空气净化塔

关于空气净化塔技术应用于消除城市雾霾的可行性分析报告（简报）一、研发背景及技术适用性分析（一）中国城市雾霾现状通过分析中国358座城市公开的实时监测数据，国际环保组织绿色和平发布《2015年上半年度中国358座城市PM2.5浓度排名》指出：尽管仍有高逾八成的城市空气质量仍未达到国家二级标准(35微克/立方米)，但和2014年上半年已有数据相比，整体城市空气质量已有明显提升。绿色和平是首家对逾300城市PM2.5半年度数据进行梳理和排名的机构。此份榜单以半年度PM2.5浓度平均值从高到低排序。研究发现：PM2.5浓度最差前三位省分依次为河南、河北、北京，最优为云南、西藏、海南。湖北、重庆、湖南、新疆等在此次排名中位于前十名，因此中西部地区的空气污染问题值得关注。（二）国内现有措施（北京为例）2015年北京有过极品蓝、阅兵蓝，PM2.5年平均浓度下降6.2%，措施是中国停止了北京及附近河北省工厂的运作；利用人工降雨来清除细微颗粒；为改善首都圈（北京、天津、河北）的大气质量，收到59亿元政府资金；淘汰落后及柴油车辆，减少煤炭供暖和钢铁工厂上；东西城核心区无煤化和城六区无燃煤锅炉,淘汰老旧机动车达38万辆、大力发展公共交通、公共租赁自行车、力推新能源车等多措并举控制机动车排放，深入调整产业结构、三年累计淘汰“超千家”高污染行业企业、实施了260项环保技改工程，严查扬尘污染、推行道路清扫保洁新工艺、百万亩平原造林任务提前超额完成，标准政策不断出台、“倒逼”排污企业治污减排，严格执行新环保法、监管执法出重拳，两次启动红色预警削峰减排、及时提示公众防护，加大京津冀及周边地区大气污染防治协作，提升公众环保意识、共同参与污染减排行动。但由于措施的种种弊端及不可持续性仍遭遇了年末连续空气重污染预警。（三）雾霾治理效果12月25日，中国社会科学院马克思主义研究院等单位发布2015年《公共服务蓝皮书》，根据调查，近四成人对雾霾治理成效不满意。蓝皮书指出，当前雾霾治理效果尚不明显，需要加大雾霾治理力度。2015年有9个城市在雾霾治理方面得分低于50分，郑州、长春、北京、石家庄、长沙等城市排名靠后。从全国总体样本分布来看，选择对雾霾治理情况“满意”或是“非常满意”的人数比例合计为28.06%，明显低于选择“不满意”或者“非常不满意”的人数比例（38.29%），此外有33.65%的受访人选择了“一般”。（四）空气净化塔技术应用于消除城市雾霾的现状荷兰达安·罗塞加德设计出世界上最大的空气净化器，采用离子净化技术实现净化城市空气的目的。据埃菲社6月28日报道，1979年出生的罗塞加德称，世界最大的空气净化器是一座高约6.5米的净化塔，可以吸入被污染的空气，经过净化后再排出干净的空气。报道称，在欧洲环境纳米解决方案（ENS）公司和荷兰代尔夫特理工大学专家的帮助下，罗塞加德的研究项目注册了如今已被医院普遍使用的基于离子技术的净化装置方面的专利，并采用轻型材料和LED装置，可以捕捉空气当中的PM2.5颗粒。二、空气净化塔项目技术性分析（一）空气净化塔项目原理空气净化塔的技术被医院普遍使用的基于离子技术的净化装置，用轻型材料和LED装置，捕捉空气当中的PM2.5颗粒。净化塔，可以吸入被污染的空气，经过净化后再将干净的空气排出。该装置中包含有一系列连接到高压电源的电极，空气净化塔通电后，空气中会产生一定数目的阳离子，这些阳离子可以吸收雾霾颗粒，负极的表面将被粘合在阳离子上的小颗粒吸收，对人体有害的雾霾颗粒将会被收集净化器内，在净化器内部通过特殊的科技，可以作用于常规的滤网系统无法净化的超微颗粒。适用于公共场所创造无雾霾圈，或者创造“洁净空气区域”，被净化范围内的空气比周围将干净70%。设备能在全球大城市中建立“无雾霾公园”。（二）空气净化塔生产工艺分析鉴于离子技术净化装置技术已经非常成熟，生产工艺难点主要集中在大型化中出现的问题，理论上分析只要解决大型化产生的具体问题，生产工艺方面不存在壁垒，但是需要谨慎选择合作伙伴或者研发技术团队。（三）空气净化塔项目运行成本分析1、占地单体空气净化塔占地面积约10平方米左右，可安装在地面、楼顶平台、工厂厂房顶等区域，可不占过多地面空间2、运营成本空气净化塔，高约7米，每小时净化30000立方米的空气，每小时1400瓦，大概与一台热水器的耗电量差不多。（四）空气净化塔项目较其他技术的优势目前空气净化器中最热门的方式是用HEPA滤网（高效微粒空气过滤器）进行物理过滤，标准的HEPA过滤器由化学纤维或玻璃纤维制成，通过细微纤维的絮状结构拦截经过滤网的空气中所含有的微小尘埃。常用的规格能够吸纳99.7％大小为0.3微米的悬浮微粒，对化学烟雾、细菌、尘埃微粒及花粉都有良好的过滤效果，但是无法滤除有害气体。HEPA滤网之外，还有孔径大的过滤网可以选用。它们不能滤除细微颗粒，但是能很好的去除大颗粒的植物纤维，种子，灰尘，霉菌，动物毛发，一方面去除多数过敏原，另外能有效保护后级的高效过滤器。有些市面出售的滤网可以直接装在空调的进气口或是风扇背后提供一定的净化作用，性价比很高。其他的净化方式里，物理吸附方式代表是活性炭和CPZ滤网。对于除臭及吸收有害气体都有相当的效果。臭氧，负离子和紫外线能杀菌，分解有害气体，但均对颗粒物无效。这里特别需要指出的是，空气清新剂，精油，熏香等物能够遮盖空气中的气味增加香氛，但并不能实际去除污染物，只有心理安慰的作用。（五）空气净化塔项目存在的不足及优化方案静电集尘方式，相对于HEPA效率略差，并且设计不当时容易产生粉尘二次污染和副产物臭氧。但是处理规模越大时静电集尘不需更换滤网的成本优势就越明显，因此多用于工业排放废气的除尘。针对以上问题必须选择高层次的研发团队最大程度解决技术难题。三、项目可行性分析（一）技术研发团队中央组织部“千人计划”专家、北京师范大学环境科学研究院研究员、博士生导师蔡宴朋教授为主的研发团队。蔡宴朋教授主要研究领域为水资源管理、流域系统分析与规划、环境与能源系统分析，目前在江苏盐城环保产业园拥有研发基地，占地至少应在300亩以上，前期投资在两千万人民币以上。（二）蔡宴朋简介1、学习经历（1）2000年，北京师范大学，获学士学位；（2）2003年，北京师范大学，获硕士学位；（3）2009年，加拿大里贾纳大学，获博士学位。2、工作经历（1）2006.03-2007.03，加拿大联邦环境部实习研究员；（2）2010.01-2010.09，加拿大达豪斯大学，博士后；（3）2010.10-2011.06，台湾师范大学，客座研究员；（4）2010.10-2013.02，加拿大里贾纳大学IEESC，环境科学家；（5）2013.03-至今，北京师范大学环境学院，研究员，博士生导师。3、社会任职（1）UNEP和UNDP咨询专家（2006-2009）；（2）InternationalAssociationofHydrologicalSciences(IAHS)会员；（3）InternationalSocietyforEnvironmentalInformationSciences(ISEIS)会员；（4）SolidWasteAssociationofNorthAmerica(SWANA)会员；（5）CanadianSocietyofCivilEngineers(CSCE)会员。4、获奖情况（1）中组部第四批“青年千人计划”引进人才（2013年）；（2）中国国家教育部优秀自费留学生奖（2008年）；（3）加拿大国际发展研究中心ECOPOLIS研究与设计奖（2008-2009）。5、论文专著（1）Liu,Y.,Huang,G.H.,Cai,Y.P.,Dong,C.(2013).AninexactdynamicoptimizationmodelforsupportingGHGemissionmitigationinSubeiRegion,NortheastChina.IntJGreenEnergy,inpress,DOI:10.1080/15435075.2012.740706.（2）Tan,Q.,Huang,G.H.,Cai,Y.P.(2013).Multi-sourcemulti-sectorsustainablewatersupplyundermultipleuncertainties:aninexactfuzzy-stochasticquadraticprogrammingapproach.WaterResourManag,27(2):451-473.（3）Cai,Y.P.(2012).Editorial:informaticsforsustainableenergydevelopmentandenvironmentalmanagement.EnvironSysRes,1:3.（4）Wu,F.F.,Wang,X.,Cai,Y.P.,Yang,Z.F.,Li,C.H.(2012).Spatiotemporalanalysisoftemperature-variationpatternsunderclimatechangeintheupperreachofMekongRiverbasin.SciTotalEnviron,inpress,doi:10.1016/j.scitotenv.2012.03.081.（5）Zeng,Y.,Cai,Y.P.,Jia,P.,JeeH.K.(2012).Developmentofaweb-baseddecisionsupportsystemforsupportingintegratedwaterresourcesmanagementinDaegucity,SouthKorea.ExpSysAppl,inpress,doi:10.1016/j.eswa.2012.02.065.（6）Cai,Y.P.,Huang,G.H.,Tan,Q.,Yang,Z.F.(2011).Anintegratedapproachforclimate-changeimpactanalysisandadaptationplanningundermulti-leveluncertainties.PartI:Methodology.RenewSustainEnergRev,15(6):2779-2790.（7）Cai,Y.P.,Huang,G.H.,Wang,X.etal.(2011).Aninexactprogrammingapproachforsupportingecologicallysustainablewatersupplywiththeconsiderationofuncertainwaterdemandbyecosystems,StochEnvResRiskA,25(5):721-735.（8）Tan,Q.,Huang,G.H.,Cai,Y.P.(2011).Radialintervalchance-constrainedprogrammingforagriculturalnonpoint-sourcewaterpollutioncontrolunderuncertainty.AgriWaterManag,98(10):1595-1606.（9）Tan,Y.Y.,Wang,X.,Li,C.H.,Cai,Y.P.,Yang,Z.F.,Wang,Y.L.(2011)EstimationofEcologicalFlowRequirementinZoigeAlpineWetlandofSouthwestChina.EnvironEarthSci,inpress,doi:10.1007/s12665-011-1392-2.（10）Cai,Y.P.,Huang,G.H.etal.(2010).Identificationofoptimalstrategiesforimprovingeco-resiliencetofloodsinecologicallyvulnerableregionsofawet