткого УФ излучения, озона, окислов азота, не накапливают токсичных компонентов и не требуют периодической замены и утилизации абсорбента.