当前,空气中的颗粒物污染问题一直受到社会的关注,中东部地区持续的雾霾天气对居民的出行以及社会的生产造成了很大的不利影响。雾霾,众所周知是雾与霾的统称。由空气中含有的灰尘、硫酸、硝酸、有机碳氢化合物等颗粒组成的气溶胶系统造成视觉障碍的叫做霾。而当水蒸汽凝结加剧、空气湿度变大时,霾就会转化成雾。霾与雾的区别在于空气中相对湿度的大小。雾霾天气是一种恶劣的大气污染状态,是对大气中各种悬浮物颗粒含量超标的笼统表述,主要指标体现在PM2.5(粒径小于2.5um的颗粒物)上,通常被认为是造成雾霾天气的元凶。雾霾的源头多种多样,主要来自工业排放、汽车尾气、垃圾焚烧、建筑扬尘等,雾霾天气通常是受到多种不同的污染源影响而形成的。因而,不同地区的雾霾天气中,各种污染源的影响程度也会不尽相同。

可吸入颗粒物是对人体健康危害最大的颗粒物质,大部分有害元素和化合物都富集在这种细颗粒物上,并且随着粒径的减小,细颗粒物在大气中的存留时间和在人体呼吸系统的吸收率也会随之增加。世界卫生组织(WHO)认为,PM2.5每立方米小于10ug是最为安全的,20ug以上就属于污染超标。国内外医学专家认为,直径大于10um的颗粒物,会被挡在人的鼻子外面;直径介于2.5~10um之间的颗粒物,虽然能够进入呼吸道系统,但其中部分可通过痰液等排出体外,另外也有一部分会被鼻腔内部的级毛所阻挡,对人体的健康危害相对较小;而对于粒径小于2.5um的细颗粒物,被人体吸入后会直接进入支气管,干扰肺部的气体交换,引发包括哮喘、支气管炎和心血管病等方面的疾病。倘若这些细颗粒物通过支气管和肺泡进入血液中,其中的有害气体、重金属等有害元素溶解在血液中,会对人体健康造成更大的危害。

常见的气溶胶捕集设备有重力沉降室、湿式除尘器、过滤器、静电除尘器、旋风除尘器等,。重力沉降室的优点是结构简单、投资较低,但其缺点是分离精度较差,通常适用于分离捕集粒径在100um以上的颗粒物。湿式除尘器使用喷入含尘气体中的液滴对颗粒进行捕集,对小颗粒的分离效率较高,并且压降能够保持恒定,但其最主要的缺点是最后收集的细颗粒物残留在液体中,因此又涉及到了含尘废液的处理,增加了处理的工序。常见的过滤器虽然分离精度高,但是随着运行时间的增长,其压降会显著增大,这时就要考虑更换滤袋或者滤芯,较短的使用寿命大大增加了操作费用。静电除尘器的切割粒径能达到0.5um,并可在高温下工作,但其缺点是电路器件易损坏,与相同处理量下分离器相比,结构复杂、设备庞大,并且在石油化工等领域易产生安全隐患。