Luchtzuivering

Een biofilter

Luchtzuivering, luchtreiniging, of luchtfiltering is de behandeling van lucht waarbij door middel van een bepaalde methode onzuiverheden uit de lucht verwijderd worden.

Algemeen

Een gaswasser

Luchtzuivering doelt op het zuiveren van de lucht van onzuiverheden. Deze onzuiverheden kunnen van microbiologische aard zijn (pollen, schimmels, sporen, bacteriën, virussen) of van organische of anorganische aard zijn (koolstof, teer, dieselroet, minerale stoffen). Ook de grootte van de onzuiverheden speelt een rol. Zo kan gesproken worden van grof stof, fijn stof, ultrafijn stof en de gasvormige fase, gaande van tientallen µm tot onder het nanometrische niveau.na

De keuze voor een bepaalde luchtzuiveringstechniek dient steeds bekeken te worden in het licht van de op te lossen problematiek en aan het gewenste eindresultaat. De effectiviteit van een bepaalde luchtzuiveringstechniek hangt af van verschillende parameters zoals efficiëntie, energieverbruik, onderhoud, geluid en investering.

Luchtzuivering kan betrekking hebben op binnenlucht of op afgassen (emissies). Binnen deze twee categorieën kan dan nog gekeken worden naar stofverwijdering en geurverwijdering. De verschillende technieken voor stofverwijdering en geurverwijdering zullen de hoofdthema's vormen van dit artikel.

Stofverwijdering

Er bestaan vier grote groepen van technieken om lucht te reinigen op het gebied van stofverwijdering en dit zowel voor binnenlucht als voor emissie-stromen. Er bestaan daarnaast enkele alternatieven, die in geen van de vier grote groepen thuis horen.

Mechanische filters

Draagbaar HEPA filter

Mechanische luchtfilters verwijderen deeltjes uit de luchtstroom doordat deeltjes zich hechten aan het oppervlak van de vezels in het filtermedium. Geldende normen voor deze filters zijn EN779 en EN1822, voor respectievelijk grof- en fijnfilters en HEPA-filters. De mechanismen waarop de deeltjes in contact komen met de vezels in de filtermedia zijn: zeven, interceptie en diffusie. Naarmate de filters meer vuil verzamelen, daalt het rendement.

Zeven

Zeven treedt op wanneer de openingen in het filter kleiner is dan de diameter van de deeltjes waarvoor het filter is ontworpen om te vangen. Dit principe is van toepassing op de meeste filterontwerpen en is gerelateerd aan de grootte van het deeltje en de openingen van het filter. Een gaas kan als filter dienen.

Interceptie

Een deeltje moet om door een vezel te worden opgeschept zich binnen de afstand van die vezel bevinden die gelijk is met de straal van zichzelf. Het deeltje maakt dus contact met de vezel en wordt opgepakt. Het traagheidsmoment van het gezeefde deeltje is niet groot genoeg om het deeltje verder te laten gaan. Het volgt dus de luchtstroom totdat het in contact met een vezel komt.

Diffusie

Diffusie treedt op wanneer de brownse beweging van een deeltje dat deeltje met een vezel in contact doet komen. Diffusie is vooral een belangrijk mechanisme bij deeltjes met kleinere diameters, bijvoorbeeld < 1 µm.

Het gecombineerde effect van deze mechanismen bepaalt de efficiëntie van een mechanisch filter. Mechanische filters moeten vaker worden gereinigd of vervangen, naarmate er meer vuil op het filter blijft zitten.

Elektrostatische filters of Electrets

Vezel- of rasterfilters worden in de fabriek door statisch geladen. De statische lading trekt vuildeeltjes uit de lucht aan die door de luchtreiniger stroomt. Deze blijven dan aan het filter kleven. Op den duur raakt het filter vol en moet het worden vervangen of gereinigd.

Elektrostatische precipitatoren of laad-vangfilters

Schema van een elektrostatische afscheider

De vuildeeltjes in de lucht die door de reiniger stroomt, worden elektrisch geladen, negatief of positief. Dan wordt de lucht tussen twee metalen platen geleid. Die platen zijn ook elektrisch geladen, maar met een tegenovergestelde lading. Daardoor wordt het vuil door de platen aangetrokken en blijft het eraan plakken.

Hier zijn ook verschillende modellen elektrofilters voor verschillende toepassingen, elk met hun eigen specifieke eigenschappen.

Ionisatoren

Luchtionisatoren laden door het apparaat stromende moleculen op door hoge spanning of UV-licht. De ionen worden niet in het apparaat opgevangen, maar omdat ze elektrisch zijn geladen, slaan ze op een oppervlak neer met een tegengestelde lading. Daarnaast zorgt de ionisatie van de lucht ervoor dat bepaalde chemische stoffen een reactie met elkaar aangaan. Het idee hierachter is dat luchtverontreinigingen zo worden afgebroken tot minder schadelijk stoffen.

Alternatieven

Hydrocycloon

Hydrocycloonfilters zijn bijzonder geschikt voor het afscheiden van grove stofdeeltjes en worden daarom vaak als voorfilter gebruikt, om de gebruikstijd van het fijnfilter te verlengen. Cycloonfilters werken volgens het principe van de cycloonafscheider. De lucht wordt door in het filterhuis aanwezige kanalen in draaiing gebracht, waardoor de stofdeeltjes tegen de wand van het huis worden geslingerd en in de stofverzamelbak vallen.

Geurverwijdering

Geurverwijdering is een meer complex aspect van luchtzuivering. Standaardoplossingen voor geurproblemen bestaan niet.

Adsorptie

Chemisorptie (door middel van actieve kool of zeoliet) of ionisatie vormen de meest courante oplossingen voor geurbestrijding.

Biofiltratie

Biofiltratie is ook een manier van luchtzuivering die focust op geurverwijdering: in een bed met biologisch actief materiaal (biomassa) of een met biomassa gevulde behuizing, wordt luchtverontreiniging geadsorbeerd en door micro-organismen geoxideerd tot water, kooldioxide en eventueel zouten. Mogelijke bedmaterialen zijn: heide/turf, compost. Om een betere procesbeheersing, en daarmee een hoger verwijderingsrendement te bereiken worden geavanceerde biofilters gesloten uitgevoerd. Met deze methode kunnen vluchtige organische stoffen, anorganische gassen en geuren uit een luchtstroom verwijderd worden.

Gaswassing

Een gaswasser (nat of ook droog met kalk of natriumbicarbonaat) kan ook gebruikt worden als luchtzuiveringstechniek. Deze methode bestaat erin de vervuilde gasstroom op te lossen of te neutraliseren in een vloeistof. Deze vloeistof kan ofwel water, ofwel water met een reactief (bvb. een zuur zoals zwavelzuur tegen amines, natronloog tegen zwaveloxiden, natriumhypochloriet, waterstofperoxide, kaliumpermanganaat tegen waterstofsulfide) zijn, of ook dieselolie voor niet in water oplosbare stoffen. Gaswassers kunnen als emissiebeperkende techniek bij zeer veel gasvormige emissies worden toegepast. Gaswassing wordt ook wel absorptie genoemd.

Oxidatie

De geur kan ook verwijderd worden door oxidatie. Dat kan op lagere temperatuur met een katalysator, of op hogere temperatuur thermisch. Thermische oxidatie kan zonder of met recuperatie van energie of ook met regeneratie in een zogenaamde regenerative thermal oxidizer kortweg RTO.

Recente technieken

Ten slotte zijn er zowel voor stof- als voor geurverwijdering een aantal recente technieken waarmee geëxperimenteerd wordt, zoals bacteriofaag-verneveling, fotokatalyse, infrarood- (schimmels) en uv-belichting, luchtzuiverend beton, nanotechnologie en plasmakatalyse.

Bronnen, noten en/of referenties

• http://www.epa.gov
• Gids Luchtzuiveringstechnieken, Kenniscentrum BBT, 2004, ISBN 9789038206240

---