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空气消毒净化新技术在医院工程中的应用

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发表于 2019-4-13 08:47:32 | 显示全部楼层 |阅读模式
0 引言


温度、相对湿度、最小静压差、换气次数、自净时间、最小新风量、噪声、最低照度等是手术部净化工程的重要技术指标,这些技术指标决定着净化工程是否通过综合性能全面评定的检测。其中自净时间是在正常运行的换气次数条件下,使手术室内术后废弃物已被清除后的空气含尘浓度降低约 90%或降低到设计洁净度级别上限浓度之内所需的时间,洁净室的洁净度就是根据空气中含尘浓度划分的,可见空气中含尘浓度在净化工程中非常重要,降低空气含尘浓度最有效的方法就是在空调系统中加装过滤器。在手术部净化空调系统中在新风空调机组内一般设置初效过滤器、中效过滤器、亚高效过滤器三级过滤。在循环空调机组一般设置初中效过滤器二级过滤。在末端送风口处设置高效过滤器,在回排风口处根据正负压设置中、高效过滤器。空气中浮游的细菌和病毒微粒较大时,阻隔空气过滤器对其有较高的过


滤效率。


在净化工程推行初期过滤器对细菌的清除效率是其他消毒方法无法比拟的,但也有其弊端:(1)过滤器特别是高效过滤器的初/终阻力一般为 250 kPa/500 kPa 左右,过滤器的阻力大电机的机外余压就会变大,空调系统的配置就会提高;(2)高效过滤器对于< 0.5 μm 的微粒过滤效率很低;(3)高效过滤器一般 3 年~4 年更换一次,增加了使用成本。针对过滤器的弊端,随着科学技术的不断发展已经有新技术应用到医用净化行业上。主要有静电吸附空气净化消毒技术、离子体空气净化消毒技术及光触媒等。


1 静电吸附空气净化消毒技术


1.1 静电吸附式空气净化消毒装置的工作原理静电吸附式空气净化消毒装置是利用放电丝和负极板产生高压静电场。在高压发生器的作用下静电吸附装置可产生 4 kV~8 kV 的直流高压电压并在静电吸附装置内部形成很强的静电场。当室内空气通过静电吸附装置时,空气中的颗粒物(包括微生物)被迫带上正电荷后被吸附到负板上。静电吸附装置捕捉能力很强,能够捕捉直径为 0.01 μm 的颗粒物。


1.2 静电吸附式空气净化消毒装置主要类别国内外常用的静电吸附装置主要有两类,即两段板式静电吸附装置和蜂窝状静电吸附装置。两段板式静电吸附装置是国际上最常用的优500 kPa 左右,过滤器的阻力大电机的机外余压就会变大,空调系统的配置就会提高;(2)高效过滤器对于< 0.5 μm 的微粒过滤效率很低;(3)高效过滤器一般 3 年~4 年更换一次,增加了使用成本。针对过滤器的弊端,随着科学技术的不断发展已经有新技术应用到医用净化行业上。主要有静电吸附空气净化消毒技术、离子体空气净化消毒技术及光触媒等。


1 静电吸附空气净化消毒技术


1.1 静电吸附式空气净化消毒装置的工作原理


静电吸附式空气净化消毒装置是利用放电丝和负极板产生高压静电场。在高压发生器的作用下静电吸附装置可产生 4 kV~8 kV 的直流高压电压并在静电吸附装置内部形成很强的静电场。当室内空气通过静电吸附装置时,空气中的颗粒物(包括微生物)被迫带上正电荷后被吸附到负板上。静电吸附装置捕捉能力很强,能够捕捉直径为 0.01 μm 的颗粒物。


1.2 静电吸附式空气净化消毒装置主要类别


国内外常用的静电吸附装置主要有两类,即两段板式静电吸附装置和蜂窝状静电吸附装置。两段板式静电吸附装置是国际上最常用的优秀


的静电吸附装置,其优点是不仅提高了除菌和集尘效率而且容易清洗。目前,两段式静电吸附装置深受国内空气净化器生产企业的青睐。其工作原理图如图 1所示。


蜂窝状静电吸附装置是国内空气净化器生产企业最常用的静电吸附装置。其特点是工艺相对简单而且采用“蜂巢”来提高负极板的面积。蜂窝装静电吸附装置最大的不足点是集尘效率差、清洗困难和产生较多量的臭氧。


2 离子空气净化消毒技术


离子空气净化消毒技术主要是等离子体空气净化消毒装置及负离子空气净化装置。


2.1 等离子体空气净化消毒装置


2.1.1 等离子体的概念


等离子体的概念:由大量的带电的正粒子、负粒子组成的集合体,当正电荷与负电荷电量相等时,即为等离子体。其中光氢等离子体空气净化消毒装置最为常用。


2.1.2 光氢等离子体空气净化消毒装置的工作原理光氢等离子体空气净化消毒装置工作原理如图


2 所示。在多波段特定波长的光照射下,一方面,空气中的有机分子吸收特定波长光子能量而发生光敏过程,有机物分子迅速分解为离子、游离态原子、受激分子或中性分子;另一方面,空气中的氧分子吸收特定强度的光子能量而生成化学活性极强的原子氧、基态氧和负氧离子,而且空气中的水分子和氢在高能电子和活性氧的作用之下生成氢氧自由基。而特定的光波作用于钛铟等稀有金属表面时,也会产生分解、氧化还原的作用。


在这些具有强氧化性质的原子氧、基态氧和氢氧自由基的作用之下,不仅把有机物的光敏分解物迅速氧化还原成水和二氧化碳等无害无味的气体,而且空气中的细菌、病毒、霉菌等生物污染物也被特定多波段光线照射杀死,达到清除有害气体、除烟脱臭、消毒灭菌及清新空气的目的。


图 2 光氢等离子体空气净化消毒装置工作原理


2.2 负离子体空气净化装置


负离子空气净化器:是一种利用自身产生的负离子对空气进行净化、除尘、除味、灭菌的环境优化电器,其与传统的空气净化机的不同之处是以负离子作为作用因子,主动出击捕捉空气中的有害物质。负氧离子的浓度会影响人们的健康,浓度越高对人体的健康越有利。据环境学家研究,空气中负氧离子浓度每立方厘米空气在 20 个以下时,人就会感到倦怠、头昏脑胀;当每立方厘米空气中的负氧离子数在1000~10000 个之间时,人就会感到心平气和、平静安定;当每立方厘米空气中的负氧离子数在 10000个以上时,人就会感到神清气爽、舒适惬意;当每立方厘米空气中的负氧离子数在 10 万个以上时,就能起到镇静、止喘、消除疲劳、调节神经等防病治病效果。在污染日益严重的今天,人们更是需要负离子。负离子体空气净化器不但能净化、除尘、除味、灭菌,还能提供一定数量的负氧离子,起到调节工作人员身心,预防疾病的作用。此技术的优点突出,会在以后的工程施工中得以推广。


3 光触媒空气净化消毒技术


光触媒空气净化是利用光触媒技术在某种特定情况下,通过一定能级光的照射后,利用产生的氧化能力极强的氢氧自由基,对空气中有毒有害物质进行降解及杀灭多种微生物的一种净化技术。


4 医院空气消毒净化技术对比


除手术部外医院其他场所也是空气污染的重要场所之一,在医院这个特殊环境里,污染来源多、空气中的致病微生物种类多、院内易感人群多,是病毒传播最直接、速度最快的场所,特别是暴发病毒性呼吸道传染,必须按突发公共卫生事件处理。近年来,新的病毒性和细菌性呼吸道传染病不断出现,由各种细菌、病毒、霉菌等引起的呼吸道疾病等很容易在使用中央空调的大型医院流行。传染病一旦发生疫情,对医院内空气净化消毒将是严重的挑战和危机。因此医院空气治理势在必行。


其中,紫外线、臭氧、紫外循环风为传统的消毒净化技术,因为其自身的缺点,需要在特殊环境里使用,随着科学技术迅速发展,光触媒、离子及静电技术逐渐运用到室内空气净化工程中。从表 1 中可以看出各医院空气消毒净化技术都存在着一定的缺点,但不难发现他们的缺点可以通过同时采用二种或三种技术就可以解决。例如静电技术对除尘、杀菌效率高,但对空气中异味去除效率较低,而离子技术对杀菌、除气态污染及异味效率高,但对空气中粉尘去除效率低,如果在工程中同时采用这两种技术就可以全面有效的处理好室内空气的质量。在实际工程中就是同时采用缺点互补的二三种技术来解决室内的空气净化问题。


4.2 高压静电式空气消毒净化产品及其应用


高压静电式空气净化消毒机采用高压静电吸附的净化原理,采用二段板式高压电子集尘室装置为核心,利用活性炭等技术为辅助手段,采用三级过滤的方式实现气、固态分离,以实现净化和杀菌功能。主要有以下几种产品:


4.2.1 独立型电子空气净化消毒机


独立型电子空气净化消毒机是一种专业医用未做净化的室内而设计的空气消毒和净化双功能装置。


4.2.2 风柜型电子空气净化消毒机


风柜型空气净化消毒机是安装于中央空调机组混合风段后、表冷器前段位置,是专为净化进入中央空调风柜的新风和回风而设计的净化除尘、杀菌消毒设备。


4.2.3 风道型电子空气净化消毒机


风道型空气净化消毒机是安装于循环机组或新风机组的送风管道中,是专为管道设计的净化除尘、杀菌消毒设备。


4.2.4 风机盘管型电子空气净化消毒机


风机盘管型空气净化消毒机是安装于风机盘管式中央空调回风口,是专为净化风机盘管回风设计的净化除尘、杀菌消毒设备。


4.3 光氢等离子空气消毒净化产品及其应用


光氢等离子空气消毒净化产品由于多种氧化因子的散发性游动,不留死角,可清除所有有机污染物并杀死病菌、病毒。主要有以下几种产品:


4.3.1 光氢等离子空气净化消毒机


光氢等离子空气净化消毒机是安装于集中空调管道内或出风口处管道中的杀菌、除气态污染物、除异味的专业净化杀菌装置。


4.3.2 独立式光氢等离子体空气净化消毒机


独立式光氢等离子体空气净化消毒机是专为医院大厅、家属等候等人员密集的公共场所或卫生间设计生产的专用杀菌除臭型空气消毒净化机。自带风机,独立运行,有较强的适应性和高效的处理效果。


5 空气消毒净化新技术与传统的过滤器相比


较优缺点光触媒、离子及静电等空气消毒净化新技术与纤维过滤材料过滤器各有优缺点。


光触媒、离子及静电等空气消毒净化新技术具有净化除尘效率高,杀菌消毒速度快,风阻小,维护简便、可反复清洗、使用寿命长等优点;缺点是会因为表面积尘而降低除尘的效率,价格较高,工程的初投资较大。


纤维过滤材料过滤器的优点是不会因为使用的时间长而降低过滤效率,但会增加阻力,达到终阻力时就需要更换,不能反复清洗使用,会增加工程的运行成本。


6 总结


空气消毒净化新技术在工程中的运用,得到使用单位的认可。必然会推动新技术在工程的普遍运用,同时会刺激新技术产品在市场上大量生产及改进,价格也会有所降低,这样新技术在工程中优点会更加突出。随着科学技术的不断发展,新技术的缺点会得以解决同时也会有更先进的产品被开发出来,使医用净化工程更加节能,降低初投资及运行成本。


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