第二章污染物与洁净室p资料教程.ppt

第2章 污染物与洁净室本章学习要求1、了解污染物的种类及传播途径；2、理解各种洁净室标准；3、掌握洁净室的分类2.1 污染物种类及污染源 2.1.1 污染物种类 通常所指的空气污染物主要有以下三类 悬浮在空气中的固态、液态微粒 霉菌、致病菌等悬浮在空气中的微生物； 各种对人体或生产过程有害的气体以洁净室为对象的空气净化的目的，就是最大可能地除掉空气介质中的悬浮微粒，对于生物洁净室，还要控制有生命微粒微生物 （2）按微粒的来源分类 （三种）1)无机性微粒（金属尘粒、矿物尘粒和建材尘粒等）2)有机性微粒 （植物纤维，动物毛、发、角质、皮屑，化学染料和塑料）3)有生命微粒（单细胞藻类、菌类、原生动物、细菌和病毒等） （3）按微粒的大小分类（三种） 1）可见微粒 肉眼可见，微粒直径大于10m；2）显微微粒 在普通显微镜下可见，微粒直径为0.2510m；3) 超显微微粒 在超显微镜或电子显微镜下可见，微粒直径小于0.25m （4）微粒的通用分类（四种：灰尘、烟、雾、烟雾）1）灰尘（粉尘）：包括所有固态分散性微粒，其在空气中的运动受重力、扩散等多种因素影响，空气洁净技术接触最多的一种微粒 2）烟：包括所有固态凝结性微粒以及液态粒子和固态粒子因凝结作用而产生的微粒，还有从液态粒子过渡到结晶态粒子而产生的微粒；其粒径远在0.5m以下(香烟，木材，煤的烟等），在空气中主要呈布朗运动，有相当强的扩散能力，在静止空气中很难沉降。

（4）微粒的通用分类3）雾：包括所有液态分散性微粒和液态凝集性微粒ISO定义 “系属于气体中液滴的悬浮体的总称，在气象中指造成的能见度小于1km的水滴的悬浮体”微粒大小因生成状态而异，粒径介于0.1100m之间，其运动性质主要受斯托克斯定律支配，如硫酸雾和油雾等4) 烟雾：包括所有液态和固态微粒，既含有分散性微粒，又含有凝集性微粒ISO定义“通常系指燃烧产生的能见气溶胶，不包括水蒸气”粒径从十几分之几微米到几十微米，如煤粉尘、二氧化硫、一氧化碳和水蒸气所形成的结合体等2、微粒的粒径分布 （1）粒径 用以表示微粒的大小，通常是指通过微粒内部的某一个长度因次 常用的粒径：定方向切线径、投影最大线距、当量直径、沉降直径和平均粒径等是反映全部微粒某种特征的粒径的平均数值 平均粒径有：算术平均直径：；长度直径:比面积直径:；比重量直径:符号名 称意 义算 式Dmod模型直径标本或试样中大多数的微粒的直径，是所有借频率分布算出的直径中最小的从粒径频率分布曲线最高点求得D50或Dm中值（或中位）直径大于此直径的微粒数恰好等于小于此直径的微粒数，为粒数中值直径；大于此直径的微粒重量（质量）恰好等于小于此直径的微粒重量（质量），为重量（质量）中值直径从粒径累积频率分布曲线上50%的微粒数（重量或质量）处求得或D1算术（或粒数）平均直径是一种算术平均值，也是习惯上最常使用的粒径。

但是由于作为气溶胶的微粒群中小颗粒常占多数，即使重量小，也能大大降低算得的平均值，所以在反映微粒群中微粒的真实大小和该微粒群的物理性质上有很大局限性ni为各粒径的粒数ni为总粒数微 粒 的 平 均 直 径符号名 称意 义算 式D2比长度（或长度平均）直径是由各微粒的投影面积除以相应的直径的和的总数而得，即单位长度的平均直径D3比面积（或面积平均）直径是由各微粒的总体积除以相应的断面积的和的总数而得，即单位面积的平均直径D4比重量（或重量平均、质量平均、体积平均）直径基于单位重量的表面积而得，即单位重量（体积、质量）的平均直径，比其它各径都大Ds平均面积直径是按微粒粒数平均面积的直径DV平均体积（重量或质量）直径是按微粒粒数平均体积（重量或质量）的直径Dg几何平均直径是对数正态分布时，频率最大的粒径，等于中值直径总是等于或小于算术平均值从对数正态分布曲线的最高点求得微 粒 的 平 均 直 径2、微粒的粒径分布（2）分布描述粒子集合体的粒径分布状况常用相对频率相对频率定义：各粒子的数量百分数定义式：图2-1粒子质量累计频率粒数中值直径D50表2-1 某标准大气尘中悬浮粒子的粒径分布粒子相关参数粒径区间粒子粒径/m00.50.51.01.03.03.05.05.010.010.030.0粒径平均值/m0.250.752.04.07.520.0相对颗粒数1.8281051.3521050.2141050.051050.0351050.01105颗粒数相对频率/ %52.538.86.11.41.00.3体 积（质量）相对频率/%126115228粒径（筛上）/m颗粒累计频率/%体积（质量）相对频率/%0.251001000.7547.6992.08.8974.02.7917.51.38020.00.328粒径（筛下）/m颗粒累计频率/%体积（质量）相对频率/%0.25000.7552.512.091.334.097.497.598.82020.07272注：该项体积（质量）相对频率是指相对于大气尘粒子的频率； 该项体积（质量）相对频率是指相对于该区间粒子的频率。

2.1.3 空气微生物 1、空气微生物的种类： 细菌、病毒、真菌、花粉、藻类和噬菌体等都是重要的空气污染源 2、空气微生物的来源 空气微生物都是由自然因素和人为因素污染的结果（空气中无固有的微生物群系因为一般情况下空气中缺少微生物直接可利用的养料，所以空气微生物不能在空气中生长繁殖；空气微生物群是由暂时悬浮于空气中的尘埃携带着的微生物构成）一般情况下，空气微生物来源于土壤、灰尘、江河湖泊、动物、植物及人类本身 空气微生物的具体来源：五个：植物、动物、生产活动、自然界和人体（1）来源于植物 空气中的花粉、孢子和某些细菌、真菌来源于植物植物向空气中释放大量细菌，植物表层的病毒由风力或其他外力进入空气2）来源于动物 动物极易污染环境，造成许多传染病流行，其中许多通过呼吸道传播给人动物带菌和排菌比人类更严重3）来源于生产活动微生物气溶胶的来源农业、林业、畜牧业生产及发酵、制药、食品、制革和毛纺生产等工业生产均可造成空气微生物污染4）来源于自然界固体的土壤，液体的江河湖泊等中存在的大量微生物，在人力、风力、水力等外力作用下，可形成大量微生物气溶胶 （5）来源于人体人类是许多场合特别是公共场所空气微生物的重要来源；1）正常人在静止条件下每分钟可向空气排放500个1500个微生物；人在活动时每分钟向空气中排放数千至数万微生物；2）人体外层皮肤每平方毫米可有1106个微生物；3）每毫升唾液中含有1109个微生物；4）每毫升鼻涕中含有1106个微生物；5）打喷嚏产生的气溶胶中（如果没有手绢一类的遮拦），含有1106个微生物；6）人体分泌物中每克可含有1102个微生物。

这大约是分泌物干重的50% 说明：（1）大气微生物的污染是生命微粒的污染，与洁净室空气净化有关的主要是细菌和藻类；（2）室外大气菌的浓度在不同的地区和不同的时间变化很大一般情况下，大气菌浓度为10005000pc/m3，一般可取20003000pc/m33）从微生物角度上看，不论是细菌还是病毒，只有附在载体上方可能生存，载体的大小称为微生物的等价直径，在非洁净的普通房间，微生物等价直径在68m，一般情况下的室外为812m，在洁净室为15m2.1.4 污染源 1、室外污染源两个：大气尘和大气中的微生物（1）大气尘（又称“飘尘”：与沉降尘相对）是大气中的悬浮微粒，包括：固体尘、液态微粒，粒径小于10m，是空气洁净的直接处理对象 1）发生源：两类自然发生源；人为发生源自然发生源：包括：因海水泡沫作用而带入空气中的海盐微粒（可深入内陆数百公里，90%降于海上）；风吹起的土壤微粒；森林火灾时放出的大量微粒；植物花粉等 室外污染源 室内污染源 2）大气尘的一般组成组成含有率矿物碎片、燃烧物的渣滓1090烟、花粉020棉等植物纤维540腐败植物、皮屑010煤、碳、水泥、混凝土等细粉040金 属00.5微生物（藻类、菌类、病毒） 极微人为发生源：主要是工业技术发展造成的大气污染，包括：燃煤产生粉尘造成的煤烟型大气污染，燃油产生SO2等酸雾及光化学烟雾等污染。

3）大气尘浓度： 特点：不同地区差异大；同一地区不同的时间差别大（冬季大于其他季节；雨季浓度低于其他季节) 类别划分：通常用“工业城市”、“城市郊区”、和“分工业区或农村”三种典型地区来划分，相应的称为“城市型”大气尘浓度、“城郊型”大气浓度和“农村型”大气尘浓度表2-2 典型地区大气尘浓度浓度工业城市（污染地区）城市郊区（中间地区）非工业区或农村（清洁地区）计数浓度（pc/L)3*1052*105105质量浓度（mg/m3)0.310.10.30.115155粒径（um）相对频率（%）粒径（um）累计频率（%)0.3460.31000.4200.4540.5110.5340.6110.6230.850.8121.021.07粒径（um）相对频率（%）粒径（um）累计频率（%)1.221.251.511.531.811.822.40.72.414.80.34.80.3表2-3 统计的大气尘粒径（0.3um以上）分布表2-5 大气日平均颗粒物与空气质量级别（GB3095-1996)空气质量级别总悬浮颗粒物（mg/m3)0.120.300.500.050.150.25粒径（um）相对频率（%）粒径（um）累计频率（%)0.5330.51000.6310.6670.8150.8361.061.0211.261.215粒径（um）相对频率（%）粒径（um）累计频率（%)1.531.591.831.862.422.434.814.81表2-4 统计的大气尘粒径（0.5um以上）分布2.1.4 污染源 （2）大气中的微生物1）按照微生物生长地方或使用目的分类：基本的、有用的、无害的、有害的、危险的 基本微生物：分解自然界中有机物质；在工业上用于污染物分解，如废水净化等； 有用微生物：用于商品生产，如生产啤酒、葡萄酒及其他酒精饮料、奶制品、抗生素等； 无害微生物：指人体中包括肠道中的微生物，用于维持人体内部健康； 有害微生物：对各种产品（如食品、饮料、化妆品，药品等）危害大； 危险微生物：如致病微生物等2）按更为科学的方法分类：五种细菌：包括由几千种单细胞生物组成的一类微生物种群；存在于空气中，人体上；最常见、对工艺生产影响最大。

藻类：需进行光合作用，一般不会污染洁净室，但会影响水的再循环系统真菌类：有两种形式真菌和酵母菌；对养分需求简单，能在无水条件下生长；在污染控制和洁净室领域，是第二大微生物污染源，且会对洁净环境造成严重威胁2）按更为科学的方法分类：五种原生物：存在于自然水环境(池塘、湖泊和河流),属单细胞有机生物，但构造相对复杂；在污染控制和洁净室领域无足轻重病毒 ：不属于活的有机生物；构造简单，比微生物小得多；在寄主细胞内进行自身核酸（DNA或RNA)的复制、合成、最后新形成的病毒释放到环境中 2、室内污染源 (1)来源（四个） 1）大气中含尘、含菌、洁净空调系统中新风带入的尘粒和微生物； 2）设备及产品生产过程的产尘在各种尘源中所占比例呈上升趋势，日益引起人们关注室内产生的污染空气的主要物质见表2-6 3）作业人员发尘与作业人员动作、洁净工作服（包括鞋）的材料及形式和房间内的人员数有关洁净室及辅助房间内不准吸烟作业人员产尘见表2-78；吸烟时的产尘量见表2-9；化妆品产尘见表2-10 4）建筑围护结构（墙、顶棚，地面）、设施（裸露管线等）的产尘洁净室建筑表面发尘量见表2-11表2-6 室内空气的主要污染物质污染发生源 粒状污染物 有害气体 人体粉尘、皮屑、污垢、细菌、纤维、化妆品 体臭、CO2、氨、水蒸气吸烟粉尘（焦油、尼古丁等）、二甲硝酸铵等 CO、CO2、NO、NO2、甲醛、丙烯醛、碳氢化合物 办公设备 纸张、家具的纤维肌尘粒 臭氧、氨、溶剂类（VOC） 机械运转设备 转动设备磨损的粉尘、纤维、碳化油脂等 润滑油挥发物 燃烧。