安全工程师辅导：粉尘检测技术

粉尘检测是以科学的方法对生产环境空气中粉尘的含量及其物理化学性状进行测定、分析和检查的工作。从安全和卫生学的角度出发，日常的粉尘检测项目主要是粉尘浓度、粉尘中游离二氧化硅含量和粉尘分散度(也称为粒度分布)的检测。

1)粉尘浓度测定

矿的粉尘浓度测定主要有滤膜测尘法和快速直读测尘仪测定法。

(1)滤膜测尘法。测尘原理是用粉尘采样器(或呼吸性粉尘采样器)抽取采集一定体积的含尘空气，含尘空气通过滤膜时，粉尘被捕集在滤膜上，根据滤膜的增重计算出粉尘浓度。

(2)快速直读测尘仪测尘法。用滤膜采样器测尘是一种间接测量粉尘浓度的方法，由于准备工作，粉尘采样和样品处理时间比较长，不能立即得到结果，在卫生监督和评价防尘措施效果时显得不方便。为了满足这方面工作特点的需要，各国研制开发了可以立即获得粉尘浓度的快速测定仪。

2)粉尘游离二氧化硅的测定

国家标准中规定的测定方法是焦磷酸质量法，也有用红外分光光度计测定法进行测定。

(1)焦磷酸质量法。在245～250 ℃的温度下，焦磷酸能溶解硅酸盐及金属氧化物，对游离二氧化硅几乎不溶。因此，用焦磷酸处理粉尘试样后，所得残渣的质量即为游离二氧化硅的量，以百分比表示。为了求得更精确的结果，可将残渣再用氢氟酸处理，经过这一过程所减轻的质量则为游离二氧化硅的含量。

(2)红外分光分析法。当红外光与物质相互作用时，其能量与物质分子的振动或转动能级相当时会发生能级的跃迁，即分子电低能级过渡到高能级。其结果是某些波长的红外光被物质分子吸收产生红外吸收光谱。游离二氧化硅的吸收光谱的波数为800cm—1、780cm—1、694cm—1(相当于波长为12．5μm、12．8μm、14．4μm)。

(3)粉尘分散度的测定。粉尘分散度分为数量分散度和质量分散度。前者是针对具有代表性的一定数量的样品逐个测定其粒径的方法。其测定方法主要有显微镜法、光散射法等。测得的是各级粒子的颗粒百分数。后者是以某种手段把粉尘按一定粒径范围分级，然后称取各部分的质量，求其粒径分布，常采用离心、沉降或冲击原理将粉尘按粒径分级，测出的是各级粒子的质量百分数。

关于试验的相关流程，标准集团来告诉你：

滤袋动态过滤性能测试仪测试

1 初始化处理：初始滤料样品滤尘性能测定，当压力损失达到1000Pa的时进行清灰，反复30次后测定高效滤膜增重及出口粉尘浓度并记录;

2 老化处理：10000次间隔5s老化处理;

3 稳定化处理：稳定化处理，安装过程A进行10次滤尘—清灰操作;

4 稳定化处理：按照A进行30滤尘—清灰操作。

适用范围：

可用于滤料材料过滤性能的测试。该设备本身操作简便，设计紧凑和坚固。可快速方便地调整过滤测试微尘浓度值，实际使用模拟度较高，模拟多种实际状况。过滤后颗粒大小和浓度通过光散射光谱仪数字系统的在线测量

什么是超滤技术

超滤膜是指孔径规格一致，额定孔径范围在0001-002微米的一种微孔过滤膜。超滤膜与一般的膜的区别是在超滤膜的一侧施以适当压力，就能筛出小于孔径的溶质分子，目前，超滤膜已发展到第三代，第三代在第一代和第二代的基础上加以改良和创新，是锆-氧化铝膜，耐温达400℃，滤膜厚01μm，为多孔凝胶附着在100～1000μm厚的多孔托板上。超滤膜的膜材料主要由纤维素及其衍生物、聚碳酸酯、聚氯乙烯、聚偏氟乙烯、聚砜、聚丙烯腈、聚酰胺、聚砜酰胺、磺化聚砜、交链的聚乙烯醇、改性丙烯酸聚合物等等材料组成。与传统分离方法相比，超滤技术更安全，高效，节能。

超滤结构特点

超滤膜使用时在膜的一侧施以压力，就能过滤出大于孔径的介质。分离分子量大于500道尔顿，粒径大于2-20纳米的颗粒杂质。超滤膜的结构分为对称结构及非对称结构。对称结构没有皮层，所有孔隙的方向都是一致的，属于深层过滤；非对称结构有这致密的表层和以指状结构为主的底层，表层厚度一般小于01μm，并具有排列有序的微孔，底层的厚度一般是200-250μm，属于表层过滤。

超滤膜

　　超滤膜是一种孔径规格一致，额定孔径范围为0001-002微米的一种微孔过滤膜。超滤膜采用压力差为推动力的膜过滤方法为超滤膜过滤。以膜的额定孔径范围作为区分标准时压力差为推动力的膜过滤可区分为：微孔膜(MF)的额定孔径范围为002～10μm；超滤膜(UF)为0001～002μm；逆渗透膜(RO)为00001～0001μm。超滤膜的孔径只有几纳米到几十纳米，也就是说在膜的一侧施以适当压力，就能筛出大于孔径的溶质分子，以分离分子量大于500道尔顿、粒径大于2～20纳米的颗粒。

　　超滤膜的结构有对称和非对称之分。前者是各向同性的，没有皮层，所有方向上的孔隙都是一样的，属于深层过滤；后者具有较致密的表层和以指状结构为主的底层，表层厚度为01微米或更小，并具有排列有序的微孔，底层厚度为200～250微米，属于表层过滤。工业使用的超滤膜一般为非对称膜。

　　又根据膜的致密层是在中空纤维的内表面或者外表面，双分为内压式和外压式。现在应用的为清一色全为外压式。主要优点为单位容积内装填的有有效膜面积大，且占地面积小。

　　超滤膜一般为高分子分离膜，用作超滤膜的高分子材料主要有纤维素衍生物（例如：醋酯纤维或与其性能类似的高分子材料）、聚砜、聚丙烯腈、聚酰胺、聚砜酰胺、磺化聚砜、交链的聚乙烯醇、改性丙烯酸聚合物等等。由此可知，超滤膜最适于处理溶液中溶质的分离和增浓，或采用其他分离技术所难以完成的胶状悬浮液的分离。 PTFE（聚四氟乙烯）：适合水系及各种有机溶剂，耐所有溶剂，低溶解性。具有透气不透水、气通量大、高微粒截留率、耐温性好，抗强酸、碱、有机溶剂和氧化剂，耐老化及不粘、不燃性和无毒、生物相容性等特点。其相关产品广泛应用于化工、医药、环保、电子、食品、能源等领域。 水系PES(聚醚砜)：具有较高的化学和热稳定性，流速快、耐酸碱能力强（pH范围1-14）; 具有高机械强度。水系CA（醋酸纤维）：适合水溶液，较低的蛋白吸附，流速高，热稳定性强，不适用于有机溶剂，特别适用于水基溶液。有机系尼龙：具有良好的亲水性，耐酸耐碱，抗氧化剂。不仅适用于含有酸碱性的水溶液，更适用于含有有机溶剂，如醇类、烃类、脂类、酚类、酮类等有机溶剂。有机系尼龙：适用于绝大多数有机溶剂和水溶液，可用于强酸，70%乙醇、二氯甲烷等有机溶剂。耐高温，强度好，

　　超滤膜可被做成平面膜、卷式膜、管式膜或中空纤维膜等形式，其中，中空纤维式国内应用最为广泛的一种，其典型特点为没有膜的支撑物，是靠纤维管的本身强度来承受工作压压力的。

　　超滤膜目前广泛用于如医药工业、食品工业、环境工程等中溶质的分离和增浓，也常用于其他分离技术难以完成的胶状悬浮液的分离，其应用领域在不断扩大。英国沃特曼Whatman ：Whatman由詹姆斯•沃特曼创建于1740年，是一个在分离技术领域居于世界领先地位的生产厂家。主要的生产地在美国、英国和德国，产品主要是实验室过滤产品。继2005年成功收购德国S&S公司后于2006年又与新华集团成功合作，成立了中外合作公司—杭州沃华滤纸有限公司，堪称滤纸行业的“巨无霸”。生产各种实验室分离产品，其中包括：各类新华滤纸、Whatman定性定量滤纸、滤膜滤器等过滤装置、HPLC色谱柱、离子交换层析填料、微生物检测产品、血样采集FTA卡和903卡、微孔过滤板、微生物培养板、蛋白芯片、Blotting膜（S&S）等。