2021年10月21日,由中國質量檢驗協會組織召開的中國質量檢驗協會空氣淨化裝置專業委員會第二屆會員代表大會暨室內環境高質量創新發展論壇在蘇州尼盛萬麗酒店隆重召開。浙江東大環境工程有限公司副總經理馮濤就《“膜”法新風淨化技術在校園中的應用》進行了主題分享。以下為演講實錄(整理):
首先,介紹一下我們東大環境,東大環境成立於2010年,位於浙江省諸暨市經濟開發區,是一家高效能膜過濾材料研發生產企業(過濾材料:聚四氟乙烯中空纖維膜)具有國內規模巨大的聚四氟乙烯中空纖維膜生產線,擁有年產能一百萬平方米的生產能力。我們公司也是國家級的高新技術企業,有自己的院士專家工作站並且是浙江省重點企業研究院。
顧名思義,聚四氟乙烯中空纖維膜,材料完全是PTFE材質,這個材質具有非常優異的材料特性,首先具有非常強的疏水性,利用疏水性我們這個膜就可以實現透氣不透水,應用於新風機的話,當室外溼度比較高的時候就會隔絕溼氣進入到室內起到除溼的作用,同時這個膜具有卓越的耐藥性、耐熱性、機械強度高,各種各樣特性使得中空纖維膜的使用壽命比常規膜更強一些。
聚四氟乙烯被稱為塑膠王,具有耐高溫性,長期使用溫度為200-260度,從而保證了中空纖維膜應用新風淨化和汙水處理時可耐受各種溫度;具有耐低溫性,使其在零下100度保持高柔軟性;具有耐腐蝕性、耐受有機溶劑;具有不粘性,是固體材料中最小的表面張力和不粘附任何物質,不粘鍋就是四氟做的塗層實現不粘,因此以聚四氟乙烯為材料做成的濾芯非常耐用,應用於新風機時無需頻繁更換濾芯。
聚四氟乙烯中空纖維膜分為兩個領域:一是疏水性應用領域,二是親水性應用領域。
今天我們討論的就是這個膜的疏水性應用於新風淨化領域,中空纖維膜從結構上有一個特別性叫非對稱膜。可以看到我們這個膜中間有一個孔是纖維狀的結構,右邊的圖是外表面,結構比較緻密,起到過濾功能,從而保證了膜對於顆粒汙染物高效的截留率,內表面是蓬鬆的結構,可以保證這個膜較低的風阻,起到支撐作用不塌陷。內外結構不對稱的特性稱為非對稱結構。左邊就是非對稱結構,可以把所有的汙染物截留在過濾膜的表面,使它不穿過表面或者進入膜的內部中去,實現了後期可透過表面的清洗來恢復膜的過濾效能,而不是像海棉或者PP棉一般,會一直滲透到過濾膜內部去。
基於膜的特性,在前年我們研發出了一款膜法空氣淨化機。這是源於一次偶然機會,鍾南山院士團隊正在找尋一款具有高效過濾效能同時有較長使用壽命的材料用於呼吸道研究所,研究所內有很多特殊病房,而呼吸道特殊病人對於空氣有特殊的過濾要求,所以需要尋找一款高精度的過濾材料用於空氣淨化。而我們的新風機在鍾南山的建議下往空氣淨化做了發展,因此有了目前這樣一款產品。
當前市面上主要的過濾技術有兩個:一是靜電除塵,二是HEPA過濾。
針對行業裡的痛點,例如霧霾天氣比較重的情況下,有的濾芯容易被汙染堵塞和穿透,如果長時間不更換會產生黴變,滋生細菌,以及溼度的穿透問題,所以我們想利用中空纖維膜去解決問題。
解決途徑包括:利用膜高效的過濾結構,在製造過程中根據使用者不同的需求製造出不同過濾孔徑的濾芯。而其常用0.2微米精度的過濾孔徑,使得PM0.3顆粒物的去除率達到99%以上;另外PTFE膜的耐溫、耐化學性、不粘性使得濾芯具有高抗汙染性,因此使得整個PTFE膜濾芯的特性就是精度高,抗汙染、可清洗恢復。
以下就是我們把中空纖維膜做成濾芯應用於新風機的結構,兩端是出淨化空氣的方形端面,新風機透過風機抽風使得中空纖維膜濾芯將室外帶有PM2.5、花粉、PM0.3等汙染物的空氣過濾後向室內輸送。
由於中空纖維膜是非常明顯的非對稱結構,外表面是緻密的過濾層,可以實現表層的過濾截留。這個就是我們濾芯做實驗使用前、使用後以及清洗後的情況,中空纖維膜使用後表面附著了大量的顆粒汙染物,但用水經過簡單的表面清洗即可恢復成使用前的情況。
將單根濾芯進行解剖之後發現,內表面依然是非常淨潔光滑的狀態,所以中空纖維膜沒有發生任何的穿透情況。而針對例如小學、幼兒園、中學、高中新風需求量的不同,我們根據各個應用場景研發出了不同風量的新風機。
我們的傑斯弗膜法新風淨化機主要的特性就是對於PM2.5尤其是PM0.3的去除效果是具有比較大的優勢的,可達到99%以上。第二個就是濾芯的使用壽命,可以給到5年濾芯免更換的承諾,如一旦出現堵塞可免費更換濾芯,另外新風機具有智慧物聯的功能,即學校可透過手機和終端實時監控教室內部的空氣質量以及操控新風機的起停。
因為部分教室裝修的原因不能採用吊頂式新風機,只能採用櫃式的安裝使用。例如這一款一個淨化箱,一個熱交換箱,對於安全環境有要求的就採用相對體積較小的一體式新風機去進行安裝。
傑斯弗新風機主要是透過膜技術過濾空氣中的PM2.5、PM0.3、花粉等顆粒汙染物,並透過換氣迅速置換教室裡的甲醛和人體釋放的氣體,再透過檢測室內的情況自動調節風量和風速實現節能和最佳的淨化效果。
以下為我們安裝的案例,兩年時間內完成了兩百多所校園新風機的安裝,這邊可以看到我們將新風機安裝在走廊,透過風管往室內輸送;以及這是室內無法安裝的條件下采用櫃式新風進行處理。
以下是我們的售後執行維護:透過將使用一學期的濾芯在現場進行清洗的服務來保證起到良好的過濾效果並持續地輸送新風到室內。
我們的目標市場主要應對學校、家庭及具有特殊的呼吸道疾病的應用場景,以下是我們校園新風機安裝的實際效果圖:左圖是安裝好以後走廊外立面的效果,為了避免噪音對於教學的影響,新風機安裝在走廊或者外牆的位置;右圖是教室內安裝的效果圖,採用風管往室內控制的情況實現新風的淨化。