Biofiltrai su polimeriniu įkrovimu oro valymui nuo lakiųjų organinių junginių: tyrimai ir kūrimas
Oro filtrai yra kritinis ŠVOK (šildymo, vėdinimo ir oro kondicionavimo) sistemų komponentas, o vidaus aplinka užtikrina švarų orą. Su kvėpuojamomis dalelėmis susijęs pavojus sveikatai dabar yra geriau suprantamas, todėl tinkamo ŠVOK filtro nustatymas numatytam naudojimui dabar yra svarbesnis nei bet kada. Oro, kuriuo kvėpuojame, kokybė nuolat gerėja naudojant filtrus. Filtrai naudojami visame pasaulyje oro valytuvuose, bendrojoje ventiliacijoje, ligoninėse ir laboratorijose. Jie apsaugo ugniagesius nuo kenksmingų dujų įkvėpimo ir padeda apsaugoti žmones nuo oro taršos apskritai. Filtrai pagerina įvairių produktų, tokių kaip kompiuterio kietieji diskai, našumą ir priverčia šiuolaikinius automobilius veikti geriau.
Šiame straipsnyje gilinsimės į biofiltrų su polimeriniu įkrovimu tyrimus ir kūrimą, skirtų oro valymui nuo lakiųjų organinių junginių (LOJ). Aptarsime jų taikymą, efektyvumą, aerodinamines savybes ir naujausius tyrimų rezultatus.
Lakiųjų organinių junginių (LOJ) poveikis aplinkai ir jų mažinimo technologijos
Lakiųjų organinių junginių (LOJ) emisijos yra reikšmingas aplinkosaugos iššūkis, turintis įtakos tiek vidaus, tiek lauko oro kokybei. LOJ yra įvairių pramoninių procesų, buitinių produktų ir transporto priemonių išmetamųjų teršalų dalis. Jie gali prisidėti prie smogo susidarymo, pabloginti oro kokybę ir sukelti neigiamą poveikį žmonių sveikatai, įskaitant kvėpavimo takų problemas, alergijas ir kitas ligas. Be to, kai kurie LOJ yra kancerogeniški. Todėl efektyvių technologijų, skirtų LOJ mažinimui, kūrimas yra itin svarbus.
Biotechnologijos siūlo perspektyvius sprendimus LOJ mažinimui. Biofiltravimas, kaip viena iš tokių technologijų, naudoja mikroorganizmus skaidyti teršalus į mažiau kenksmingas medžiagas. Šiame procese ypatingą vaidmenį atlieka polimerinis įkrovimas, kuris gali pagerinti biofiltro efektyvumą ir stabilumą. Polimeriniai įkrovimai gali suteikti didesnį paviršiaus plotą mikroorganizmų kolonizacijai, taip pat pagerinti LOJ adsorbciją prieš jų biologinį skaidymą.
Aktyvuoto dumblo procesas ir IFAS – projektavimo taisyklės + gairės
Biofiltrai su polimeriniu įkrovimu: tyrimų metodika ir rezultatai
Pagrindinis šio darbo tikslas yra ištirti ir įvertinti biofiltro su polimeriniu įkrovimu efektyvumą ir aerodinamines savybes valant orą nuo LOJ. Tyrimas apima kelias dalis:
- Teorinis pagrindas: Aptariama LOJ taikymo ir poveikio klimato kaitai analizė, LOJ poveikis aplinkai ir jų mažinimo biotechnologijų ypatybės. Taip pat apžvelgiamas biologiniam oro valymui naudojamų įkrovimų tipai ir potencialiai matematinių modelių taikymas biofiltracijos procesams modeliuoti.
- Aerodinaminio atsparumo tyrimai: Pristatoma biofiltro su polimeriniu įkrovimu aerodinaminio atsparumo tyrimų metodika. Analizuojami gauti rezultatai ir išvados. Aerodinaminis atsparumas, kitaip tariant, slėgio kritimas, yra svarbus parametras, lemiantis energijos sąnaudas ir sistemos veikimo efektyvumą. Matuojant slėgio kritimą esant skirtingiems oro srautams, galima įvertinti filtro gebėjimą praleisti orą ir nustatyti optimalų veikimo režimą.
- Efektyvumo tyrimai: Aprašoma biofiltro efektyvumo tyrimų metodika. Pateikiama gautų rezultatų analizė ir išvados. Filtro efektyvumas matuojamas pagal tai, kokią dalį LOJ jis sugeba pašalinti iš oro. Tai gali būti vertinama pagal įvairius parametrus, tokius kaip dalelių sulaikymo talpa ir bendras LOJ pašalinimo procentas.
- Modeliavimo metodologija: Pristatomos biofiltro efektyvumo modeliavimo metodologijos, analizuojami gauti rezultatai ir išvados. Matematinių modelių naudojimas leidžia prognozuoti biofiltro veikimą įvairiomis sąlygomis ir optimizuoti jo dizainą bei eksploataciją.
Filtravimo standartai ir specifiniai filtrai
Filtrų veikimo reikalavimai ir specifikacijos yra apibrėžti pagal įvairius nacionalinius ir tarptautinius standartus. Šie standartai dažnai nurodo bandymo procedūras ir įrangą, kad būtų užtikrintas ir patikrintas jų atlikimas.
Filtravimo metodika: Filtrai dedami į bandomąjį aerozolį esant vardiniam terpės srautui nurodytu srauto greičiu. Išmatuojama provokuojančių dalelių masės koncentracija, esanti paskui filtrą ar terpę, ir ji lyginama su prieš srovę esančios masės koncentracija. Kartu su įsiskverbimo procentais taip pat matuojamas bandomojo produkto slėgio kritimas.
Didelio efektyvumo kietųjų dalelių oro (HEPA) arba ypač mažo skvarbumo oro (ULPA) filtrai yra naudojami medicinos įstaigose, laboratorijose, švariose patalpose, siekiant pašalinti mažas daleles, bakterijas ir kitus teršalus. Šie filtrai turi atitikti griežtus efektyvumo reikalavimus, apibrėžtus tokiuose standartuose kaip EN 1822, IEST RP-CC001 / 007 ir MIL STD.
Komponentų filtrų tikrinimo sistema apima aparatūros modulį, skirtą centralizuoti filtro bandymo sistemos valdymą ir greitai bei efektyviai rinkti matavimo duomenis. Filtruotojai siūlo analoginius ir skaitmeninius įėjimus ir išėjimus, kad galėtų išmatuoti ir valdyti siurblių ar pūstuvų srautą. Jie taip pat turi įvestis temperatūrai, slėgiui ir santykinei drėgmei nuskaityti. Automatinio filtro bandymo metu nustatomi dalelių dydžiai, kurie lemia trupmeninį filtro efektyvumą. Didžiausias skvarbos taškas (MPPS) gaunamas iš duomenų, kurių mažiausia filtro efektyvumo vertė arba didžiausia skvarba.
Vidaus degimo variklių ir kompresorių oro filtrai
Efektyvus vidaus oro valymas yra būtinas vidaus degimo varikliams ir kompresoriams, siekiant išvengti gedimų. Šiam tikslui naudojami specializuoti oro filtrai, kurių veikimas vertinamas pagal ISO 5011:2014 standartą. EUROLAB laboratorija siūlo paslaugas atliekant tokius filtrų tyrimus.
Inovatyvios oro valymo technologijos: Daikin "Flash Streamer"
Lietuvos rinkoje siūlomi ne tik tradiciniai filtrai, bet ir pažangios oro valymo technologijos. Vienas pavyzdžių yra Daikin "Flash Streamer" technologija, kuri atlieka kenksmingų medžiagų oksidacinį skaidymą. Ši technologija, sukurta 2004 metais, pasižymi žymiai didesniu oksidaciniu pajėgumu nei tradicinės plazmos spinduliuotės. "Streamer" išlydis yra plazmos išlydžio rūšis, stabiliai generuojanti įgreitintų elektronų staigų srautą, kuris efektyviai skaido teršalus ore.
Naujausias DAIKIN atliktas tyrimas parodė, kad oro valytuvai su "Flash Streamer" technologija vos per 2.5 minutės pašalino daugiau nei 99.98% ore esančio viruso HCoV-229E. Šis virusas priklauso tai pačiai šeimai kaip ir SARS-CoV-2 koronavirusas, sukėlęs COVID-19 pandemiją. Tai patvirtina technologijos efektyvumą kovojant su ore plintančiais patogenais.
Daikin, kaip pasaulyje pirmaujanti japonų tarptautinė šilumos siurblių ir oro kondicionierių gamintoja, nuolat siekia teikti išskirtinius produktus ir sisteminius įrenginius. Įmonė supranta, kad idealiam klimatui reikia daugiau nei tik šildymo ir vėsinimo, todėl oro valymo technologijos yra neatsiejama jų produktų dalis.
Lietuvos jaunųjų mokslininkų indėlis į mokslą
Lietuvos jaunųjų mokslininkų sąjungos (LJMS) iniciatyva kasmet apdovanojami geriausių per praėjusius metus Lietuvoje apgintų disertacijų autoriai. Šis konkursas, rengiamas nuo 2006 metų, skatina jaunus mokslininkus siekti aukščiausios kokybės ir visuomenei svarbios mokslinės veiklos. Konkursą remia įvairios organizacijos, pavyzdžiui, DnB NORD bankas ir AB TEO LT, kurios įsteigia premijas už geriausias disertacijas įvairiose mokslo srityse, įskaitant aplinkosaugos tematiką.
Prezidentė Dalia Grybauskaitė, sveikindama jaunuosius mokslininkus, pabrėžė, kad kūrybingi, išsilavinę žmonės yra pagrindinis šalies klestėjimo variklis. Konkurso nugalėtojai, tokie kaip fizikas Jūras Mickevičius ir filologas Vytautas Rinkevičius, savo darbais prisideda prie mokslo pažangos Lietuvoje. Vertinimo komisijos, sudarytos iš patyrusių Lietuvos ir užsienio mokslininkų, atrenka geriausius darbus, atsižvelgdamos į mokslinių tyrimų svarbą, metodologijos naujumą ir išvadų pagrįstumą. Geriausių disertacijų autoriai vėliau kviečiami tapti kitų metų konkurso vertintojais, taip užtikrinant tęstinumą ir kokybę. Šios iniciatyvos dalis yra ir LJMS vykdomas projektas "Jaunųjų mokslininkų tinklo plėtra", finansuojamas EEE ir Norvegijos finansinių mechanizmų.
tags: #mazo #nasumo #oro #valymo #biofiltru #tyrimai
