王會(huì)娟
(宿遷市沭陽(yáng)生態(tài)環(huán)境局 江蘇沭陽(yáng) 223600)
化工是中國(guó)最重要的工業(yè)門類之一,也是國(guó)家發(fā)展的重要標(biāo)志,在一定程度上反映了國(guó)家的國(guó)力。當(dāng)今化工排放的廢水和廢氣對(duì)環(huán)境的破壞性很大,也是保護(hù)環(huán)境的一大難題?;て髽I(yè)排放的廢氣種類多、量大、有毒有害,造成嚴(yán)重的空氣污染,破壞了環(huán)境環(huán)境,嚴(yán)重影響了人們的正常生活。因此,解決化工園區(qū)廢氣的合理處理問(wèn)題,已成為環(huán)保部門關(guān)注的焦點(diǎn)。
目前,由于城市現(xiàn)代工業(yè)建設(shè)的不斷發(fā)展,我國(guó)城市工業(yè)廢氣排放量逐年增加,但工業(yè)廢氣的凈化方法十分有限。大部分工業(yè)廢氣未經(jīng)任何處理直接排入城市。氣態(tài)污染物可分為以下幾類:含硫污染物、碳?xì)浠衔锏扔袡C(jī)氣體污染物、一氧化碳污染物、含氮污染物。上述污染物以氣體的形式存在,會(huì)破壞大氣中的臭氧層,造成酸雨,對(duì)人類生命財(cái)產(chǎn)安全造成極大的危害[1]。
在生態(tài)學(xué)中,所謂的固體污染物被解釋為懸浮在空氣中的各種固體,或簡(jiǎn)稱為氣溶膠。由于這些污染物的主要性質(zhì)不同,氣溶膠也可分為兩類:二次氣溶膠和一次氣溶膠。二次氣溶膠通常是指從污染源排放的氣體,在大氣中經(jīng)過(guò)一系列化學(xué)反應(yīng)后,排放源中的硫化氫和二氧化硫等小顆粒物通過(guò)大氣氧化過(guò)程慢慢轉(zhuǎn)化為一些硫酸鹽分子。一次氣溶膠通常是指在污染物排放源處產(chǎn)生的一些小顆粒物,如煙塵顆粒物、強(qiáng)風(fēng)產(chǎn)生的粉塵等,大部分煙塵來(lái)自鋼廠、火電廠、化工廠、水泥廠等相關(guān)企業(yè)工業(yè)鍋爐。如今,空氣中顆粒物含量已超過(guò)臨界數(shù)值,對(duì)人體健康和日常生活構(gòu)成嚴(yán)重威脅[2]。
工業(yè)發(fā)展是保證經(jīng)濟(jì)快速增長(zhǎng)的必要條件,特別是在重工業(yè)建設(shè)方面。隨著目前重工業(yè)的發(fā)展,各種硫化物的產(chǎn)生造成了嚴(yán)重的空氣污染。同時(shí),北方地區(qū)的地理位置和氣候變化相對(duì)容易產(chǎn)生霧霾污染,加上當(dāng)前部分地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展存在諸多不足,導(dǎo)致區(qū)域空氣質(zhì)量嚴(yán)重惡化[3]。
企業(yè)在設(shè)置環(huán)保設(shè)施時(shí),沒(méi)有專門研究生產(chǎn)工藝、原輔材料的組成、污染物含量等,盲目采購(gòu)環(huán)保維護(hù)設(shè)施,導(dǎo)致資源被浪費(fèi),污染物無(wú)法被徹底清除。例如,如果工廠車間需要在運(yùn)行狀態(tài)下進(jìn)行甲醇清洗,公司會(huì)關(guān)閉所有車間門窗,并安裝廢氣凈化裝置和活性炭作為原料。當(dāng)處理設(shè)備運(yùn)行時(shí),它會(huì)進(jìn)行清潔和吸收。而從原料和輔料的組成來(lái)看,甲醇是一種極性物質(zhì),而硅膠更適合原料的提純和吸收。因此,如果工廠在安裝處理設(shè)備時(shí)沒(méi)有考慮生產(chǎn)工藝,只是對(duì)整個(gè)車間的廢氣進(jìn)行簡(jiǎn)單清洗,就難以達(dá)到良好的清洗條件,造成能源浪費(fèi)和環(huán)境污染。
3.1.1 物理化學(xué)法
傳統(tǒng)工業(yè)車間普遍采用物理化學(xué)法凈化工業(yè)廢氣。該方法適用于高濃度化工廢氣的凈化處理。物理化學(xué)法包括吸收氧化法、等離子體放電法、光氧化法等特殊的廢氣化學(xué)處理技術(shù)。
活性炭吸附法是經(jīng)濟(jì)高效、吸附效率高、應(yīng)用范圍廣的凈化工藝?;钚蕴恐苿?duì)惡臭硫化氫氣體的吸收和脫硫效果良好。
吸收法在化工廢氣凈化中應(yīng)用廣泛。該方法利用廢氣污染物的廢氣特性,與吸收劑發(fā)生化學(xué)反應(yīng)以去除污染氣體。同時(shí),吸收塔廣泛應(yīng)用于有機(jī)廢氣的制備,如除塵、除油霧、去除水溶性配方和輔助凈化等[4]。
燃燒氧化法基于有機(jī)物完全燃燒的原理,形成水和二氧化碳,用于廢氣的化學(xué)處理。采用這種方法處理化工廢氣時(shí),可以釋放出大量的熱能供使用。通常這種方法只用于處理劇毒、不可回收的化學(xué)廢氣,凈化徹底,無(wú)二次污染,對(duì)一些特殊的化工廢氣處理效果好。
催化氧化法是基于某些金屬氧化物在光照下能形成自由基活性物質(zhì),其高氧化強(qiáng)度可在室溫下減少?gòu)U氣中的污染物含量,并產(chǎn)生二氧化碳、水等無(wú)機(jī)物。該方法操作成本低,化學(xué)性質(zhì)相對(duì)穩(wěn)定,無(wú)殘留臭氧的二次污染,受到化工企業(yè)的高度重視。
3.1.2 生物法
化學(xué)廢氣生物處理的原理是通過(guò)微生物的代謝,將化學(xué)廢氣污染物轉(zhuǎn)化為簡(jiǎn)單、無(wú)毒、無(wú)害的微顆粒物。近年來(lái),生物法處理化學(xué)廢氣的應(yīng)用越來(lái)越多。比較成熟和應(yīng)用的生物處理工藝有有機(jī)吸收法和生物過(guò)濾法[5]。
有機(jī)吸收法采用高壓溶解法處理廢氣。生物懸浮液可以將廢氣中的化學(xué)污染物從氣相轉(zhuǎn)化為液相。
生物過(guò)濾是廢氣凈化古老的生物凈化方法之一。最早被用于處理諸如硫化氫等有毒有害氣體。該方法的過(guò)程是先將廢氣加濕,然后引入生物過(guò)濾裝置,通過(guò)過(guò)濾裝置分解污染性氣體。
3.2.1 產(chǎn)生機(jī)理分析
任何灰塵都須通過(guò)某種運(yùn)輸方式,因?yàn)樗赏ㄟ^(guò)空氣作為媒介在環(huán)境中傳播。粉塵顆粒從穩(wěn)態(tài)到懸浮狀態(tài)的形成過(guò)程稱為揚(yáng)塵過(guò)程。由氣流引起的揚(yáng)塵主要分為兩種情況:一是一次揚(yáng)塵,在搬運(yùn)散料時(shí)引起氣流,揚(yáng)塵污染局部地區(qū)。第二種是二次粉塵,由于空氣流動(dòng)和設(shè)備的運(yùn)行,二次粉塵再次被吹走。根據(jù)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)情況的理論分析,揚(yáng)塵的主要機(jī)理有以下四個(gè)方面[6]。
(1)下落揚(yáng)塵。不同粒徑的物料從高處落入倉(cāng)庫(kù)里,會(huì)因空氣阻力而產(chǎn)生氣流,從而導(dǎo)致粉末的散開。
(2)風(fēng)吹灰塵。當(dāng)一種物質(zhì)在空氣中以一定的速度運(yùn)動(dòng)時(shí),它可以帶動(dòng)周圍的空氣一起流動(dòng)。空氣將物料表面的灰塵吹出,并與產(chǎn)生灰塵的空氣一起流動(dòng)。當(dāng)粗顆粒由于周圍空氣和物料之間的摩擦和沿溜槽向下移動(dòng)時(shí),空氣隨移動(dòng)的物料流動(dòng),并從設(shè)備或下一個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中逸出。
(3)設(shè)備移動(dòng)引起的灰塵。在設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中,由于設(shè)備通常會(huì)產(chǎn)生高頻振動(dòng),使顆粒物以粉塵的形式與空氣混合。另外,工藝裝備的揚(yáng)塵主要與風(fēng)扇有關(guān)。
(4)裝載物料產(chǎn)生的灰塵。當(dāng)物料裝入箱體中時(shí),空氣作為裝載的物料被排出,這些空氣進(jìn)入大氣中形成揚(yáng)塵[7]。
3.2.2 抑塵方法
目前,控制粉塵的主要措施有除塵、布袋除塵、噴水除塵等。
灑水降塵投資成本低,但必須保證有合適的水源條件。此外,應(yīng)配備生產(chǎn)廢物收集和處理設(shè)施,以避免廢水的過(guò)度排放,并確保設(shè)備的維護(hù)。
袋式除塵器是一種高效的干式粉塵過(guò)濾裝置,適用于收集細(xì)小、干燥和非纖維狀粉塵。濾袋由編織濾布或無(wú)紡布?xì)种瞥?,由纖維布過(guò)濾含塵氣體。當(dāng)含塵氣體進(jìn)入袋內(nèi)時(shí),重力將作用于不同粒徑的顆粒。當(dāng)細(xì)小的粉塵通過(guò)濾料時(shí),粉塵被阻擋,氣體被凈化。
袋式過(guò)濾器主要存在以下問(wèn)題。首先,工業(yè)園區(qū)內(nèi)產(chǎn)塵面大,粉塵難以收集。其次,袋式除塵器雖然除塵經(jīng)濟(jì)性好,但除塵效果不理想,容易導(dǎo)致廠區(qū)粉塵排放過(guò)多。三是袋式除塵器維護(hù)不便,為保證有效除塵,濾袋必須人工清洗,且濾袋容易損壞,損壞的濾袋經(jīng)常需要更換[8]。
其中之一是環(huán)境容量的合理利用:即根據(jù)環(huán)境法規(guī),定期向大氣排放污染物,確保大氣污染物濃度不超標(biāo),大氣的環(huán)境潛力得到充分發(fā)揮。隨著大氣污染治理的推廣,大氣的潛力可以得到適當(dāng)?shù)睦?。二是減少污染物排放。實(shí)踐證明,集中治理是防止污染、改善環(huán)境質(zhì)量的最有效措施。我國(guó)最危險(xiǎn)的空氣污染物是可吸入顆粒物和二氧化硫。因此,在控制污染物排放時(shí),必須以控制為中心。
加強(qiáng)大氣污染防治,加大環(huán)境保護(hù)投入,完善環(huán)境法律法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)體系,絕不允許非法工業(yè)排放。而且,他們不會(huì)受到嚴(yán)厲的懲罰。工業(yè)企業(yè)提供政治支持和優(yōu)惠待遇。政府合理規(guī)劃,調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。在訂購(gòu)一家公司時(shí),沒(méi)有希望處理嚴(yán)重污染永遠(yuǎn)不會(huì)是一種恥辱。必須定期接受國(guó)家、縣、市的監(jiān)督抽查,有效控制常見污染物。排放。定期公布監(jiān)測(cè)結(jié)果,鼓勵(lì)公眾和媒體行使公眾監(jiān)督職能,對(duì)造成大氣污染的企業(yè)和個(gè)人進(jìn)行跟蹤報(bào)道,使大氣污染得到有效控制。
我國(guó)需要更多的工業(yè)廢氣處理專家來(lái)開發(fā)新的處理方法。只有采用科學(xué)、先進(jìn)的工業(yè)煙氣凈化控制方法,才能提高煙氣凈化效果。目前,更常用的是吸附和過(guò)濾系統(tǒng)。這種方法可以有效地處理工業(yè)廢氣,但有些公司不能合理地使用它。因此,不斷改進(jìn)工業(yè)廢氣凈化方法勢(shì)在必行。
當(dāng)前,在不斷變化的時(shí)代條件下,我國(guó)城鎮(zhèn)化、工業(yè)化快速發(fā)展,城鎮(zhèn)居民生活質(zhì)量越來(lái)越高。雖然工業(yè)的快速發(fā)展為現(xiàn)代國(guó)民經(jīng)濟(jì)、工業(yè)的發(fā)展做出了巨大貢獻(xiàn)。在發(fā)展過(guò)程中,煙氣污染問(wèn)題日益嚴(yán)重。目前,大城市工業(yè)廢氣的治理與居民的日常生活息息相關(guān)。因此,工業(yè)園區(qū)需要有效控制廢氣,減少?gòu)U氣對(duì)環(huán)境的污染,采取更有效、更具成本效益地研發(fā)和改進(jìn)尾氣處理工藝。同時(shí),企業(yè)需要在保護(hù)環(huán)境和經(jīng)濟(jì)利益之間取得平衡,而不是通過(guò)環(huán)境污染來(lái)?yè)Q取經(jīng)濟(jì)利益。