Optimalisatie van afvangstrendementen voor lucht-gedragen fijnstof en ziekteverwekkers

Inleiding

Milieu-innovatiebedrijf ENS Technology (ENS) is pionier in de ontwikkeling van innovatieve oplossingen voor luchtzuivering, reductie van PM-emissie en bescherming tegen blootstelling aan aerosoldeeltjes. In samenwerking met o.a. TU Delft en TU Eindhoven ontwikkelde ENS technologieën en toepassingen voor de efficiënte eliminatie van PM en bioaerosolen uit grote volumes omgevingslucht.

Technologieën

• Positieve Ionisatie Technologie: Deze gepatenteerde technologie veroorzaakt een elektrostatische lading van luchtgedragen aerosoldeeltjes. Als gevolg van het ladingsverschil migreren de deeltjes naar een geaarde collectorplaat, waarop ze aggregeren tot grof stof.

• Toepassingen: Deze technologie is toepasbaar in grootschalige projecten ten behoeve van PM-mitigatie in:

  • De stedelijke omgeving
  • Industriële werkomgevingen
  • Intensieve veehouderij
  • Semi-omsloten (residentiële) ruimtes

Rendement

Het rendement waarmee de verschillende groottefracties PM worden gereduceerd is verschillend, als gevolg van verschillen in ionisatie-efficiëntie en luchtweerstand van de deeltjes. Grotere deeltjes worden afgevangen met een hogere efficiëntie dan kleinere deeltjes.

Doelstelling

De 'Positieve Ionisatie Technologie' vangt deeltjes af met een grootte van 0.01 tot 30 µm. Het rendement loopt op van 20% (fijnste fractie) tot meer dan 95% (grofste fractie).

Er bestaat een duidelijke urgentie voor de verhoging van het afvangstrendement van PM2.5 (deeltjes kleiner dan 2.5 µm), met name de fijne fractie fijnstof (PM1, deeltjes kleiner dan 1 µm). Laatstgenoemd deeltjesgroottebereik overlapt voor een belangrijk deel met de dimensies van micro-organismen die verantwoordelijk zijn voor bioaerosol-overdraagbare infectieziekten en zoönosen.

Micro-organismen

• Virussen: 0.02-0.4 µm
• Bacteriën: 0.5-10 µm
• Schimmelsporen: 1-40 µm

In het hier beschreven haalbaarheidsproject tracht ENS de 'Positieve Ionisatie Technologie' verder te optimaliseren voor de afvangst van deeltjes kleiner dan 2.5 µm, waaronder ziekteverwekkende micro-organismen.

Aanpak

Er zullen uitgebreide studies worden gedaan naar reeds beschikbare literatuur en patenten met betrekking tot:

1. Ionisatie-efficiëntie van kleine deeltjes
2. Afvangst van micro-organismen
3. PM CFD-simulatie

Deze studies zijn ten behoeve van het ontwerpen van een reactor-prototype met een verhoogd afvangstrendement voor de fijne fractie fijnstof.

Literatuuronderzoek naar de analyse van de infectiedruk in de lucht, en de viabiliteit/infectiviteit van afgevangen micro-organismen zal worden gecombineerd met het verkennen van mogelijkheden om dergelijk onderzoek zelf uit te voeren (of in samenwerking met daartoe geoutilleerde laboratoria).

Marktverkenning

Een marktverkenning zal worden uitgevoerd naar commerciële toepassingen van de geoptimaliseerde technologie. Al lange tijd bestaat er binnen de intensieve veehouderij een grote vraag naar oplossingen voor inperking van Q-koorts, vogelgriep en varkenspest.

Als gevolg van de huidige COVID-19 pandemie is binnen de humane gezondheidszorg en in het publieke domein dringend behoefte aan effectieve grootschalige luchtbehandeling.

Prototype-ontwikkeling

Een prototype-reactor zal worden ontwikkeld en bemeten. In eerste instantie zal worden getest voor veranderingen in de afvangsefficiëntie van inert PM2.5 en PM1. Indien mogelijk zullen viabiliteits- en infectiviteits-testen worden uitgevoerd met onschadelijke modelmicro-organismen.