大氣污染防治技術(shù)

一、大氣污染的綜合防治

大氣的污染物，無(wú)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(diǎn)，這就是說(shuō)，大氣污染帶有區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的自然條件、能源構成、工業(yè)結構和布局、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(diǎn)污染源排放的污染物進(jìn)行治理，不能解決區域性的大氣污染問(wèn)題。對于區域性大氣污染問(wèn)題，必須通過(guò)采取綜合防治的措施加以解決。

所謂大氣污染的綜合防治，就是從區域環(huán)境的整體出發(fā)，充分考慮該地區的環(huán)境特征，對所有能夠影響大氣質(zhì)量的各項因素作全面、系統的分析，充分利用環(huán)境的自?xún)裟芰�，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上制定最佳的防治措施，以達到控制區域性大氣環(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，影響因素比較復雜，一般來(lái)說(shuō)，可以從下列幾個(gè)方面加以考慮。

（1）全面規劃，合理布局

大氣污染綜合防治，必須從協(xié)調地區經(jīng)濟發(fā)展和保護環(huán)境之間的關(guān)系出發(fā)，對該地區各污染源所排放的各類(lèi)污染物質(zhì)的種類(lèi)、數量、時(shí)空分布作全面的調查研究，并在此基礎上，制定控制污染的最佳方案。

工業(yè)生產(chǎn)區應設在城市主導風(fēng)向的下風(fēng)向。在工廠(chǎng)區與城市生活區之間，要有一定間隔距離，并植樹(shù)造林、綠化、減輕污染危害。對已有污染重，資源浪費，治理無(wú)望的企業(yè)要實(shí)行關(guān)、停、并、轉、遷等措施。

（2）改善能源結構，提高能源有效利用率

我國當前的能源結構中以煤炭為主，煤炭占商品能源消費總量的73%，在煤炭燃燒過(guò)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(wèn)題，首先必須從改善能源結構入手，例如使用天然氣及二次能源，如煤氣、液化石油氣、電等，還應重視太陽(yáng)能、風(fēng)能、地熱等所謂清潔能源的利用。我國以煤炭為主的能源結構在短時(shí)間內不會(huì )有根本性的改變。對此，當前應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(wàn)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）區域集中供熱

分散于千家萬(wàn)戶(hù)的燃煤爐灶，市內密集的矮小煙囪是煙塵的主要污染源。發(fā)展區域性集中供曖供熱，設立規模較大的熱電廠(chǎng)和供熱站，用以代替千家萬(wàn)戶(hù)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便于采用高效率的除塵器；③采用高煙囪排放；④減少燃料的運輸量。

（4）植樹(shù)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(guò)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(shù)葉表面粗糙不平，多絨毛，某些樹(shù)種的樹(shù)葉還分泌粘液，能吸附大量飄塵。蒙塵的樹(shù)葉經(jīng)雨水淋洗后，又能夠恢復吸附、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(shù)林有調節空氣成分的功能，一般1公頃的闊葉林，在生長(cháng)季節，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(cháng)過(guò)程中能夠揮發(fā)出檸檬油、肉桂油等多種殺菌物質(zhì)。有人作到分析測定，在百貨大樓內，每立方米空氣中細菌數達400萬(wàn)個(gè)，林區則僅僅有55個(gè)，這樣，林區與百貨大樓空氣中的含菌量相差7萬(wàn)多倍。

二、顆粒污染物的治理

1、顆粒污染物的分類(lèi)

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(lèi)型。詳見(jiàn)第六章表6－7。

2、顆粒污染物的去除方法及設備

去除大氣中顆粒污染物的方法很多，根據它的作用原理，可以分為下列四種類(lèi)型：

①干法去除顆粒污染物

通過(guò)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。常用的設備有：噴霧塔、填料塔、泡沫除塵器、文丘里洗滌器等。

③過(guò)濾法去除顆粒污染物

使含有顆粒污染物的氣體通過(guò)具有很多毛細孔的濾料，而將顆粒污染物截留下來(lái)的方法，如填充層過(guò)濾、布袋過(guò)濾等。常用的設備有顆粒層過(guò)濾器和袋式過(guò)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(guò)高壓電場(chǎng)，在電場(chǎng)力的作用下，使其去除的過(guò)程。常用的設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量以及操作費用等方面來(lái)考慮。一般情況下，較大顆粒（數十微米以上）宜于采用干法，而細小顆粒（數微米）則以采用過(guò)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(lèi)。

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)反應的吸收過(guò)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)反應的吸收過(guò)程，僅僅是被吸收的氣體組分溶解于液體的過(guò)程。例如用水吸收醇類(lèi)和酮類(lèi)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，其中應用最為廣泛的是活性炭�；钚蕴繉�廣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）吸附設備

用于凈化氣態(tài)污染物的吸附設備，與廢水處理中的設備相同，可分為固定床、移動(dòng)床和流化床三種。

（3）吸附法在氣態(tài)污染物處理中應用舉例

——有機物廢氣的吸附凈化

某些化工廠(chǎng)在生產(chǎn)過(guò)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(jiǎn)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、催化轉化法、直接燃燒法、膜分離法以及生物法等。因篇幅問(wèn)題，本文不擬介紹。

吸收法和吸附法是應用最為廣泛的兩種方法。

四、汽車(chē)尾氣污染及其治理

1.概述

汽車(chē)是一種高效的現代化交通工具, 它提高了人們的出行效率, 促進(jìn)了生產(chǎn)的發(fā)展, 方便了人們的生活。但汽車(chē)又是一種流動(dòng)污染源。汽油車(chē)的主要污染物成分是CO、HC、NOx以及碳粒等。汽車(chē)排放大量的污染物,使環(huán)境付出了沉重的代價(jià),它給人類(lèi)帶來(lái)難以估計的損失。據資料介紹，城市街道上的車(chē)流量在每小時(shí)1000～2000輛時(shí)，CO、HC和NOx這三種有害氣體占全部有害氣體的80%～90％以上。世界上幾乎所有大城市和中小城市都遭受汽車(chē)排放污染的嚴重危害（見(jiàn)表7－1）。