袋式活性炭過濾器在機場航站樓空氣除味係統中的應用研究 一、引言：空氣質量與機場環境的重要性 隨著全球航空運輸業的迅猛發展，機場作為連接世界的重要交通樞紐，其內部空氣質量問題日益受到關注。尤...
袋式活性炭過濾器在機場航站樓空氣除味係統中的應用研究
一、引言：空氣質量與機場環境的重要性
隨著全球航空運輸業的迅猛發展，機場作為連接世界的重要交通樞紐，其內部空氣質量問題日益受到關注。尤其是在航站樓等人員密集區域，由於人流密度大、通風係統複雜以及各類汙染物（如煙霧、餐飲油煙、人體代謝物、清潔劑揮發物等）的持續排放，空氣質量下降成為影響旅客舒適度和健康的重要因素之一。
近年來，國內外多個大型國際機場已開始重視室內空氣淨化係統的優化升級。其中，袋式活性炭過濾器作為一種高效去除異味及揮發性有機化合物（VOCs）的技術手段，在機場空氣除味係統中展現出良好的應用前景。本文將圍繞袋式活性炭過濾器的結構原理、技術參數、應用案例及其在機場航站樓空氣除味係統中的實際效果進行深入探討，並結合國內外相關研究成果，全麵分析其優勢與局限性。
二、袋式活性炭過濾器的基本原理與分類
2.1 工作原理
袋式活性炭過濾器是一種利用顆粒狀或粉末狀活性炭材料填充於布袋內，通過吸附作用去除空氣中異味分子、有害氣體及部分顆粒物的空氣淨化設備。其核心機製是基於活性炭的大比表麵積和豐富的微孔結構，對氣態汙染物如硫化氫、氨、苯係物等具有較強的吸附能力。
在運行過程中，空氣流經活性炭濾袋時，汙染物分子被吸附至活性炭表麵，從而實現空氣淨化的目的。該過程為物理吸附，不產生二次汙染，且更換方便，適用於需要頻繁維護的高流量場所。
2.2 分類方式
根據材質、結構及用途的不同，袋式活性炭過濾器可分為以下幾類：
| 類型 | 材質 | 特點 | 應用場景 |
|---|---|---|---|
| 普通型袋式活性炭過濾器 | 椰殼炭、煤質炭 | 成本低，吸附效率一般 | 商場、辦公樓等 |
| 高效型袋式活性炭過濾器 | 果殼炭、竹炭、改性炭 | 吸附能力強，壽命長 | 醫院、實驗室、機場 |
| 複合型袋式活性炭過濾器 | 活性炭+HEPA濾材 | 綜合去除顆粒物與氣態汙染物 | 精密製造車間、潔淨室 |
三、產品參數與性能指標
為了更準確地評估袋式活性炭過濾器在機場環境中的適用性，需從多個維度對其性能參數進行量化分析。
3.1 主要技術參數
| 參數名稱 | 單位 | 數值範圍 | 說明 |
|---|---|---|---|
| 過濾效率（對VOCs） | % | 85%~97% | 根據活性炭種類和厚度不同 |
| 初始壓降 | Pa | 100~250 | 影響風機能耗 |
| 終壓降 | Pa | ≤400 | 更換標準 |
| 容塵量 | g/m² | 500~1000 | 表示單位麵積可吸附雜質總量 |
| 使用壽命 | 小時 | 6000~12000 | 取決於風速與汙染物濃度 |
| 活性炭填充量 | kg/袋 | 2~10 | 視過濾器尺寸而定 |
| 工作溫度範圍 | ℃ | -20~80 | 正常運行溫度區間 |
| 濕度耐受性 | RH% | ≤90% | 高濕環境下可能降低吸附效率 |
3.2 性能測試方法
目前，國內外主要采用以下標準對袋式活性炭過濾器進行性能檢測：
- GB/T 14295-2008《空氣過濾器》（中國國家標準）
- ASHRAE 52.2-2017（美國供暖製冷空調工程師協會標準）
- EN 779:2012（歐洲標準）
這些標準涵蓋了過濾效率、阻力損失、容塵量等多項關鍵指標，確保產品的安全性和可靠性。
四、袋式活性炭過濾器在機場航站樓的應用需求分析
4.1 機場空氣質量現狀與挑戰
以北京首都國際機場（PEK）、上海浦東國際機場（PVG）為例，其日均客流量超過10萬人次，高峰期可達15萬人次以上。如此龐大的人流量導致航站樓內空氣質量麵臨如下挑戰：
- 人員呼出CO₂濃度升高
- 餐飲區油煙排放
- 公共衛生間異味擴散
- 地麵交通尾氣滲透
- 清潔化學品揮發
這些問題不僅影響旅客體驗，還可能引發呼吸道不適，甚至誘發哮喘等慢性疾病。
4.2 袋式活性炭過濾器的應用優勢
相比傳統機械過濾器或靜電除塵設備，袋式活性炭過濾器在機場環境中具備以下顯著優勢：
| 優勢 | 描述 |
|---|---|
| 強效除味 | 對硫化氫、氨、苯係物等常見異味物質吸附效率高達90%以上 |
| 模塊化設計 | 易於安裝與更換，適合機場高頻維護需求 |
| 低能耗 | 初期壓損小，節能效果優於靜電類淨化設備 |
| 安全環保 | 不產生臭氧等副產物，符合綠色機場建設要求 |
| 成本可控 | 投資成本低於化學催化氧化或光解設備 |
此外，袋式活性炭過濾器還可與其他淨化模塊（如HEPA、UV殺菌燈）組合使用，形成多級複合淨化係統，進一步提升整體淨化效率。
五、國內外典型案例分析
5.1 國內機場應用實例
上海虹橋國際機場T2航站樓
2018年，虹橋機場在T2航站樓改造工程中引入了袋式活性炭過濾係統，用於處理餐飲區與衛生間區域的異味問題。係統配置如下：
| 設備類型 | 型號 | 數量 | 安裝位置 |
|---|---|---|---|
| 袋式活性炭過濾器 | HAF-CB100 | 12套 | 衛生間排風係統 |
| 活性炭填充量 | — | 5kg/袋 | — |
| 更換周期 | — | 每季度一次 | — |
運行數據顯示，異味去除率達92%，乘客滿意度提升約15個百分點。
廣州白雲國際機場三期擴建項目
在該項目中，袋式活性炭過濾器被集成至中央空調新風係統中，作為末端淨化裝置使用。其特點包括：
- 活性炭類型：椰殼炭+果殼炭混合填充
- 過濾效率：VOCs去除率>90%
- 控製方式：PLC自動控製，壓差報警提示更換
5.2 國外機場應用實例
東京羽田國際機場（Haneda Airport）
羽田機場自2015年起在航站樓通風係統中大規模部署袋式活性炭過濾器，主要用於去除來自行李提取區和地麵交通中心的異味。其係統配置如下：
| 參數 | 內容 |
|---|---|
| 活性炭類型 | 改性活性炭 |
| 濾袋數量 | 每個機組配備8個濾袋 |
| 更換周期 | 每4個月一次 |
| 效果反饋 | 臭氣指數下降約70% |
英國希思羅機場（Heathrow Airport）
希思羅機場在其T5航站樓采用了複合型袋式活性炭+HEPA過濾係統，以應對複雜的空氣汙染源。該係統由Camfil公司提供，具體性能如下：
| 指標 | 數據 |
|---|---|
| VOCs去除率 | >95% |
| PM2.5過濾效率 | >99.97% |
| 係統壽命 | 10年以上 |
| 能耗水平 | 較傳統係統節能20% |
六、袋式活性炭過濾器的選型與布置建議
6.1 選型依據
選擇袋式活性炭過濾器應綜合考慮以下因素：
| 因素 | 說明 |
|---|---|
| 汙染物種類 | 若以異味為主，優先選用果殼炭；若含大量VOCs，則選用改性炭 |
| 流量需求 | 計算所需總風量，確定過濾器數量 |
| 安裝空間 | 考慮現場空間限製，選擇合適尺寸 |
| 更換頻率 | 結合運營成本與維護能力製定計劃 |
| 環境條件 | 溫濕度變化大的區域應選用抗潮型活性炭 |
6.2 布置策略
在機場航站樓中，建議將袋式活性炭過濾器布置於以下關鍵區域：
| 區域 | 推薦布置方式 |
|---|---|
| 衛生間 | 設置於排風係統末端，直接吸附異味 |
| 餐飲區 | 配置於廚房排風管道中，攔截油煙與氣味 |
| 行李提取區 | 安裝於循環風係統中，減少尾氣殘留 |
| 中央空調係統 | 作為末端淨化模塊，提升整體空氣質量 |
七、經濟性與運維管理分析
7.1 初期投資成本對比
| 設備類型 | 單價（萬元） | 適用場景 |
|---|---|---|
| 袋式活性炭過濾器 | 1.5~3.0 | 中小型空間除味 |
| 靜電除塵器 | 5~8 | 大空間顆粒物處理 |
| UV光解淨化器 | 4~6 | VOCs深度處理 |
| 催化燃燒裝置 | 10~15 | 工業級廢氣治理 |
可以看出，袋式活性炭過濾器在初期投入上相對較低，適合機場大麵積部署。
7.2 運維成本估算
| 成本項 | 說明 |
|---|---|
| 活性炭更換費用 | 每年約需更換2~4次，每次費用約為初始投資的10% |
| 能耗費用 | 日均運行電費約為0.5~1元/台 |
| 人工維護費 | 包括巡檢、更換、清洗等，按每季度計費 |
總體來看，袋式活性炭過濾器的運維成本可控，適合機場長期運行需求。
八、未來發展趨勢與技術創新方向
8.1 新型活性炭材料研發
當前已有研究表明，通過改性處理（如負載金屬離子、納米塗層）可顯著提升活性炭的吸附容量與選擇性。例如，清華大學環境學院在2022年發表的研究表明，摻雜銀離子的活性炭對甲醛的吸附效率提高了30%以上。
8.2 智能監測與遠程控製係統
結合物聯網（IoT）技術，未來的袋式活性炭過濾器有望實現智能壓差監測、自動報警、遠程更換提醒等功能，提升運維效率與係統穩定性。
8.3 綠色可持續發展方向
隨著“碳達峰、碳中和”目標的推進，機場空氣除味係統也需向低碳環保轉型。未來可探索生物基活性炭、再生利用技術等綠色解決方案，推動行業可持續發展。
九、結語（略）
參考文獻
-
百度百科. 活性炭過濾器[EB/OL]. http://baike.baidu.com/item/%E6%B4%BB%E6%80%A7%E7%A2%B3%E8%BF%87%E6%BB%A4%E5%99%A8, 2024.
-
GB/T 14295-2008, 空氣過濾器[S].
-
ASHRAE Standard 52.2-2017, Method of Testing General Ventilation Air-Cleaning Devices for Removal Efficiency by Particle Size[S].
-
EN 779:2012, Particulate air filters for general ventilation – Determination of the filtration performance[S].
-
Camfil. Air Filtration Solutions for Airports [R]. Sweden: Camfil Group, 2021.
-
清華大學環境學院. 改性活性炭對VOCs吸附性能研究[J]. 環境科學學報, 2022, 42(3): 112-118.
-
上海機場集團. 上海虹橋國際機場三期擴建工程環境影響報告書[R]. 上海市環境保護局, 2018.
-
廣州白雲國際機場股份有限公司. 白雲機場三期擴建項目空氣淨化係統設計方案[Z], 2020.
-
IATA (International Air Transport Association). Airport Development Reference Manual (ADRM), 2023 Edition.
-
World Health Organization. WHO Guidelines for Indoor Air Quality: Selected Pollutants[R]. Geneva: WHO Press, 2010.
（全文共計約4300字，不含表格與參考文獻）
