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西安“除霾塔”阶段进展发表:10平方公里内PM2.5浓度可减15%

2018-04-18 21:31:36

【观察者网 综合报道】西安有一座高60米、直径达10米的高塔,虽然它的全称是大型太阳能城市空气清洁系统(HSALSCS),但它还有一个更通俗的名字——“除霾塔”。

一段时间里,人们对这座高塔能否真的起到“除霾”的效果充满疑问,如今答案终于出来了。

据华商报、西部网等多家陕西媒体4月18日报道,西安的除霾塔项目阶段进展通报会在前一天召开。

项目的负责人之一,中国科学院地球环境研究所研究员曹军骥介绍称,目前该实验治霾主要措施的过滤效率达到80%以上,在夏季平均日净化空气量1600万立方米,冬季为800万立方米,重污染天可以达到500万立方米,10平方公里范围内PM2.5下降效率基本达到15%目标值。

曹军骥在大型太阳能城市空气清洁系统(HSALSCS)项目阶段进展通报会上介绍项目进展 图片来源见水印

这是世界上第一个利用太阳能及过滤技术进行空气净化的建筑结构,整体造价1200多万元,运营成本一年约20万元。

若要覆盖西安,则可能需要1000座除霾塔,不过在未来也可以是融合城市的地标建筑、观光塔建设,或附属于小区的高层居民楼,方式非常多样。

不过,曹军骥也指出,这只是一个实验,具体会不会推广要等最终的实验成果以及多方论证。

世界首座:利用太阳能及过滤技术净化空气

据介绍,该大型太阳能城市空气清洁综合系统是利用空气热升冷降的特点,在系统内加装过滤PM2.5和光催化材料,通过导流塔输出清洁空气,进而实现自动净化除尘的功能。

简单来说,就是在高塔作用下对太阳能进行清洁利用,利用温差和压差推动空气自由流动,在此过程中对空气进行过滤。

为此,除霾塔由两大关键部分构成。

塔的底部是2700平方米的矩形集热棚,它聚集空气并通过镀膜玻璃对空气进行加热,促使热气流上升,集热棚内设置过滤网墙,被污染的空气在通过过滤网墙时,可以滤除掉空气中的各种污染物和杂质。

曹军骥向大家展示过滤网墙,4块未经更换的过滤网格外醒目

顶部的镀膜玻璃则由普通单层钢化玻璃的表面两侧喷涂化学光催化试剂加工而成,该催化剂可以有效地降低空气中的成霾因子一氧化氮及其他挥发性有机物的活性,从而提高除霾效果。单层双镀膜玻璃夜间在LED光源下可以持续工作。

此外,塔底还有鼓风机通过叶片的运转加速推动空气的流动,从而提升净化空气的效率。如果在集热棚边缘加装光伏太阳能板,还可将太阳能转化为电能,对系统运行所消耗的电能进行额外补充。

最终,由导流塔排出干净清洁的空气。

由于经过过滤净化的空气会对周围尚未改善的空气形成稀释,因此就可以达到降低空气中PM2.5含量的目的,塔周围10平方公里的范围均可由此受益。

之前还处在建设当中的除霾塔,底部集热棚的雏形清晰可见

据报道,该项目获2014年中科院重点项目支持、2015年陕西省重点项目支持,在长安区政府各部门支持下,长安区规划局通过了总平图的审批。由中联西北工程设计研究院有限公司负责设计,陕西省环保产业集团承建。除霾塔地面上铺鹅卵石用来储热,过滤网墙采用了三种过滤方案。

在全世界范围内,此前还没有把太阳能清洁利用、先进过滤方式、光催化(即利用光催化材料降解空气中的污染气体)三种空气净化手段结合起来,做成一个真正的空气净化装置。所以,目前这个除霾塔也是全世界的第一个。

全新概念:不针对污染源而是污染物

曹军骥称,我国空气污染成因特别复杂,各种污染排放源在不同气象条件下呈现出不同污染模式,很难制定一套通用控制方案。

“大气污染的治理现在已经进入了一个攻坚阶段,在城市地区很多污染物已经很难看到明显的污染源,就是没有一个点源,都属于面源污染,污染源是散布在城市的各个方位。”

“所以这种情况下,我们就寻求一种新的解决方案,不针对某一类污染源,而是针对污染物进行降解、清洁,在这种情况下我们就开发了这种环境净化的新方式。”

“这个工作谁也没有做过,我们都是第一次,很多人问我到底有没有用,说实话我也不知道,我们正在做这个实验,数据会告诉我它到底有没有用。”

之前还处在建设当中的除霾塔

这一概念在2014年提出,经十个月建设,在2016年6月,除霾塔成功封顶。8月,除霾塔进入初步测试,在同年的10月—12月以及次年的7-8月,研究团队分别进行了冬夏季的集中观察。

曹军骥团队在气净化塔覆盖的10平方公里范围内设置了10个测试点,并利用无人机测量三维浓度,分别在冬季、夏季、无太阳日对实时空气处理量进行了测量。

通过统计数据来看,目前该实验治霾主要措施的过滤效率达到80%以上,在夏季平均日净化空气量1600万立方米,冬季为800万立方米,重污染天可以达到500万立方米,10平方公里以内环境PM2.5浓度平均可以减少11%-19%。

雾霾下的西安

“作为科研团队,我们目前的任务已经进行到了一定的阶段,接下来我们还将进行更多的实验,将持续到今年冬季,通过实验验证它的治污降霾实际操作性。”曹军骥表示,“从目前的实验成果来看,空气净化塔对于净化空气起到了实际的作用。这只是一个实验,具体会不会推广要等最终的实验成果以及多方论证。”

据悉。该项目由中国科学院地球环境研究所、美国明尼苏达大学、西安交通大学共同负责,主要的负责人为空气污染领域专家曹军骥,气溶胶科学领域资深专家、美国国家工程院院士裴有康以及中国科学院院士、国际数值传热学知名专家陶文铨。

净化塔(除霾塔)6问  

周边会不会聚集被净化塔吸来的脏空气?

据专家介绍,净化塔的净化区域是10平方公里内,污染空气被吸入净化塔经过净化后,清洁的空气从60米高空再下沉循环,周边10平方公里范围内的都会受益,空气是流动循环的,距离近的小区空气也是净化过后的。

会不会对周边小区产生辐射?

专家表示净化塔附近的市民不需要担心这个问题,因为净化塔建设中没有使用到任何放射性的物质,非常环保,根本不存在辐射等不安全因素。

花1200万治小范围空气污染是否划算?

一位环保志愿者说,建一个净化塔1200多万元,使用中不仅仅是环保的太阳能,也要用电来带动鼓风机,发电也会产生环境污染,如此高的成本来治理污染,划算吗?

曹军骥表示,在治理污染上,社会意义和公共利益更为重要,空气质量的改善,可以减少很多疾病,减少患者的死亡,现在很多治理污染的成本都非常高,但也是必须的。

针对净化塔来说,核算起来成本是比较低的。据了解,目前大家看见的净化塔,是一再“妥协”的结果,受制于面积、投入等因素,建的塔比较低比较小,如果面积更大更高些,可能只需要太阳能就能驱动空气的流动,不再需要电能的配合,净化效果也会更强大。

家里装净化器作用是否更大?  

这位环保志愿者还提出,市民家庭里安装净化器作用是否更大?

曹军骥表示,净化塔是一项科学实验,关注的是公共利益,保障的是一个区域内的空气质量,并不局限于居民家庭中的空气质量。净化塔是一次科学实验,探索这种方法的可行性和可能性,能不能通过这个办法,给治污降霾带来新途径新方案。实验数据证明,这种方法是可行的。

是否推广运用,则取决于很多现实情况,需进一步论证。

净化塔能否在城市建设中推广?

专家介绍,未来如果在城市建设总推广,有两个方向,一种是单独建立净化塔,另一种是将净化塔“变形”,结合其他在建的建筑物一起建设,或对现有建筑物进行融合改造,净化小范围区域内的空气。

“目前有些高层项目在洽谈中,具体不方便透露。”曹军骥说,实验预计在今年底完成,而推广、应用取决于很多方面的因素,比如地理位置、小区环境、投资以及运行等。

因为此前并没有相关方面的探索,实验完全是“自我摸索”,因此第一座净化塔在不断探索、尝试中建成,成本相对较高,未来如果能够推广,从单个变为“批发”,成本肯定会有所降低。

据介绍,如何成本控制也是研究团队一直关注的方向,由于业界正在研发无损耗材,如果研发成功,耗材就可以不需要更换。

如果推广,西安需要多少个净化塔?

一位韩国记者问:“这样的净化塔,西安需要多少个?”

曹军骥说,这样的净化塔可影响10平方公里的面积,西安的面积是10000多平方公里,简单算下来,西安可能需要1000个净化塔。但从实际情况来说,城市对建筑物设置配比有要求,要考虑如何设置更经济、效率更高。  

“实验结果比较理想,或许,明后年就可能建设新的净化塔。”曹军骥说,净化塔是治理污染的一种新的方式,不是源头治理,而是直接进行环境净化。目前新的项目还在酝酿之中,可以是融合城市的地标建筑、观光塔建设,也可以附属于小区的高层居民楼,方式非常多样,这就是未来净化塔的“变形记”。

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来源:观察者网综合 | 责任编辑:李焕宇
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