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一、大氣污染的綜合防治
大氣的污染物,無論是顆粒狀污染物或是氣體狀污染物,都有能夠在大氣中擴散、污染面廣的特點,這就是說,大氣污染帶有區(qū)域性和整體性的特征。正因為如此,大氣污染的程度要受到該地區(qū)的自然條件、能源構(gòu)成、工業(yè)結(jié)構(gòu)和布局、交通狀況以及人口密度等多種因素的影響。在本文以后所論述的各種治理技術(shù)只是對點污染源排放的污染物進(jìn)行治理,不能解決區(qū)域性的大氣污染問題。對于區(qū)域性大氣污染問題,必須通過采取綜合防治的措施加以解決。
所謂大氣污染的綜合防治,就是從區(qū)域環(huán)境的整體出發(fā),充分考慮該地區(qū)的環(huán)境特征,對所有能夠影響大氣質(zhì)量的各項因素作全面、系統(tǒng)的分析,充分利用環(huán)境的自凈能力,綜合運用各種防治大氣污染的技術(shù)措施,并在這些措施的基礎(chǔ)上制定*的防治措施,以達(dá)到控制區(qū)域性大氣環(huán)境質(zhì)量、消除或減輕大氣污染的目的。
大氣污染綜合防治涉及面比較廣,影響因素比較復(fù)雜,一般來說,可以從下列幾個方面加以考慮。
(1)全面規(guī)劃,合理布局
大氣污染綜合防治,必須從協(xié)調(diào)地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展和保護環(huán)境之間的關(guān)系出發(fā),對該地區(qū)各污染源所排放的各類污染物質(zhì)的種類、數(shù)量、時空分布作全面的調(diào)查研究,并在此基礎(chǔ)上,制定控制污染的*方案。
工業(yè)生產(chǎn)區(qū)應(yīng)設(shè)在城市主導(dǎo)風(fēng)向的下風(fēng)向。在工廠區(qū)與城市生活區(qū)之間,要有一定間隔距離,并植樹造林、綠化、減輕污染危害。對已有污染重,資源浪費,治理無望的企業(yè)要實行關(guān)、停、并、轉(zhuǎn)、遷等措施。
(2)改善能源結(jié)構(gòu),提高能源有效利用率
我國當(dāng)前的能源結(jié)構(gòu)中以煤炭為主,煤炭占商品能源消費總量的73%,在煤炭燃燒過程中放出大量的二氧化硫(SO2)、氮氧化物(NOX)、一氧化碳(CO)以及懸浮顆粒等污染物。因此,如從根本上解決大氣污染問題,首先必須從改善能源結(jié)構(gòu)入手,例如使用天然氣及二次能源,如煤氣、液化石油氣、電等,還應(yīng)重視太陽能、風(fēng)能、地?zé)岬人^清潔能源的利用。我國以煤炭為主的能源結(jié)構(gòu)在短時間內(nèi)不會有根本性的改變。對此,當(dāng)前應(yīng)首先推廣型煤及洗選煤的生產(chǎn)和使用,以降低煙塵和二氧化硫的排放量。
我國能源的平均利用率僅30%,提高能源利用率的潛力很大。我國有20余萬臺鍋爐,年耗煤2億多噸,因此,合理選擇鍋爐,對低效鍋爐的改造、更新、提高鍋爐的熱效率,能夠有效地降低燃煤對大氣的污染。
(3)區(qū)域集中供熱
分散于千家萬戶的燃煤爐灶,市內(nèi)密集的矮小煙囪是煙塵的主要污染源。發(fā)展區(qū)域性集中供曖供熱,設(shè)立規(guī)模較大的熱電廠和供熱站,用以代替千家萬戶的爐灶,是消除煙塵的有效措施。這樣還具有以下各項效益:①提高熱能利用率;②便于采用率的除塵器;③采用高煙囪排放;④減少燃料的運輸量。
(4)植樹選林、綠化環(huán)境
綠化造林是大氣污染防治的一種經(jīng)濟有效的措施。植物有吸收各種有毒有害氣體和凈化空氣的功能。植物是空氣的天然過濾器。茂密的叢林能夠降低風(fēng)速,使氣流挾帶的大顆?;覊m下降。樹葉表面粗糙不平,多絨毛,某些樹種的樹葉還分泌粘液,能吸附大量飄塵。蒙塵的樹葉經(jīng)雨水淋洗后,又能夠恢復(fù)吸附、阻攔塵埃的作用,使空氣得到凈化。
植物的光合作用放出氧氣,吸收二氧化碳,因而樹林有調(diào)節(jié)空氣成分的功能,一般1公頃的闊葉林,在生長季節(jié),每天能夠消耗約1t的二氧化碳,釋放出0.75t的氧氣。以成年人考慮,每天需吸入0.75kg的氧氣,排出0.9kg的二氧化碳,這樣,每人平均有10m2面積的森林,就能夠得到充足的氧氣。
有一些植物能夠吸收大氣中的有毒成分,如1公頃柳杉林每年可吸收720kg二氧化碳。
有一些林木,在其生長過程中能夠揮發(fā)出檸檬油、*等多種殺菌物質(zhì)。有人作到分析測定,在百貨大樓內(nèi),每立方米空氣中細(xì)菌數(shù)達(dá)400萬個,林區(qū)則僅僅有55個,這樣,林區(qū)與百貨大樓空氣中的含菌量相差7萬多倍。
二、顆粒污染物的治理
1、顆粒污染物的分類
大氣中的煙塵主要是由于固體燃料(煤)的燃燒產(chǎn)生的。
我們根據(jù)煙塵(顆粒污染物組成)的特性,可以將其分為粉塵、煙和霧三種類型。詳見第六章表6-7。
2、顆粒污染物的去除方法及設(shè)備
去除大氣中顆粒污染物的方法很多,根據(jù)它的作用原理,可以分為下列四種類型:
①干法去除顆粒污染物
通過顆粒本身的重力和離心力,使氣體中的顆粒污染沉降,而從氣體中去除的方法,如重力除塵、慣性除塵和離心除塵。常用的設(shè)備有重力沉降室、慣性除塵器和旋風(fēng)除塵器等。
②濕法去除顆粒污染物
用水或其他液體使顆粒濕潤,而加以捕集去除的方法。如氣體洗滌、泡沫除塵等。常用的設(shè)備有:噴霧塔、填料塔、泡沫除塵器、文丘里洗滌器等。
③過濾法去除顆粒污染物
使含有顆粒污染物的氣體通過具有很多毛細(xì)孔的濾料,而將顆粒污染物截留下來的方法,如填充層過濾、布袋過濾等。常用的設(shè)備有顆粒層過濾器和袋式過濾器。
④靜電法去除顆粒污染物
使含有顆粒污染物的氣體通過高壓電場,在電場力的作用下,使其去除的過程。常用的設(shè)備有干式靜電除塵器和濕式靜電除塵器。
選擇哪一種方法去除顆粒污染物,主要從顆粒污染物的粒徑大小和數(shù)量以及操作費用等方面來考慮。一般情況下,較大顆粒(數(shù)十微米以上)宜于采用干法,而細(xì)小顆粒(數(shù)微米)則以采用過濾法和靜電法為宜。
三、氣態(tài)污染物的治理
1.吸收法
吸收是利用氣體液體中溶解度不同的這一現(xiàn)象,以分離和凈化氣體混合物的一種技術(shù)。這種技術(shù)也用于氣態(tài)污染物的處理,例如從工業(yè)廢氣中去除二氧化硫(SO2)、氮氧化物(NOX)、硫化氫(H2S)以及氟化氫(HF)等有害氣體。
吸收可分為化學(xué)吸收和物理吸收兩大類。
化學(xué)吸收,被吸收的氣體組分和吸收液之間產(chǎn)生明顯的化學(xué)反應(yīng)的吸收過程。從廢氣中去除氣態(tài)污染物多用化學(xué)吸收法。例如用堿液吸收煙氣中的SO2,用水吸收NOX等。
物理吸收,被吸收的氣體組分與吸收液之間不產(chǎn)生明顯的化學(xué)反應(yīng)的吸收過程,僅僅是被吸收的氣體組分溶解于液體的過程。例如用水吸收醇類和酮類物質(zhì)。
在吸收法中,選擇合適的吸收液至關(guān)重要,在對氣態(tài)污染物處理中,是處理效果好壞的關(guān)鍵。用于吸收氣態(tài)污染物質(zhì)的吸收液有下列幾種:
a.水,用于吸收易溶的有害氣體。
b.堿性吸收液,用于吸收那些能夠和堿起化學(xué)反應(yīng)的有害酸性氣體,如SO2、NOX、H2S、等。常用的堿吸收液有:氫氧化鈉、氫氧化鈣、氨水等。
c.酸性吸收液,一氧化氮(NO)和二氧化氮(NO2)氣體能夠在稀硝酸中溶解,而且其溶解度比在水中高得多。
d.有機吸收液,用于有機廢氣的吸收,洗油、聚乙醇醚、冷甲醇、二乙醇胺都可作為吸收液,并能夠去除酸性氣體,如H2S、CO2等。
目前在工業(yè)上常用有吸收設(shè)備有表面吸收器、板式塔、噴灑塔、文丘里塔等。
2.吸附法
(1)概述
吸附是一種固體表面現(xiàn)象。它是利用多孔性固體吸附劑處理氣態(tài)污染物,使其中的一種或幾種組分,在固體吸附劑表面,在分子引力或化學(xué)鍵力的作用下,被吸附在固體表面,從而達(dá)到分離的目的。
吸附處理工藝在處理氣態(tài)污染物領(lǐng)域也得到了應(yīng)用。
常用的固體吸附劑有骨炭、硅膠、礬土、沸石、焦炭和活性炭等,其中應(yīng)用的是活性炭?;钚蕴繉V譜污染物具有吸附功能,除CO、SO2、NOX、H2S外,還對苯、甲苯、二甲苯、乙醇、乙醚、煤油、汽油、苯乙烯、氯乙烯等物質(zhì)都有吸附功能。
(2)吸附設(shè)備
用于凈化氣態(tài)污染物的吸附設(shè)備,與廢水處理中的設(shè)備相同,可分為固定床、移動床和流化床三種。
(3)吸附法在氣態(tài)污染物處理中應(yīng)用舉例
——有機物廢氣的吸附凈化
某些化工廠在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生對人體有害的有機蒸氣。采用活性炭吸附法能夠較好地凈化有機廢氣,還能夠回收有用的物質(zhì)。
本法工藝簡單、效率高,并可回收純度較高的有機物質(zhì)。以活性炭為吸附劑能夠從廢氣中回收很多物質(zhì),如汽油、石油醚、甲醇、乙醇、丙醇、丁醇以及二氯乙烷、二氯丙烷、芳香烴等。
本法可使廢氣中的有機溶劑回收率達(dá)80%~90%,如采用串聯(lián)操作,回收率將更高。
除吸收法、吸附法外,用于氣態(tài)污染物處理的技術(shù)還有冷凝法、催化轉(zhuǎn)化法、直接燃燒法、膜分離法以及生物法等。因篇幅問題,本文不擬介紹。
吸收法和吸附法是應(yīng)用的兩種方法。
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