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淺探城市大氣顆粒物污染治理方案
摘要:隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng),不斷增長(zhǎng)的能源消耗和機(jī)動(dòng)車輛加重了中國(guó)城市大氣環(huán)境的負(fù)擔(dān),城市空氣污染作為一個(gè)主要的環(huán)境問(wèn)題正迅速地凸現(xiàn)出來(lái)。在參考眾多文獻(xiàn)及資料的基礎(chǔ)下,從我國(guó)城市大氣顆粒物污染現(xiàn)狀、污染特點(diǎn)出發(fā),提出有效、可實(shí)施的大氣顆粒物污染管理建議及措施和工業(yè)治理大氣顆粒物污染的實(shí)施設(shè)備、方法及建議。
關(guān)鍵詞:城市; 大氣顆粒物; 污染治理
1 大氣顆粒物污染簡(jiǎn)介
大氣顆粒物指除氣體之外的所有包含在大氣中的物質(zhì),包括所有各種各樣的固體或液體氣溶膠。其中有固體的煙塵、灰塵、煙霧,以及液體的云霧和霧滴。粒徑的分布大到200微米,小到0.1微米。
統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明,目前我國(guó)煙塵和粉塵排放量有逐年下降的趨勢(shì),但影響城市空氣質(zhì)量的主要污染物仍是顆粒物。2004年的環(huán)境狀況報(bào)告顯示,46.8%的城市顆粒物濃度超過(guò)二級(jí)標(biāo)準(zhǔn);顆粒物污染較重的城市主要分布在西北、山西、內(nèi)蒙、遼寧、河南、湖南和四川。在監(jiān)測(cè)的城市中,2004年環(huán)境空氣質(zhì)量達(dá)國(guó)家二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的占38.6%,而1999年這一數(shù)字只有33.1%,但全國(guó)總排放近年處于波動(dòng)狀態(tài),沒(méi)有得到明顯的遏制�？偟膩�(lái)說(shuō),隨著300 多個(gè)城市中達(dá)到二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的比例逐年增加,中國(guó)城市的空氣質(zhì)量有所好轉(zhuǎn)。
對(duì)于我國(guó)城市而言污染源主要為各種工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的大氣污染和居民燃煤污染。另外,近年來(lái)私人轎車的數(shù)量急速增多和市政建設(shè)等都帶來(lái)了嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題。
2 大氣顆粒物治理措施
2.1 加強(qiáng)污染物排放管理的建議
政府部門(mén)需加強(qiáng)大氣顆粒物污染管理力度。政府部門(mén)應(yīng)將大氣顆粒物排放制度化,如進(jìn)行以下流程。首先,政府需明確污染排放許可證頒發(fā)的法規(guī)和管理流程,包括許可證申請(qǐng)的嚴(yán)格化、污染指數(shù)檢測(cè)報(bào)告的準(zhǔn)確化、許可證管理人員的考核、許可證管理機(jī)關(guān)的執(zhí)法權(quán)明確化、許可證審批程序的合理化以及管理資金的流向明朗化;其次,是在執(zhí)法辦事的過(guò)程中需要嚴(yán)格執(zhí)行污染排放許可證頒發(fā)的法規(guī)和管理流程,提高工作人員的素質(zhì)以及辦事效率。
2.2 城市生態(tài)環(huán)境整治建議
城區(qū)生態(tài)環(huán)境綜合整治方案的設(shè)計(jì)范圍是以城市中心區(qū)的建成區(qū)為核心地域向外延伸。
2.2.1 水域生態(tài)工程方案
城市中的水域是唯一不起塵的地域,而且還具有吸塵、降塵和調(diào)節(jié)城市氣候的重要作用,是城市生態(tài)平衡的重要因素。因此,要充分利用城市地質(zhì)條件,保持并擴(kuò)大現(xiàn)有水域面積,同時(shí)積極開(kāi)發(fā)新的水域,提高水域覆蓋率。該工程方案除了具有生態(tài)效益外,還可考慮其經(jīng)濟(jì)效益,例如建設(shè)水上訓(xùn)練基地或旅游渡假村等。
2.2.2 綠色生態(tài)工程方案
綠化是城市生態(tài)建設(shè)的另一重要組成部分。綠化可以調(diào)節(jié)氣候、減少污染、凈化空氣、防風(fēng)固沙,是非常經(jīng)濟(jì)的生物防治措施,稱之為“城市肺”。中心區(qū)TSP 中揚(yáng)塵比例較高,與城市綠化率不高有著密切關(guān)系。因此,方案對(duì)綠化工程作出重點(diǎn)規(guī)劃。綠化工程的設(shè)計(jì)思想:以林為主,草花為輔,建設(shè)大型防護(hù)林帶和城市森林公園,盡快形成城市森林系統(tǒng),使綠化工程最大限度地發(fā)揮環(huán)境保護(hù)和生態(tài)平衡作用;規(guī)劃設(shè)計(jì)大、中、小型的以林為主,林、草、花相間的城市立體景觀系統(tǒng),使中心區(qū)內(nèi)已建成地域的裸地全部綠化,作到黃土不露天;在建地域的裸地應(yīng)隨建設(shè)工程的結(jié)束時(shí)間而完成綠化工程。
(1)圍繞城市外部建立外防護(hù)林帶,形成以抵抗外來(lái)大氣顆粒污染物的防護(hù)墻。再在城市中,沿河流、湖泊建立內(nèi)防護(hù)林帶,保證城市大氣顆粒污染物的凈土。
(2)建立城市森林公園,給城市建造有一個(gè)“肺”,便于城市消耗以產(chǎn)生的城市大氣顆粒物污染。
(3)許多城市都在近郊有儲(chǔ)灰場(chǎng),用來(lái)堆積城市建筑、日常生活所產(chǎn)生的灰塵、垃圾。儲(chǔ)灰場(chǎng)是重要起灰源之一。該工程擬先在儲(chǔ)灰坑周圍建設(shè)高大防護(hù)林地,以阻擋灰坑起塵。注重儲(chǔ)灰場(chǎng)的封閉問(wèn)題,盡可能的避免其灰塵外揚(yáng)。生活垃圾場(chǎng)周圍也需建設(shè)高大防護(hù)林地,以阻擋垃圾山起塵。服務(wù)期滿后進(jìn)行土地恢復(fù)處理。還要做好裸地綠化工作,盡量做到城市退耕還林,將廢棄的、或暫時(shí)無(wú)用處的裸地充分利用,建立綠化帶或防護(hù)林帶。
2.3 城市工業(yè)環(huán)境整治方案
目前,我國(guó)許多城市內(nèi)或近郊都存在一些具有一定大氣污染的工廠。對(duì)于這些工廠,我們不但需要對(duì)其工廠環(huán)境進(jìn)行改造和綠化(如上部分方案)。還需嚴(yán)格按照國(guó)家相關(guān)部門(mén)的要求,要求工廠進(jìn)行廢氣的處理,達(dá)到環(huán)保要求。對(duì)于大氣顆粒物污染,有以下幾種控制技術(shù):
根據(jù)除塵技術(shù)原理,可以概括為機(jī)械力除塵、過(guò)濾除塵、靜電除塵和濕式除塵四種類型,其中前三種可統(tǒng)稱為干式除塵。
2.3.1 機(jī)械力除塵
機(jī)械力除塵是借助質(zhì)量力的作用達(dá)到除塵目的的方法,相應(yīng)的除塵裝置稱為機(jī)械式除塵器.質(zhì)量力包括重力、慣性力和離心力,主要除塵器形式為重力沉降室、慣性除塵器和旋風(fēng)除塵器等。
(1)重力沉降。
利用顆粒污染物與氣體密度不同,使顆粒污染物在重力作用下自然沉降下來(lái),與氣體分離的過(guò)程。重力沉降室結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,造價(jià)低,壓力損失小,便于維護(hù),且可以處理高溫氣體。主要缺點(diǎn)是只能捕集粒徑較大的顆粒物,僅對(duì)50微米以上的顆粒物具有較好的捕集作用,因而效率低,只能作為初級(jí)除塵手段,主要用于高效除塵裝置的前級(jí)除塵器。
(2)慣性除塵。
利用顆粒污染物與氣體在運(yùn)動(dòng)中慣性力不同,使顆粒污染物從氣體中分離出來(lái)的過(guò)程。通常是使氣流沖擊在擋板上,氣流方向發(fā)生急劇改變,氣流中的顆粒物慣性較大,不能隨氣流急劇轉(zhuǎn)彎,便從氣流中分離出來(lái)。
(3)離心除塵。
利用旋轉(zhuǎn)的氣流所產(chǎn)生的離心力,將顆粒污染物從氣體中分離處理的過(guò)程。
離心除塵器也稱為旋風(fēng)除塵器,具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、占地面積小、投資低、操作維修方便、壓力損失中等、動(dòng)力消耗不大、可用各種材料制造、能用于高溫或高壓及腐蝕性氣體、并可直接回收干顆粒地優(yōu)點(diǎn)。一般用來(lái)捕集5至15微米以上地顆粒物,除塵效率可達(dá)80%左右,是機(jī)械式除塵器中效率最高的。主要缺點(diǎn)是對(duì)5微米以下的細(xì)小顆粒物去除效果不理想。
2.3.2 過(guò)濾除塵
過(guò)濾除塵是使氣流通過(guò)多孔濾料,將氣流中顆粒污染物截留下來(lái),使氣體得到凈化的過(guò)程,主要有袋式除塵及顆粒層過(guò)濾除塵兩種方式。
(1)袋濾除塵。
利用棉、毛或人造纖維等加工的濾布捕集顆粒污染物的方法,主要通過(guò)篩分、慣性碰撞、擴(kuò)散、靜電、重力沉降等作用機(jī)制,依靠濾料表面來(lái)捕集顆粒污染物,屬于外部過(guò)濾。
該方法除塵效率高,一般可達(dá)99%以上,適應(yīng)極強(qiáng),能夠處理不同類型的顆粒污染物,操作彈性大,除塵效率對(duì)入口顆粒污染物濃度及氣流速度變化具有一定穩(wěn)定性,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,使用靈活,便于回收干料,不存在污泥處理。但袋式除塵器的應(yīng)用受到濾布的耐溫、耐腐蝕等操作性能的限制,一般使用溫度應(yīng)低于300℃。
(2)顆粒層過(guò)濾除塵。
通過(guò)將松散多孔的濾料填充在框架內(nèi)作為過(guò)濾層,顆粒物在濾層內(nèi)部被捕集的一種除塵方法,屬內(nèi)部過(guò)濾方式。除塵過(guò)程中大顆粒污染物主要借助慣性力,小于0.5微米的顆粒物主要靠濾料及被過(guò)濾下來(lái)的顆粒表面的攔截和附著作用過(guò)濾下來(lái),凈化效率隨顆粒層厚度增高而提高。顆粒層除塵器按其功能可分為單顆粒層除塵器和組合顆粒層除塵器兩種。
2.3.3 靜電除塵
利用高壓電場(chǎng)產(chǎn)生的靜電力(庫(kù)侖力)的作用從氣流中分離懸浮粒子(塵�；蛞旱�)的一種方法。靜電除塵主要通過(guò)粒子荷電、沉降和清除三個(gè)階段實(shí)現(xiàn)顆粒污染物與氣流的分離。靜電除塵常用的設(shè)備為電除塵器,工業(yè)上應(yīng)用最廣泛的是單區(qū)電除塵器,即使粒子帶電的電離作用與帶電粒子的集塵作用在同一電場(chǎng)中進(jìn)行。電除塵器是一種高效除塵裝置,對(duì)細(xì)微塵粒及霧狀液滴捕集性能優(yōu)異,除塵效率達(dá)99%以上,對(duì)于0.1微米以下的塵粒,仍有較高的去除效率,由于氣流通過(guò)阻力小,所消耗的電能通過(guò)靜電力直接作用于塵粒上,因此能耗低。處理氣量大,可應(yīng)用于高溫、高壓場(chǎng)所,廣泛應(yīng)用于工業(yè)除塵。電除塵器的主要缺點(diǎn)是設(shè)備龐大、占地面積大、一次性投資費(fèi)用高。
2.3.4 濕式除塵
也稱為洗滌除塵。該方法是用液體洗滌含塵氣流,使塵粒與液膜、液滴或氣泡碰撞而被吸附,凝聚變大,塵粒隨液體排出,氣體得到凈化。由于洗滌液對(duì)多種氣態(tài)污染物具有吸收作用,因此它能凈化氣體中的固體顆粒物,又能同時(shí)脫除氣體中的氣態(tài)有害物質(zhì),某些洗滌器也可以單獨(dú)充當(dāng)吸收器使用。濕式除塵主要通過(guò)慣性碰撞、擴(kuò)散、凝聚、粘附等作用來(lái)捕獲塵粒。濕式除塵常用的有噴淋塔、填料塔、泡沫塔、臥式旋風(fēng)水膜除塵器、中心噴霧旋風(fēng)除塵器、水浴式除塵器、射流洗滌除塵器、文丘里洗滌除塵器等。濕式除塵器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低、除塵效率高,在處理高溫、易燃、易爆氣體時(shí)安全性好。不足是用水量大,易產(chǎn)生腐蝕性液體,產(chǎn)生的廢液或泥漿進(jìn)行處理,并可能造成二次污染。
2.3.5 粉塵與煙氣處理
粉塵和煙氣主要來(lái)源于燃燒設(shè)備和工業(yè)生產(chǎn)工藝。對(duì)粉塵的凈化控制,主要是三類技術(shù)。對(duì)于煙氣的處理技術(shù),主要是三種:一是洗滌吸收技術(shù),典型裝置是煙氣洗滌塔;二是吸附技術(shù),典型裝置是過(guò)濾層凈化器;三是催化處理技術(shù),典型裝置有催化燃燒器、熱催化器等。
3 結(jié)束語(yǔ)
由于城市持續(xù)高速的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)和污染控制的困難,城市空氣污染治理將存在一個(gè)很長(zhǎng)時(shí)期。大氣顆粒物污染是大氣污染的主要方面。由于其組成、結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性,對(duì)我們?nèi)祟惖慕】岛桶l(fā)展都有著重大的影響,對(duì)城市空氣和發(fā)展有著惡劣的影響,對(duì)地球環(huán)境也有著不可忽視的影響。目前,還存在著治理難、治理資金投入大、技術(shù)水平有限等問(wèn)題。因此,大氣顆粒物污染任重而道遠(yuǎn)。本文通過(guò)對(duì)大氣顆粒物污染的現(xiàn)狀及污染源的簡(jiǎn)要介紹提出適合于我國(guó)城市現(xiàn)狀的整改意見(jiàn)以及在工業(yè)處理方面的處理技術(shù)及處理方法。對(duì)于大氣顆粒物污染治理 [1] [2] 下一頁(yè) 工業(yè)治理方法有很多,如文中所列。但每種方法都有其使用條件和使用環(huán)境,對(duì)于不同地域和不同條件還應(yīng)根據(jù)各自需求選擇正確的方式方法。
參考文獻(xiàn)
[1]李春燕,高翠香.大氣顆粒物污染與城市生態(tài)環(huán)境整治方案[J],唐山學(xué)院學(xué)報(bào),2007,(3).
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