فهم تنقية الهواء HEPA

على الرغم من أن مرشحات الهواء HEPA قيد الاستخدام منذ الحرب العالمية الثانية، فقد زاد الاهتمام والطلب على مرشحات الهواء HEPA بشكل ملحوظ في الأشهر الأخيرة نتيجة لفيروس كورونا. لفهم ماهية فلتر الهواء HEPA، وكيف يعمل، وكيف يمكن أن يساعد في منع انتشار فيروس كورونا (COVID-19)، تحدثنا مع توماس ناجل، مالك شركة Filcom Umwelttechnologie، وهي شركة رائدة في مجال تنقية الهواء في النمسا.

ما هو فلتر الهواء HEPA؟

HEPA هو اختصار لاعتقال الجسيمات عالية الكفاءة، أو تنقية الهواء. يوضح ناجل: "هذا يعني أنه من أجل تلبية معيار HEPA، يجب أن يحقق المرشح كفاءة محددة". "عندما نتحدث عن الكفاءة، فإننا نتحدث عادةً عن درجة HEPA H13 أو H14."

H13-H14 HEPA هي ضمن أعلى مستوى من تنقية الهواء HEPA وتعتبر من الدرجة الطبية. يقول ناجل: "يمكن لنوع HEPA من درجة H13 إزالة 99.95% من جميع الجزيئات الموجودة في الهواء التي يبلغ قطرها 0.2 ميكرون، في حين أن درجة HEPA H14 تزيل 99.995%".

يوضح ناجل: "إن حجم 0.2 ميكرون هو أصعب حجم للجسيم من حيث التقاطه". "ويُعرف باسم حجم الجسيمات الأكثر اختراقًا (MPPS)." ولذلك، فإن النسبة المئوية المعبر عنها هي أسوأ حالة كفاءة للمرشح، ويتم محاصرة الجزيئات الأكبر أو الأصغر من 0.2 ميكرون بكفاءة أعلى.

ملحوظة: لا ينبغي الخلط بين تصنيفات H في أوروبا وتقييمات MERV الأمريكية. إن HEPA H13 وH14 في أوروبا يعادل تقريبًا MERV 17 أو 18 في الولايات المتحدة.

مما تتكون مرشحات HEPA وكيف تعمل؟

معظم مرشحات HEPA مصنوعة من ألياف زجاجية متشابكة تشكل شبكة ليفية. ويضيف ناجل: "ومع ذلك، فإن التطورات الأخيرة في مجال ترشيح HEPA تشمل استخدام مواد اصطناعية ذات غشاء".

تلتقط مرشحات HEPA الجسيمات وتزيلها من خلال العملية الأساسية المتمثلة في الإجهاد والتأثير المباشر، ولكن أيضًا من خلال آليات أكثر تعقيدًا تُعرف باسم الاعتراض والانتشار، والتي تم تصميمها لالتقاط نسبة أكبر من الجسيمات.

ما هي الجسيمات التي يمكن لمرشح HEPA إزالتها من تيار الهواء؟

يقوم معيار HEPA باحتجاز الجزيئات الصغيرة جدًا، بما في ذلك تلك غير المرئية للعين البشرية، ولكنها ضارة بصحتنا، مثل الفيروسات والبكتيريا. نظرًا لأن شبكة الألياف الموجودة في مرشح HEPA الطبي كثيفة للغاية، فيمكنها احتجاز أصغر الجزيئات بأعلى معدل، وتكون أكثر كفاءة في إزالة السموم الضارة من البيئة.

بالنسبة للمنظور، يتراوح قطر شعرة الإنسان بين 80 و100 ميكرون. حبوب اللقاح 100-300 ميكرون. يتراوح حجم الفيروسات بين >0.1 و0.5 ميكرون. ومع ذلك، من المهم أن نتذكر أنه على الرغم من أن H13 HEPA يعتبر فعالاً بنسبة 99.95% في إزالة الجزيئات الموجودة في الهواء بقياس 0.2 ميكرون، إلا أن هذه هي أسوأ كفاءة. لا يزال بإمكانه إزالة الجزيئات الأصغر والأكبر. في الواقع، تعتبر عملية الانتشار فعالة جدًا لإزالة الجزيئات التي يقل حجمها عن 0.2 ميكرون، مثل فيروس كورونا.

يسارع ناجل أيضًا إلى توضيح أن الفيروسات لا تعيش من تلقاء نفسها. إنهم بحاجة إلى مضيف. "غالبًا ما تلتصق الفيروسات بجزيئات الغبار الدقيقة، لذلك يمكن أن تحتوي الجزيئات الأكبر حجمًا في الهواء على فيروسات أيضًا. ومع مرشح HEPA عالي الكفاءة بنسبة 99.95%، يمكنك التقاط كل هذه الصور."

أين يتم استخدام مرشحات HEPA H13-H14؟

كما قد تتوقع، يتم استخدام مرشحات HEPA الطبية في المستشفيات وغرف العمليات وتصنيع الأدوية. "إنها تُستخدم أيضًا في الغرف عالية الجودة وغرف التحكم الإلكترونية، حيث تحتاج حقًا إلى هواء نظيف. ويضيف ناجل: "على سبيل المثال، في إنتاج شاشات LCD".

هل يمكن ترقية وحدة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء الموجودة إلى HEPA؟

يقول ناجل: "هذا ممكن، ولكن قد يكون من الصعب تعديل مرشح HEPA في نظام التدفئة والتهوية وتكييف الهواء (HVAC) الحالي بسبب الضغط العالي الذي يتمتع به عنصر الفلتر". في هذه الحالة، يوصي Nagl بتركيب وحدة إعادة تدوير الهواء لإعادة تدوير الهواء بالداخل باستخدام مرشح H13 أو H14 HEPA.

فهم تنقية الهواء HEPA

على الرغم من أن مرشحات الهواء HEPA قيد الاستخدام منذ الحرب العالمية الثانية، فقد زاد الاهتمام والطلب على مرشحات الهواء HEPA بشكل ملحوظ في الأشهر الأخيرة نتيجة لفيروس كورونا. لفهم ماهية فلتر الهواء HEPA، وكيف يعمل، وكيف يمكن أن يساعد في منع انتشار فيروس كورونا (COVID-19)، تحدثنا مع توماس ناجل، مالك شركة Filcom Umwelttechnologie، وهي شركة رائدة في مجال تنقية الهواء في النمسا.

ما هو فلتر الهواء HEPA؟

HEPA هو اختصار لاعتقال الجسيمات عالية الكفاءة، أو تنقية الهواء. يوضح ناجل: "هذا يعني أنه من أجل تلبية معيار HEPA، يجب أن يحقق المرشح كفاءة محددة". "عندما نتحدث عن الكفاءة، فإننا نتحدث عادةً عن درجة HEPA H13 أو H14."

H13-H14 HEPA هي ضمن أعلى مستوى من تنقية الهواء HEPA وتعتبر من الدرجة الطبية. يقول ناجل: "يمكن لنوع HEPA من درجة H13 إزالة 99.95% من جميع الجزيئات الموجودة في الهواء التي يبلغ قطرها 0.2 ميكرون، في حين أن درجة HEPA H14 تزيل 99.995%".

يوضح ناجل: "إن حجم 0.2 ميكرون هو أصعب حجم للجسيم من حيث التقاطه". "ويُعرف باسم حجم الجسيمات الأكثر اختراقًا (MPPS)." ولذلك، فإن النسبة المئوية المعبر عنها هي أسوأ حالة كفاءة للمرشح، ويتم محاصرة الجزيئات الأكبر أو الأصغر من 0.2 ميكرون بكفاءة أعلى.

ملحوظة: لا ينبغي الخلط بين تصنيفات H في أوروبا وتقييمات MERV الأمريكية. إن HEPA H13 وH14 في أوروبا يعادل تقريبًا MERV 17 أو 18 في الولايات المتحدة.

مما تتكون مرشحات HEPA وكيف تعمل؟

معظم مرشحات HEPA مصنوعة من ألياف زجاجية متشابكة تشكل شبكة ليفية. ويضيف ناجل: "ومع ذلك، فإن التطورات الأخيرة في مجال ترشيح HEPA تشمل استخدام مواد اصطناعية ذات غشاء".

تلتقط مرشحات HEPA الجسيمات وتزيلها من خلال العملية الأساسية المتمثلة في الإجهاد والتأثير المباشر، ولكن أيضًا من خلال آليات أكثر تعقيدًا تُعرف باسم الاعتراض والانتشار، والتي تم تصميمها لالتقاط نسبة أكبر من الجسيمات.

ما هي الجسيمات التي يمكن لمرشح HEPA إزالتها من تيار الهواء؟

يقوم معيار HEPA باحتجاز الجزيئات الصغيرة جدًا، بما في ذلك تلك غير المرئية للعين البشرية، ولكنها ضارة بصحتنا، مثل الفيروسات والبكتيريا. نظرًا لأن شبكة الألياف الموجودة في مرشح HEPA الطبي كثيفة للغاية، فيمكنها احتجاز أصغر الجزيئات بأعلى معدل، وتكون أكثر كفاءة في إزالة السموم الضارة من البيئة.

بالنسبة للمنظور، يتراوح قطر شعرة الإنسان بين 80 و100 ميكرون. حبوب اللقاح 100-300 ميكرون. يتراوح حجم الفيروسات بين >0.1 و0.5 ميكرون. ومع ذلك، من المهم أن نتذكر أنه على الرغم من أن H13 HEPA يعتبر فعالاً بنسبة 99.95% في إزالة الجزيئات الموجودة في الهواء بقياس 0.2 ميكرون، إلا أن هذه هي أسوأ كفاءة. لا يزال بإمكانه إزالة الجزيئات الأصغر والأكبر. في الواقع، تعتبر عملية الانتشار فعالة جدًا لإزالة الجزيئات التي يقل حجمها عن 0.2 ميكرون، مثل فيروس كورونا.

يسارع ناجل أيضًا إلى توضيح أن الفيروسات لا تعيش من تلقاء نفسها. إنهم بحاجة إلى مضيف. "غالبًا ما تلتصق الفيروسات بجزيئات الغبار الدقيقة، لذلك يمكن أن تحتوي الجزيئات الأكبر حجمًا في الهواء على فيروسات أيضًا. ومع مرشح HEPA عالي الكفاءة بنسبة 99.95%، يمكنك التقاط كل هذه الصور."

أين يتم استخدام مرشحات HEPA H13-H14؟

كما قد تتوقع، يتم استخدام مرشحات HEPA الطبية في المستشفيات وغرف العمليات وتصنيع الأدوية. "إنها تُستخدم أيضًا في الغرف عالية الجودة وغرف التحكم الإلكترونية، حيث تحتاج حقًا إلى هواء نظيف. ويضيف ناجل: "على سبيل المثال، في إنتاج شاشات LCD".

هل يمكن ترقية وحدة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء الموجودة إلى HEPA؟

يقول ناجل: "هذا ممكن، ولكن قد يكون من الصعب تعديل مرشح HEPA في نظام التدفئة والتهوية وتكييف الهواء (HVAC) الحالي بسبب الضغط العالي الذي يتمتع به عنصر الفلتر". في هذه الحالة، يوصي Nagl بتركيب وحدة إعادة تدوير الهواء لإعادة تدوير الهواء بالداخل باستخدام مرشح H13 أو H14 HEPA.