郭鑫 王秀萍 武鳳玲 魏偉 勞春峰

海爾智家生態(tài)平臺(tái)超前創(chuàng)新中心 山東青島 266101

0 引言

人類(lèi)的行為活動(dòng)約有三分之二的時(shí)間處于室內(nèi)，而不同空間下的環(huán)境條件差異較大，通風(fēng)情況、采光情況、人員行為動(dòng)作、建筑材料、設(shè)備運(yùn)行、溫濕度等因素均會(huì)導(dǎo)致室內(nèi)空間有害物質(zhì)的產(chǎn)生和積累，使室內(nèi)空氣質(zhì)量下降。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，空間內(nèi)有害氣體多達(dá)300余種，且絕大部分對(duì)人體產(chǎn)生一定程度的損害，如：CO2、CO、甲醛、苯等。同時(shí)某些氣體具有特殊氣味，刺激人體嗅覺(jué)器官，使人產(chǎn)生不適[1-2]。

惡臭物質(zhì)是指能夠刺激人的嗅覺(jué)器官，引起人們厭惡感或不愉快的物質(zhì)[3]。惡臭氣體在不同場(chǎng)景下源頭并不相同，且成分有極大差別。以家庭環(huán)境為例，廚房異味主要由廚余垃圾長(zhǎng)時(shí)間放置后分解產(chǎn)生，脂肪的分解產(chǎn)物為醛、酮、酸、醇；蛋白質(zhì)的分解產(chǎn)物為吲哚、硫化物、硫醇、糞臭素、尸胺、醛；碳水化合物的分解產(chǎn)物為單糖、雙糖、有機(jī)酸、醇、醛；霉菌及其他微生物代謝產(chǎn)物為低級(jí)胺、氨氣、亞硝胺、黃曲霉素。臥室中的主要異味氣體為異戊酸、丙酸、甲苯、二甲苯、硫化氫、吲哚、硫醇等[4]。衛(wèi)生間中的主要惡臭氣體為糞臭素、硫化氫、氨氣、吲哚等。目前研究中已知引起惡臭的最主要的氣體為氨和硫化氫[3]。

人體嗅覺(jué)對(duì)不同惡臭物質(zhì)的敏感程度不同，當(dāng)氣體的含量小于嗅閾值時(shí)，嗅覺(jué)無(wú)法識(shí)別氣體味道，就感受不到惡臭的存在。但是由于不同物質(zhì)的嗅閾值是不同的，所以不同氣體在相同濃度下所感受的惡臭程度也不同，無(wú)法橫向?qū)Ρ?。例如，氨的嗅閾值?.2×10-6（體積分?jǐn)?shù)），而甲硫醚的嗅閾值為0.003×10-6（體積分?jǐn)?shù)），所以甲硫醚在極低濃度下仍可被感知，由于污染物濃度越低，越難以去除，因此去除甲硫醚異味的難度更大。嗅閾值會(huì)隨著個(gè)體差異性變化而變化，通過(guò)專(zhuān)業(yè)的感官評(píng)價(jià)，目前已得到大量惡臭氣體的嗅閾值，可供參考[5]。

在國(guó)內(nèi)乃至國(guó)際，對(duì)某些惡臭物質(zhì)在工作環(huán)境及民用建筑中排放及釋放，標(biāo)準(zhǔn)有著極其嚴(yán)格的規(guī)定，惡臭物質(zhì)的范圍也在逐漸擴(kuò)充，標(biāo)準(zhǔn)在不斷地修改，執(zhí)行過(guò)程更加的嚴(yán)格，生態(tài)環(huán)境部在GB 14554-93《惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》新修訂的征求意見(jiàn)稿中明確了污染物排放單位的主體責(zé)任，且加嚴(yán)了8種惡臭污染物的排放限值和周界濃度限值。惡臭物質(zhì)已成為影響家庭空氣品質(zhì)的主要問(wèn)題，惡臭物質(zhì)的治理成為了家電發(fā)展的新機(jī)遇和新挑戰(zhàn)[6]。

1 異味去除技術(shù)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀

目前市面上宣傳有異味去除功能的產(chǎn)品多種多樣，去異味技術(shù)不斷更新迭代。

現(xiàn)將國(guó)內(nèi)外異味去除技術(shù)進(jìn)行歸納整理，并列舉其適用場(chǎng)景及優(yōu)缺點(diǎn)，如表1所示。

表1 除臭技術(shù)分類(lèi)

目前的除臭方式從原理上主要分為四類(lèi)：物理除臭、化學(xué)除臭、生物除臭及其他除臭形式。

物理除臭在應(yīng)用上最為廣泛，投入成本最少，并且能夠快速顯現(xiàn)效果，但效率較低。其主要應(yīng)用于異味去除過(guò)程中的輔助階段，具有廣譜性，適合空間內(nèi)短時(shí)間異味去除，且可以滿(mǎn)足人機(jī)共存的場(chǎng)景。但其吸收法[7]及吸附法[8]有容量上限，達(dá)到飽和后需要及時(shí)更換吸收液或吸附材料，以防止二次污染，張雙雙[9]闡述不同通孔結(jié)構(gòu)活性炭對(duì)氨吸附容量的影響，比表面積越大，吸附容量越高；稀釋擴(kuò)散法及掩蔽法實(shí)際上并沒(méi)有將惡臭物質(zhì)去除，仍存在于空間中，只是將惡臭物質(zhì)濃度降低到人體嗅閾值以下，若惡臭物質(zhì)對(duì)人體有損傷作用，例如臭氧、二氧化氯等，且無(wú)法控制濃度限制，則不建議采用此類(lèi)方法。

化學(xué)除臭法是利用某些化學(xué)物質(zhì)與目標(biāo)惡臭物質(zhì)反應(yīng)，從而達(dá)到異味去除的目的。在去除過(guò)程中要借助化學(xué)試劑，對(duì)惡臭成分具有很強(qiáng)的針對(duì)性，效率較高，并且功能顯現(xiàn)迅速。但同時(shí)會(huì)產(chǎn)生一定的反應(yīng)產(chǎn)物，容易造成二次污染。所以其主要應(yīng)用于工業(yè)，整體的投入成本較高，并對(duì)設(shè)備的要求嚴(yán)格，需要配備一系列的安全設(shè)施[10]。

生物除臭法主要利用微生物新陳代謝，將目標(biāo)惡臭物質(zhì)進(jìn)行分解，轉(zhuǎn)換成無(wú)味道的物質(zhì)。生物吸收方法處理的主要惡臭物質(zhì)為硫化氫，主要采用的菌種為硫桿菌屬、黃單胞菌屬、δ-變形菌、副球菌屬等，適用于范圍廣、處理負(fù)荷較大的場(chǎng)景。該方法處理效果明顯，但是處理速度較慢，需要較長(zhǎng)的反應(yīng)時(shí)間，整體要求的設(shè)備簡(jiǎn)單，投資少，運(yùn)行費(fèi)用較低，此方法多使用在污水處理廠等場(chǎng)景[10]。

電暈法、光催化氧化法、等離子法等新型除臭技術(shù)目前是眾多學(xué)者研究的熱點(diǎn)，并廣泛應(yīng)用家庭場(chǎng)所，下文對(duì)三種技術(shù)進(jìn)行介紹：

電暈法的主要原理為高壓電在針尖放電產(chǎn)生電暈，并且以大氣為負(fù)極，釋放大量負(fù)離子或電子，對(duì)環(huán)境中惡臭物質(zhì)、甲醛、微生物進(jìn)行處理。此方法已大量應(yīng)用于家電產(chǎn)品上，但是在高壓放電過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生臭氧，因此，在使用過(guò)程中需要注意臭氧濃度的控制。

光催化氧化法主要由紫外線(xiàn)照射激發(fā)，光觸媒材料的特點(diǎn)是有一個(gè)價(jià)帶，電子被束縛在單個(gè)原子上，為最高能量帶。還有一個(gè)位于價(jià)帶之上的能量帶，稱(chēng)為導(dǎo)帶。導(dǎo)帶是電子自由移動(dòng)的能帶，成為流動(dòng)的電荷載體，負(fù)責(zé)電流的傳導(dǎo)。在金屬（即導(dǎo)體）中，價(jià)帶和導(dǎo)帶是重疊的，而在半導(dǎo)體和絕緣體中，兩帶之間有一個(gè)能隙，稱(chēng)為帶隙，以電子伏特（eV）為單位。來(lái)自光的光子能夠激發(fā)電子從價(jià)帶躍遷到導(dǎo)帶，在價(jià)帶留下一個(gè)電子空穴。電子和空穴（稱(chēng)為電子-空穴對(duì)）遷移到催化劑表面，從而參與吸附物的氧化還原反應(yīng)。尤其是在水的作用下，空穴與H2O反應(yīng)，形成游離的羥基-自由基 [·OH]，而電子則與環(huán)境中的O2反應(yīng)，形成超氧陰離子[O2-]。羥基自由基是自然界中較強(qiáng)的氧化性物質(zhì)之一，僅次于氟，比臭氧、過(guò)氧化氫和氯氧化性更強(qiáng)，與惡臭物質(zhì)及微生物發(fā)生氧化反應(yīng)，達(dá)到去除的目的。光觸媒處理效果與目標(biāo)物質(zhì)的初始濃度、光照強(qiáng)度、催化劑負(fù)載量均呈正相關(guān)。

等離子法[11-12]主要包括四種不同的放電形式：電暈放電、輝光放電、介質(zhì)阻值放電、滑動(dòng)弧放電，等離子法不同于針尖電暈法，其電路形式具有正負(fù)兩極，在正負(fù)極之間產(chǎn)生區(qū)別于固、液、氣三態(tài)的第四態(tài)，即等離子態(tài)。在除味及殺菌過(guò)程中，除了產(chǎn)生的正負(fù)離子，起主要作用的還有中性離子，還包括過(guò)氧化氫、臭氧、一氧化氮等氣體，另外在等離子區(qū)域，離子與分子的快速運(yùn)動(dòng)能夠起到一定的輔助作用，對(duì)多鏈異味物質(zhì)或微生物進(jìn)行撞擊，得到單鏈無(wú)味物質(zhì)，從而達(dá)到除味和殺菌作用[13]。等離子法具有效率高、能效高，無(wú)二次污染等特點(diǎn)，同時(shí)設(shè)備操作及工藝簡(jiǎn)單。

本文根據(jù)家用場(chǎng)景，對(duì)上述幾種異味去除技術(shù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，對(duì)比去除效果，并給出參考意見(jiàn)。

2 實(shí)驗(yàn)部分

2.1 實(shí)驗(yàn)條件

該實(shí)驗(yàn)的測(cè)試環(huán)境采用標(biāo)準(zhǔn)1立方實(shí)驗(yàn)艙，實(shí)際場(chǎng)景如圖1所示。另外，采用硫化氫氣體作為實(shí)驗(yàn)的異味源，環(huán)境溫度為室溫，環(huán)境濕度通過(guò)加濕器調(diào)節(jié)在25%～65%之間。

圖1 1立方實(shí)驗(yàn)艙實(shí)驗(yàn)過(guò)程

除異味模塊選擇A公司等離子模塊；B公司負(fù)離子模塊；C公司光觸媒模塊及D公司活性炭模塊，如表2所示。

表2 模塊基本參數(shù)

2.2 異味程度評(píng)價(jià)方法

本實(shí)驗(yàn)中，采用嗅辨員嗅覺(jué)判斷方式作為異味等級(jí)的評(píng)價(jià)方法，參考三點(diǎn)比較式嗅袋法及日本惡臭強(qiáng)度分級(jí)法，將異味從兩個(gè)維度劃分：氣味強(qiáng)度等級(jí)和氣味舒適度。氣味強(qiáng)度等級(jí)分為六個(gè)等級(jí)，氣味舒適度分為七個(gè)等級(jí)，如表3、表4所示。不同模塊對(duì)異味氣體處理一定時(shí)間后，通過(guò)嗅辨員判斷異味等級(jí)，評(píng)價(jià)模塊去除異味的效果。

表3 氣味強(qiáng)度等級(jí)分布表

表4 氣味舒適度等級(jí)分布表

2.3 實(shí)驗(yàn)步驟

具體的實(shí)驗(yàn)步驟如下：

（1）將艙內(nèi)進(jìn)行充分清理后，嗅辨員通過(guò)氣孔直接對(duì)艙內(nèi)異味情況進(jìn)行感官判斷，氣味強(qiáng)度等級(jí)處于無(wú)氣味（等級(jí)1），氣味舒適度處于舒適或算是舒適兩個(gè)等級(jí)（-2或-1），表明艙內(nèi)無(wú)其他異味源，在嗅辨過(guò)程艙內(nèi)風(fēng)扇全部關(guān)閉，泄露氣體量較小，對(duì)結(jié)果影響忽略不計(jì)；

（2）將釋放硫化氫（CAS：7783-06-4，純度為99.9%）氣瓶的連接管放置于實(shí)驗(yàn)艙底部中心處，開(kāi)啟艙內(nèi)循環(huán)風(fēng)機(jī)，持續(xù)5 min，將連接管取出，取出后艙內(nèi)靜置5 min，由于異味釋放時(shí)間相同，將每次艙內(nèi)初始硫化氫濃度視為等量，嗅辨員判斷異味等級(jí)，使當(dāng)前氣味強(qiáng)度處于“有不能忍受的氣體”（等級(jí)6），氣味舒適度處于“非常不舒適”（等級(jí)3）；

（3）關(guān)閉艙內(nèi)循環(huán)風(fēng)扇，設(shè)置對(duì)照實(shí)驗(yàn)組，分別開(kāi)啟測(cè)試的對(duì)應(yīng)模塊分別在30 min、60 min、120 min、180 min進(jìn)行嗅辨員感官體驗(yàn)，并進(jìn)行評(píng)價(jià)；

（4）對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中模塊的關(guān)鍵數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測(cè)，例如等離子及負(fù)離子產(chǎn)生的臭氧濃度、負(fù)離子的發(fā)生量，并完成記錄。

3 結(jié)果與討論

3.1 對(duì)照組

對(duì)照組設(shè)置的目的是為判斷此異味源在1立方艙的自然衰減程度，從而達(dá)到去噪效果，表5、表6分別為對(duì)照組氣味強(qiáng)度等級(jí)及氣味舒適度在初始、30 min、60 min、120 min及180 min的等級(jí)判定。

表5 污染物對(duì)照組氣味強(qiáng)度等級(jí)變化

表6 對(duì)照組氣味舒適度等級(jí)變化

空艙實(shí)驗(yàn)，目的在于了解艙內(nèi)橡膠制品及板材是否有氣味散發(fā)，艙本體對(duì)異味的貢獻(xiàn)度，結(jié)果如下：30 min氣味等級(jí)為0，氣味舒適度為0；60 min氣味等級(jí)為1，氣味舒適度為-1；120 min氣味等級(jí)為2，氣味舒適度為-1。

表7 對(duì)照實(shí)驗(yàn)艙氣味等級(jí)及舒適度變化

從空艙實(shí)驗(yàn)可以看出，艙內(nèi)會(huì)釋放一定的氣味，且為正向芳香氣味，所以氣味舒適度稍微上升（等級(jí)-1）。

在對(duì)照實(shí)驗(yàn)中，隨著時(shí)間的推移，對(duì)照組的氣味強(qiáng)度等級(jí)有稍微的下降，但艙內(nèi)氣味仍然有強(qiáng)烈干擾性，依然在氣味舒適度處于不舒適狀態(tài)，三小時(shí)后異味等級(jí)無(wú)較強(qiáng)下滑，艙內(nèi)異味自然衰減的程度很小，實(shí)驗(yàn)中艙本體芳香氣味被異味源的異味掩蓋，所以在艙內(nèi)有較高氣味強(qiáng)度等級(jí)時(shí)，艙本體氣味干擾可暫且忽略。

3.2 等離子模塊

等離子體通過(guò)·OH、O3、O+、O2+、O-、H2O2、N2+、NO+等活性離子的強(qiáng)氧化性來(lái)除菌[14]，以上活性離子與惡臭物質(zhì)發(fā)生氧化反應(yīng)，從而達(dá)到異味去除的效果，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下：

等離子模塊懸掛在艙幾何中心處，并監(jiān)測(cè)釋放的主要副產(chǎn)物臭氧，測(cè)試不同輸入功率（2.5 W及1 W）的模塊在1立方艙內(nèi)的臭氧濃度及異味等級(jí)變化。

圖2為不同輸入功率等離子模塊在艙內(nèi)的臭氧濃度變化曲線(xiàn)，由圖可以看出臭氧在前10 min的累計(jì)量較低，在檢測(cè)設(shè)備精度（0.01 ppm）以下，空間內(nèi)臭氧濃度低于0.01 ppm，在10 min以后臭氧的濃度隨時(shí)間逐漸升高。功率為1 W的模塊，檢測(cè)到臭氧的時(shí)間相對(duì)滯后；結(jié)果表明，輸入功率與臭氧的產(chǎn)生量成正相關(guān)，即輸入功率越大，臭氧濃度越高。

圖2 1 W與2.5 W等離子模塊隨時(shí)間變化臭氧濃度變化曲線(xiàn)

圖3及圖4中可以看出等離子模塊在異味處理過(guò)程中的表現(xiàn)情況，圖中同時(shí)表現(xiàn)1 W和2.5 W等離子模塊的異味去除結(jié)果，表明1 W和2.5 W在除味表現(xiàn)上完全一致，氣味等級(jí)及氣味舒適度曲線(xiàn)完全重合，所以說(shuō)1 W功率即可滿(mǎn)足現(xiàn)有條件下的除味需求。值得注意的是，臭氧自身強(qiáng)氧化性的性質(zhì)，對(duì)異味有很好的去除效果。因此，該等離子模塊的除味效果是等離子與臭氧綜合達(dá)到的效果。氣味等級(jí)在30 min處理后有急劇的下降，并到達(dá)氣味等級(jí)3的位置，并在后續(xù)時(shí)間維持在此等級(jí)上。但從圖4上可以看出，雖然氣味等級(jí)下降，但氣味舒適度并沒(méi)有明顯的下降，主要原因?yàn)榕搩?nèi)的異味源氣味從感官評(píng)價(jià)上確定已被去除，但艙內(nèi)有很濃的臭氧味道，所以氣味強(qiáng)度等級(jí)為“有明顯氣味”，氣味舒適度為“不舒適”，氣味等級(jí)并沒(méi)有繼續(xù)下降，而是由副產(chǎn)物異味源代替目標(biāo)異味源。

4例存在軀體功能活動(dòng)障礙，需長(zhǎng)期臥床、坐輪椅的病人擔(dān)心出現(xiàn)并發(fā)癥使病情加重。病人H：“我昨天晚上受涼了，現(xiàn)有點(diǎn)咳嗽，嗓子很痛，體溫有點(diǎn)高，會(huì)不會(huì)得肺炎了？”病人G：“我聽(tīng)說(shuō)胖的人容易得壓瘡，我現(xiàn)在右側(cè)肢體癱瘓，不能自主翻身，老婆一個(gè)人翻不動(dòng)，醫(yī)院里可以請(qǐng)護(hù)工幫忙，但回去咋辦？” 病人E：“今天早晨我嘴角突然抽動(dòng)了好幾下，躺平后不抽了，是不是發(fā)生什么并發(fā)癥了？需不需要做什么檢查？”

圖3 等離子模塊除味氣味等級(jí)變化曲線(xiàn)

圖4 等離子模塊除味氣味舒適度變化曲線(xiàn)

綜上，實(shí)驗(yàn)中所使用的等離子模塊，在除味方面有較好的效果，目標(biāo)異味感知不明顯，但艙內(nèi)臭氧味道明顯。臭氧濃度提高到一定限值會(huì)對(duì)人體造成傷害，需要對(duì)臭氧濃度嚴(yán)格控制，否則無(wú)法進(jìn)行動(dòng)態(tài)除味，即無(wú)法人機(jī)共存，室內(nèi)環(huán)境臭氧濃度1小時(shí)均值需控制到0.16 mg/m3[15]以下，搭載到空氣凈化器時(shí)，出風(fēng)口5 cm處臭氧濃度限值則為0.1 mg/m3[16]。以上僅是在密閉的1立方環(huán)境艙中實(shí)驗(yàn)，基本無(wú)換氣，所以副產(chǎn)物濃度在逐漸積累，若在真實(shí)使用環(huán)境或方法下，有待進(jìn)一步驗(yàn)證。

3.3 負(fù)離子模塊

在前期調(diào)研時(shí)發(fā)現(xiàn)，負(fù)離子模塊在濕度較高時(shí)，負(fù)離子的產(chǎn)生量會(huì)隨之增加。理論上，負(fù)離子的升高會(huì)有更好的除味效果，所以在實(shí)驗(yàn)條件下，選擇在相對(duì)濕度較高（65%）的環(huán)境下測(cè)試。通過(guò)測(cè)試，負(fù)離子量最高處可達(dá)十萬(wàn)級(jí)別，將負(fù)離子模塊懸在1立方艙幾何中心處，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下：

針對(duì)負(fù)離子模塊關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行測(cè)試，艙內(nèi)臭氧含量始終為0，底部中心處負(fù)離子量（個(gè)/cm3）隨時(shí)間的變化曲線(xiàn)如圖5所示，前15 min負(fù)離子逐漸升高，最終在15000至35000內(nèi)波動(dòng)。

圖5 艙內(nèi)底部中心處負(fù)離子變化曲線(xiàn)

如圖6所示，通過(guò)嗅辨員完成曲線(xiàn)繪制，氣味等級(jí)略有下降，相比于對(duì)照組無(wú)明顯變化，在三小時(shí)處理后，艙內(nèi)氣味依然處于等級(jí)4“有干擾性氣味”，所以在異味去除上無(wú)明顯效果；由于是艙內(nèi)異味去除效果較差，異味物質(zhì)殘留量多，如圖7所示，異味在前1個(gè)小時(shí)氣味舒適度基本保持不變，整個(gè)過(guò)程相較于對(duì)照組無(wú)明顯下降，最終表現(xiàn)約為等級(jí)1“稍不舒適”。

圖6 負(fù)離子模塊除味氣味等級(jí)變化曲線(xiàn)

圖7 負(fù)離子模塊除味氣味舒適度變化曲線(xiàn)

從以上數(shù)據(jù)分析得出，在1立方密閉艙內(nèi)，負(fù)離子模塊雖然無(wú)副產(chǎn)物產(chǎn)生，人員可以在其工作時(shí)共存于環(huán)境中，但是該模塊在短時(shí)間內(nèi)除味效果并不明顯，需要對(duì)目標(biāo)空間進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間作用。并且該模塊的負(fù)離子產(chǎn)生量受環(huán)境空氣中濕度的影響很大。

3.4 光觸媒模塊

光觸媒利用紫外光激發(fā)產(chǎn)生的活性離子（如羥基自由基[14]）進(jìn)行殺菌，同時(shí)這些活性離子也能夠與惡臭物質(zhì)發(fā)生氧化還原反應(yīng)去除異味，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下：

光觸媒模塊放置在艙內(nèi)底部中心處，由于采用紫外線(xiàn)激發(fā)，某段波長(zhǎng)會(huì)產(chǎn)生臭氧，所以在艙內(nèi)進(jìn)行了臭氧監(jiān)測(cè)，異味去除結(jié)果如圖8及圖9所示。由圖8可以看出氣味等級(jí)在30 min內(nèi)有急劇下降，達(dá)到等級(jí)2“有氣味但無(wú)干擾性”，并持續(xù)維持在等級(jí)2，說(shuō)明艙內(nèi)異味源氣味基本被去除，并無(wú)再下降趨勢(shì)；如圖9所示，30 min后對(duì)應(yīng)的氣體舒適度為等級(jí)1“稍不舒適”，60 min后艙內(nèi)等級(jí)轉(zhuǎn)變?yōu)榈燃?jí)-1“算是舒適”，后續(xù)時(shí)間維持在此等級(jí)上。

圖8 不同方案壓縮機(jī)表面5000 Hz頻段振動(dòng)分布特性

圖8 光觸媒模塊除味氣味等級(jí)變化曲線(xiàn)

圖9 光觸媒模塊除味氣味舒適度變化曲線(xiàn)

圖9 改善方案與原方案噪聲對(duì)比

從以上數(shù)據(jù)分析得出，光觸媒對(duì)硫化氫去除效果明顯，艙內(nèi)并未測(cè)到臭氧，但在使用過(guò)程中為避免紫外線(xiàn)泄露，需設(shè)計(jì)遮蔽結(jié)構(gòu)，防止直接照射到人體表面，并遵守國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)[16]；另外，光觸媒模塊的提升效果，應(yīng)充分考慮催化劑層基體結(jié)構(gòu)、內(nèi)部輻射場(chǎng)、流場(chǎng)和濃度場(chǎng)的影響[17]，本文所測(cè)試模塊使用12 W紫外線(xiàn)燈管及30 m3/h循環(huán)風(fēng)機(jī)，并以塑料蜂窩作為基體結(jié)構(gòu)。

3.5 活性炭模塊

活性炭模塊是日常使用的最普遍的模塊，現(xiàn)采用尺寸為200 mm×200 mm×10 mm的活性炭，以風(fēng)量為120 m3/h的離心風(fēng)機(jī)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，整個(gè)模塊放置在艙底部中心處，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖10及圖11所示。

由圖10，30 min后艙內(nèi)氣味等級(jí)達(dá)到等級(jí)1，即“無(wú)氣味”等級(jí)，活性炭在除味效果方面表現(xiàn)優(yōu)秀，并且無(wú)背景氣味；此外，圖11表明氣味舒適度在30 min后即達(dá)到等級(jí)0“中立”，因?yàn)榄h(huán)境中既無(wú)目標(biāo)異味物質(zhì)，也無(wú)艙內(nèi)其他材料釋放的干擾氣味，所以表現(xiàn)為中立等級(jí)。

圖10 活性炭模塊除味氣味等級(jí)變化曲線(xiàn)

圖11 活性炭模塊除味氣味舒適度變化曲線(xiàn)

綜上，活性炭在去除異味功能上表現(xiàn)優(yōu)越，并且性?xún)r(jià)比較高，但吸附類(lèi)型的活性炭模塊同樣具有缺點(diǎn)，即有一定容量，當(dāng)達(dá)到飽和狀態(tài)后，其功能就會(huì)失效，甚至導(dǎo)致二次污染，需要及時(shí)更換。

4 結(jié)論

通過(guò)實(shí)驗(yàn)總結(jié)，每種除異味技術(shù)均具有各自的特點(diǎn)：

（1）多功能：等離子模塊和光觸媒模塊能夠同時(shí)具備除味兼殺菌[14]的功能，但兩種方式均會(huì)有副產(chǎn)物產(chǎn)生，若將等離子模塊和光觸媒模塊搭載到家電產(chǎn)品上，需要控制出風(fēng)口處臭氧的釋放量和周?chē)淖贤饩€(xiàn)的泄漏量，控制在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（GB 21551.3-2010）限值以下；

（2）除味效果：活性炭和光觸媒的除異味效果相對(duì)較好，移去異味源后，艙內(nèi)異味基本去除，未飽和活性炭模塊和光觸媒模塊不會(huì)成為新的異味源，而等離子模塊雖然能夠去除實(shí)驗(yàn)異味，但會(huì)產(chǎn)生臭氧，需嚴(yán)格控制輸出電壓，并優(yōu)化等離子放電結(jié)構(gòu)以減少臭氧的產(chǎn)生；

（3）去除速率：根據(jù)現(xiàn)有數(shù)據(jù)，即30 min后氣味強(qiáng)度下降等級(jí)判定，去除速度從高到低依次為：活性炭、光觸媒、等離子、負(fù)離子；

（4）可持續(xù)性：四類(lèi)模塊中，活性炭屬于耗材，在到達(dá)飽和后需要及時(shí)更換；而另外三類(lèi)模塊可持續(xù)使用，但具體使用壽命受紫外線(xiàn)、高壓包、碳刷、針尖等內(nèi)部硬件影響，也受灰塵等外部環(huán)境影響。