空气过滤材料和过滤器的现状和发展趋势

２在清洁抗菌方面的研究进展
２．１
Ｍ．Ｃ．Ｖｅｒｄｅｎｅｌｌｉ以意大利产的玻璃微纤维和丙 烯酸树脂制成的高效过滤器（ＨＥＰＡ。ｃｌａｓｓ
Ｈ１３ ａｎｄ
清洁方面 为了减少清灰阻力，国外已从织布类滤料开始
Ｈｉ４）为载体，在过滤器制备过程中分别加入两种抗 菌．｝｝ＩＪＡ、Ｂ。Ａ、Ｂ均为磷酸化的四氨基化合物，其 中Ａ易溶于水，但在非水性溶液中几乎不能溶解， 水中的ｐＨ值为６．５．７．５，主要活性成分为顺式１．（３． 氯烯丙基）．３，５。７．三氮．１．氮金刚烷氯化物。Ｂ也具 有高度的水溶性．ｐＨ值在５左右，其活性成分为八 癸甲基三甲氧基丙基甲硅烷基氯化氨ｆ２０】。试验证 实，抗菌剂处理的过滤器上（新的及使用过的过滤 器）细菌和真菌的种类和浓度明显少于未经处理的 过滤器；经过一段时间的孵育．未经处理的过滤器
．２４３．
废，对折纸式过滤器则降至ＭＥＲＶ６－８。过滤器的初
—————————Ｔｈｅ Ｉｓｔ ９４％的细菌１１４１。
Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ ｏｎ
Ｂｉｏｓａｆｅｔｙ—＆—Ｂ—ｉ—ｏ－—Ｐ—ｒｏ—ｔｅ—ｃｔ—ｉｏ—ｎ—Ｅ—ｑ—ｕｉ—ｐ—ｍ—ｅｎ—ｔ—————————
２．２抗菌方面 银作为一种最古老的抗菌剂已证实可有效抵 抗多达６５０种细菌。Ｆｏｓｓ公司研发出银与一种新
ｒｅｃｅｎｔ
ａ
ｖｅｒｙ ｃｒｉｔｉｃａｌ ｆａｃｔｏｒ．Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ ｃｕｒｒｅｎｔ ＨＶＡＣ ｆｉｌｔｅｒｓ
ａｎｄ
ｔｒｅｎｄ ｏｆ ＨＶＡＣ ｆｉｌｔｅｒｓ． ＨｖＡＣ ａｉｒ
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ
ｆｉｌｔｅｒ，ＩＡＱ，ｆｉｂｒｏｕｓ ｍｅｄｉａ，ＭＥＲＶ
空气过滤技术是近百年来随着科学技术和现
子技术、药学、废水再利用等方面得到成功的应
的初始过滤效率比其它过滤器高ｆ１５９０％，初阻力大 约在Ｏ．２．０．３５ｍ水柱之间。但经过容尘实验，这种过
滤器的过滤效率通常会降至ＭＥＲＶｌｌ左右。
用。这些过滤器在制备过程中，先将聚酯膜（聚 乙烯对苯二酸酯）暴露于离子加速器（采用
１２０
由干性人造覆膜材料制成的板式或折纸式过
产线中以显示其特有的优判１７ｌ。新的ＰＢＴ网专为自
动去除油污而设计，ＰＢＴ］－芪层可使过滤器承受１５０
℃以上的使用温度，而且报废时可焚烧销毁。该 网具有良好的折叠性能，可与多种过滤材料配合使
在孵育后２７天即有微生物从滤材上释放出来，抗菌
剂Ａ、Ｂ处理的过滤器则分别要推迟４０天和２０天。过 滤器的使用时间极大的影响抗菌剂的活性。抗菌剂 Ｂ在使．｜｛ｊ １２０天以后对黑曲霉不再具有杀灭作用，而 经抗菌剂Ａ处理的过滤器在使用ｌ ８０天后仍对测试 的各种菌株保持良好的活性。 四氨基衍生物经三碘化物作用后抗菌效率大 幅度提高。Ｂｒｉａｎ Ｋ．Ｈｅｉｍｂｕｃｈ将含１０５ＰＦＵ的ＭＳ２ 噬菌体气溶胶进行测试，发现在保证原有过滤效 率的同时，有９９％的噬菌体在滤过过程中被碘化 物杀灭Ｉ副Ｊ。 Ｔｉ０２光催化剂以钛的异丙氧化物为前体，采 用热流体法制成。这种光催化剂比市场上的Ｐ－２５ 光催化剂具有更高含量的锐钛矿和更大的表面 积，将这种膜复合在过滤材料上制成的过滤器在 有机材料的降解和杀灭细菌方面表现出优良的性
水平呈明显的相关性．由于室内颗粒物浓度高于室外，必须经过有效的过滤系统去除这些颗粒． 本文介绍了暖通空调（ｈｅａｔ 过滤器的现状和发展趋势。 关键词ＨＶＡＣ空气过滤器，室内空气质量，纤维性滤材，名义最低效率值
ｉｎｇ，ｖｅｎｔｉ ｌａｔｉｎｇ ａｎｄ ａｉ ｒ－ｃｏｎｄｉ ｔ
ｉＯｎｉｎｇ，ＨＶＡＣ）中过滤材料和
摘要近年来，人们对空气过滤系统在保护建筑物室内环境、提高工作和居住环境的室内空气 质量上所起的作用越发地关注．由于人的大部分时间都是在室内度过的，而室内空气污染水平 通常比室外高出２—５倍，正如美国环保署指出的那样，人类健康与环境质量密切相关。尤其是
室内空气质量，但全世界有一多半的人口正在受到过敏原的威胁．随着ＰＭ２．５和ＰＭｌ０的标准的 出台和实施，人们对细颗粒物的认识有所提高。室外大气中颗粒物水平与室内检测到的颗粒物
即对３．１０微米的颗粒过滤效率在３５％到５０％之 间，初始压力下降在０．２－０．２５ｍ水柱１１弓Ｊ。这种材 料价格相对低廉，并且可再循环与次一级的棉． 聚酯混合使用。这些过滤器通常是折纸式过滤器。 以聚乙烯．聚丙烯为原材料，经熔化纺织制成的 带电荷的过滤材料（ｕｓ
Ｐａｔｅｎｔ
５，５９７，６４５１４１）逐步推向
ａ
ｓｔｒｏｎｇ ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ．
ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｈｅ ｌｅｖｅｌ ｏｆ ｐａｒｔｉｃｌｅｓ ｉｎ ｏｕｔｄｏｏｒ ａｍｂｉｅｎｔ ａｉｒ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｌｅｖｅｌ ｆｏｕｎｄ ｉｎ ｔｈｅ Ｓｉｎｃｅ ｔｈｅｒｅ
ａｒｅ
ｉｎｄｏｏｒ
ｍｕｃｈ ｍｏｒｅ ｐａｒｔｉｃｌｅｓ ｉｎｄｏｏｒｓ ｔｈａｎ ｉｎ ｔｈｅ
Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｓｉｔｕａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ Ｔｒｅｎｄｓ ｏｆＡｉｒ Ｆｉｌｔｅｒ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ ａｎｄ Ｆｉｌｔｅｒｓ
Ｄｕａｎ Ｈｕｉｌｉｌ一，Ｑｉ Ｊｉａｎｃｈｅｎ９１一．Ｙａｎｇ Ｊｉｎｇｑｕａｎ。・２
Ａｂｓｔｒａｅｔ
Ａｗａｒｅｎｅｓｓ ｏｆ ａｉｒ
ｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍｓ
材料，即采用一些方法使纤维长期具有电荷，利用
静电捕集机理提高过滤器捕集效率【８Ｊｏ由于该过滤
外，该膜具有不粘的特性，尘土不会吸附在膜上，
所以真空泵的抽吸可长期保持在最大值。
器带有较高的电荷，其对１．３微米粒子的初始过滤效
率比大多数其它过滤器高出８０％，对３．１０微米粒子
一种新型材料——核轨迹微过滤器在生物细 胞的分离、污染气流的滤过、饮料的稳定、微电
—————————Ｔｈｅ
１ｕ Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ
ｏｎ
Ｂｉｏｓａ—ｆｅ—ｔｙ——＆—Ｂ—ｉｏ—－Ｐ—ｒ—ｏｔ—ｅｃ—ｔ—ｉｏ—ｎ—Ｅ—ｑｕ—ｉｐ—ｍ—ｅ—ｎ—ｔ————————
空气过滤材料和过滤器的现状和发展趋势
段惠莉Ｌ ２祁建城Ｌ２杨荆泉Ｌ２
（１．国家生物防护装备工程技术研究中心；２．军事医学科学院卫生装备研究所，天津３００１６１）
基于稀土永磁的磁性过滤器是用ＮｄＦｅＢ磁 性材料组装成一个磁性回路。通过测定气隙中间 的磁感应值，确定气隙的宽度和磁块的高度。这 种高磁感应值及诱人的价格使这种磁回路有充分 的理由在众多领域得到应用１１５１。
型抗菌剂合并使用的双组分构造技术——
Ｆｏｓｓｈｉｅｌｄ⑧抗菌技术，据说具有广谱抗菌作用， 而不影响材料本身的性能。这项新技术可为需要 对空气和液体进行净化的领域带来收益ｉ１９ｌ。
市场，并有取代聚酯．棉材料的趋势。其过滤效率在 ＭＥＲＶ６．１１的范围。即对１．３微米的颗粒物，过滤 效率在６５．８０％，对３．１０微米的颗粒物过滤效率在 ８５％以上，所以可用于住宅和商用空调中。这些过 滤器也是折纸式的。 被称为“驻极体”的静电材料，如聚乙烯吹制 膜（ｕｓ
Ｐａｔｅｎｔ
３，９９８，９１６１５１）和通过摩擦带电的聚丙烯
文主要从过滤材料和过滤器在过滤和清洁抗菌两 方面论述其现状及发展前景。
———————————————————————————————二＿二－二—二二—＝＝∑＝二＝＝ ————一． 首届生物安全与防护装备学术研讨会论文集
１
在空气过滤方面的研究进展 在商用、工业用和住宅建筑中最常用的是由
阻力为０．２２．０．６ｍ水柱。 湿性覆膜玻璃材料用于暖通空调系统已有二 十多年的历史。小型的折纸式设计在有限的空间 使过滤材料紧密排列。所以在空调市场广受欢迎。
ｔｈａｎ ｈａｌｆ
ｔｈｅ ｐｏｐｕｌａｔｉｏｎ ｉｎ ｔｈｅ ｗｏｒｌｄ．Ｆｏｌｌｏｗｉｎｇ ｔｈｅ ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ＰＭ２．５ ｓｔａｎｄａｒｄｓ
ｔＯ
ａｌｏｎｇ ｗｉｔｈ ＰＭ １ ０，ｐｅｏｐｌｅ ｐａｙ ｍｏｒｅ ａｔｔｅｎｔｉｏｎ
ｔｈｅ
ｆｉｎｅ ｐａｒｔｉｃｌｅｓ．Ｔｈｅｒｅ ｉｓ
ｔｏ
ｐｒｏｔｅｃｔ ｂｕｉｌｄｉｎｇ
ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｓ ｆｏｒ ｃｏｍｍｅｒｃｉａＩ
／ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ ａｎｄ ｒｅｓｉｄｅｎｔｉａｌ ＨＶＡＣ（ｈｅａｔｉｎｇ，ｖｅｎｔｉｌａｔｉｎｇ ａｎｄ ａｉｒ－ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ）ｔｍｉｔｓ ｈａｓ ｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌｌｙ
ｂｅｅｎ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｉｎ ｒｅｃｅｎｔ ｙｅａｒｓ．Ｉｎｄｏｏｒ Ａｉｒ
人造纤维叫Ｓ Ｐａｔｅｎｔ ４，７９８，８５０１６１），或聚丙烯．丙烯酸
纤维（ｕｓ Ｐａｔｅｎｔ５。４７０，４８５１７Ｊ）已经用于住宅空调的过 滤器中。所谓驻极体是指能长期储存电荷的电解质
ຫໍສະໝຸດ Baidu
ｆ１３ｌ。据生产商介绍，大多数真空袋只能捕获花粉等
过敏原，不能捕获亚微米级过敏原，而后者会引起 严重的健康问题，ＢＨＡ技术则可解决这一问题。另
ａｍｂｉｅｎｔ．ａｎ
ｅｒｉｅｃｔｉｖｅ ｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ｉＳ
ｎｅｅｄｅｄ ｔｏ ｒｅｍｏｖｅ ｔｈｅｓｅ ｐａｒｔｉｃｌｅｓ．Ｄｔｉｅ ｔｏ ｔｈｅ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｌｉｍｉｔａｔｉｏｎ ｏｆ ａｉｒ ｃｉｒｃｕｌａｔｉｎｇ ｂｌｏｗｅｒｓ，ｔｈｅ
ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｄｒｏｐ ｏｆ ｔｈｅｓｅ ｆｉｌｔｅｒｓ ｉｓ
滤器在住宅、商用和工业用空气过滤系统中应用越
ＭｅＶ的２８Ｓｉ离子），接下来采用化学蚀刻技
术放大放射损伤以产生通孔。多种技术已用于提
来越广泛。这种材料以聚酯纤维为主，如果框架结 构中不含纤维素成分，则可反复洗涤１９１。对板式过
滤器来说．当过滤效率降至ＭＥＲＶ５时提示已经报
高２８Ｓｉ离子束的蚀刻轨迹速率，其中一种新的敏 化过程使核轨迹微过滤器的孔径介于０．４至１．４ 微米之间。将这种微过滤器用于水的滤过．初步 试验结果表明，０．４“ｍ的过滤器可去除污水中
ｔｈａｎ
ｔｈｅ ｏｕｔｄｏｏｒｓ．Ａｓ ｔｈｅ
ＥＰＡ ｐｏｉｎｔｅｄ ｏｔｉｔ ｔｈｅ
ｉｍｐｏｒｔａｎｃｅ ｏｆ ｈｕｍａｎ ｈｅａｌｔｈ ｅｆｆｅｃｔ
ａｓｓｏｃｉａｔｅｄ ｗｉｔｈ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，Ｉｎｄｏｏｒ Ａ ｉｒ ｍｏｒｅ
Ｑｕａｌｉｔｙ（ＩＡＱ）ｉｓ
ａ
ｄｏｍｉｎａｎｔ ｃｏｎｃｅｉＴ！ｆｏｒ ＵＳ。Ａｌｌｅｒｇｅｎｓ ａｆｆｅｃｔ
Ｑｕａｌｉｔｙ（ＩＡＱ）ｉｓ
ｂｅｃｏｍｉｎｇ ａ ｄｏｍｉｎａｎｔ ｃｏｆｉｃｅｍ ｆｏｒ ｈｕｍａｎ
ａｌ
ｅ
ｈｅａｌｔｈ ｅｆｆｅｃｔ．Ｐｅｏｐｌｅ ｓｐｅｎｄ ｍｏｓｔ ｏｆ ｔｈｅｉｒ ｔｉｍｅ ｉｎｄｏｏｒｓ．Ｉｎｄｏｏｒ ｐｏｌｌｕｔａｎｔ ｌｅｖｅｌｓ
ｔｉｍｅｓ ｈｉｇｈｅｒ
ｇｅｎｅｒａｌｌｙ ｔｗｏ ｔｏ ｆｉｖｅ
市场份额。湿性合成材料是空调市场中新的成员 Ｏｏｌ。由于目前市场上已经可以买到０．３和０．５纤 度的纤细纤维，而且这种纤维产量很高，所以这 种材料引起过滤器市场越来越多的关注。 由纳米纤维制成的高效纳米过滤器，如利用静 电纺出的纤维性聚合物由几微米至１００ｎｍ甚至更细 的纤维组成。经过表面修饰可提高滤过范围及捕获 效率、节能、延长使用寿命、易于维护…ｌ。Ｙ．Ｃ．Ａｈｎ 以Ｎｙｌｏｎ６为原料纺出直径约８０ｒｉｍ的纤维．当电极距 离越近则纺出的纤维越细。以面速为５ｃｒｒｄｓ。粒径Ｏ．３ 微米的测试颗粒物实验时．测得Ｎｙｌｏｎ６纳米过滤器 的过滤效率为９９．９９３％，优于市场上的ＨＥＰＡ过滤器 【１２ｌ。气流通过此过滤器后压力下降较大。但仍具有 应用于ＨＥＰＡ／ＵＬＰＡ过滤器的潜力。 ＢＨＡ技术：该技术核心是利用碾压的方式将杜 邦Ｔｅｆｌｏｎ树脂制成ＨＥＰＡ过滤效率等级的ｅＰＴＦＥ膜
代化工业的发展而逐步形成的－－ｆ－ｊ综合技术，它 是指应用空气净化设备控制粉尘微粒的污染或通 过空气循环过滤将空气的悬浮颗粒物捕集，以保 护环境及人类的身体健康，它在空调、通风除尘
・２４２－
及其它领域得到了广泛应用。近年来，空气过滤 技术在滤料的研制及开发、过滤机理的研究及过
滤设备的开发与应用方面取得了较大的发展。本
向纤维栅类滤料过渡。纤维栅类滤料是将长纤维上 下纵向布置形成一根根的栅栏，当一层栅栏过滤效 果不理想时，再加另一层栅栏，直至达到理想的过 滤效果。为了减少粉尘泄漏、提高过滤性能、降低 成本、延长使用寿命，将细直径的玻璃纤维与耐高 温的合成纤维优势互补，制成复合针刺毡滤料【ｌ引。 Ｄｅｌｓｔａｒ科技有限公司将ＰＢＴ年ＩＩＰＰＳ网加入到生
玻璃纤维制成的过滤器。这种过滤器实用价廉， 当有较多的尘土和棉绒沉积在过滤器上以后即可 废弃更换。 由聚酯．棉制成的过滤材料过滤效率不及玻 璃纤维，这种材料的过滤器过滤效率大约在 ＭＥＲＶ６级（ｍｉｎｉｍｕｍ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ
ｒｅｐｏｒｔｉｎｇ ｖａｌｕｅ），
但近年来合成材料的出现逐渐取代了玻璃材料的