尘肺病已成为我国一大社会公害。2014年全国报告职业病共计29972例,其中职业性尘肺病26873例,占89.66%,是最主要的职业病。2013年,国家安全监督管理总局开展的水泥企业和石材企业粉尘危害现状的调查报告显示,工作场所粉尘浓度普遍超过国家标准。自吸过滤式防护口罩中随弃式防颗粒物(以下简称“口罩”或“随弃式口罩”)是目前粉尘作业场所佩戴最广的防护用品,但高浓度的粉尘作业环境使得其需要频繁更换,加之相对高昂的成本,造成了大量资金与资源浪费。如果在保证口罩性能稳定的前提下对其进行清洗再生将延长其使用时间,不仅节约大量资金,也节省了资源,实现绿色发展。
随弃式口罩其核心过滤材料为熔喷聚丙烯静电布,使用日常的人工清洗方法是不合适的:口罩表面通常具有较好的疏水性,水分子难以进入从而不能有效清洗内部颗粒物,常用的有机溶剂,如干洗剂主要成分为四氯乙烯,对口罩浸泡清洗会导致其发生溶胀作用,驻极体静电捕集效率大幅降低;其次,普通自来水中含有大量离子也会导致静电驻极体极性下降,从而大大降低口罩效率;再次,普通的清洗方法只能将口罩表面的大颗粒粉尘除去,很难彻底清洗口罩内部深层的颗粒物。相比之下超声波清洗则具有许多优势:凡是液体浸到空化产生的地方都有清洗作用,不受清洗件表面复杂形状的限制。但其局限性在于纺织品、多孔泡沫塑料、橡胶制品等声吸收强的材料清洗效果不能达到最优,另外细小颗粒物也更加容易在复杂结构中发生再沉积,清洗难度较大。
本文通过实验研究不同清洗剂、不同清洗方法对口罩清洗效果的影响,找出最优的清洗方法与清洗参数,为随弃式防尘口罩的清洗提供依据。
结论
(1) 本文所研究的KN95系列随弃式口罩在40%体积分数乙醇溶液作为清洗介质、40kHz 中低频超声波清洗作用条件下清洗,阻力增加了49%,达到168Pa,计数效率降低2.98%,达到95.56%,考虑测量误差,认为可以满足GB 2626—2006对于KN90级别随弃式防颗粒物口罩过滤效率以及吸气阻力的要求,实现重复利用。
(2)分别在使用40kHz中低频率超声波和单纯浸泡条件下,以去离子水、无水乙醇以及50%乙醇溶液为介质清洗随弃式防颗粒物口罩时,在25 ~ 55℃的温度和10 ~ 30 min 时长范围内,温度和时长均不是影响清洗效果的主要因素,因此出于经济因素的考虑可以将温度设定在常温25 ℃左右,时间设定在10 min 左右。
(3)中低频率超声波清洗对于口罩内部捕捉的细小颗粒物的清洗效果并不是十分明显;但是对于大颗粒物在高于40%体积分数的乙醇溶液作为介质的情况下进行清洗有比较显著的清洗效果。