大气污染防治技术

大气污染防治技术

一、大气污染的综合防治

大气的污染物，无论是颗粒状污染物或是气体状污染物，都有能够在大气中扩散、污染面广的特点，这就是说，大气污染带有区域性和整体性的特征。正因为如此，大气污染的程度要受到该地区的自然条件、能源构成、工业结构和布局、交通状况以及人口密度等多种因素的影响。在本文以后所论述的各种治理技术只是对点污染源排放的污染物进行治理，不能解决区域性的大气污染问题。对于区域性大气污染问题，必须通过采取综合防治的措施加以解决。

所谓大气污染的综合防治，就是从区域环境的整体出发，充分考虑该地区的环境特征，对所有能够影响大气质量的各项因素作全面、系统的分析，充分利用环境的自净能力，综合运用各种防治大气污染的技术措施，并在这些措施的基础上制定最佳的防治措施，以达到控制区域性大气环境质量、消除或减轻大气污染的目的。

大气污染综合防治涉及面比较广，影响因素比较复杂，一般来说，可以从下列几个方面加以考虑。

（1）全面规划，合理布局

大气污染综合防治，必须从协调地区经济发展和保护环境之间的关系出发，对该地区各污染源所排放的各类污染物质的种类、数量、时空分布作全面的调查研究，并在此基础上，制定控制污染的最佳方案。

工业生产区应设在城市主导风向的下风向。在工厂区与城市生活区之间，要有一定间隔距离，并植树造林、绿化、减轻污染危害。对已有污染重，资源浪费，治理无望的企业要实行关、停、并、转、迁等措施。

（2）改善能源结构，提高能源有效利用率

我国当前的能源结构中以煤炭为主，煤炭占商品能源消费总量的73%，在煤炭燃烧过程中放出大量的二氧化硫（SO2）、氮氧化物（NOX）、一氧化碳（CO）以及悬浮颗粒等污染物。因此，如从根本上解决大气污染问题，首先必须从改善能源结构入手，例如使用天然气及二次能源，如煤气、液化石油气、电等，还应重视太阳能、风能、地热等所谓清洁能源的利用。我国以煤炭为主的能源结构在短时间内不会有根本性的改变。对此，当前应首先推广型煤及洗选煤的生产和使用，以降低烟尘和二氧化硫的排放量。

我国能源的平均利用率仅30%，提高能源利用率的潜力很大。我国有20余万台锅炉，年耗煤2亿多吨，因此，合理选择锅炉，对低效锅炉的改造、更新、提高锅炉的热效率，能够有效地降低燃煤对大气的污染。

（3）区域集中供热

分散于千家万户的燃煤炉灶，市内密集的矮小烟囱是烟尘的主要污染源。发展区域性集中供暧供热，设立规模较大的热电厂和供热站，用以代替千家万户的炉灶，是消除烟尘的有效措施。这样还具有以下各项效益：①提高热能利用率；②便于采用高效率的除尘器；③采用高烟囱排放；④减少燃料的运输量。

（4）植树选林、绿化环境

绿化造林是大气污染防治的一种经济有效的措施。植物有吸收各种有毒有害气体和净化空气的功能。植物是空气的天然过滤器。茂密的丛林能够降低风速，使气流挟带的大颗粒灰尘下降。树叶表面粗糙不平，多绒毛，某些树种的树叶还分泌粘液，能吸附大量飘尘。蒙尘的树叶经雨水淋洗后，又能够恢复吸附、阻拦尘埃的作用，使空气得到净化。

植物的光合作用放出氧气，吸收二氧化碳，因而树林有调节空气成分的功能，一般1公顷的阔叶林，在生长季节，每天能够消耗约1t的二氧化碳，释放出0.75t的氧气。以成年人考虑，每天需吸入0.75kg的氧气，排出0.9kg的二氧化碳，这样，每人平均有10m2面积的森林，就能够得到充足的氧气。

有一些植物能够吸收大气中的有毒成分，如1公顷柳杉林每年可吸收720kg二氧化碳。

有一些林木，在其生长过程中能够挥发出柠檬油、肉桂油等多种杀菌物质。有人作到分析测定，在百货大楼内，每立方米空气中细菌数达400万个，林区则仅仅有55个，这样，林区与百货大楼空气中的含菌量相差7万多倍。

二、颗粒污染物的治理

1、颗粒污染物的分类

大气中的烟尘主要是由于固体燃料（煤）的燃烧产生的。

我们根据烟尘（颗粒污染物组成）的特性，可以将其分为粉尘、烟和雾三种类型。详见第六章表6－7。

2、颗粒污染物的去除方法及设备

去除大气中颗粒污染物的方法很多，根据它的作用原理，可以分为下列四种类型：

①干法去除颗粒污染物

通过颗粒本身的重力和离心力，使气体中的颗粒污染沉降，而从气体中去除的方法，如重力除尘、惯性除尘和离心除尘。常用的设备有重力沉降室、惯性除尘器和旋风除尘器等。

②湿法去除颗粒污染物

用水或其他液体使颗粒湿润，而加以捕集去除的方法。如气体洗涤、泡沫除尘等。常用的设备有：喷雾塔、填料塔、泡沫除尘器、文丘里洗涤器等。

③过滤法去除颗粒污染物

使含有颗粒污染物的气体通过具有很多毛细孔的滤料，而将颗粒污染物截留下来的方法，如填充层过滤、布袋过滤等。常用的设备有颗粒层过滤器和袋式过滤器。

④静电法去除颗粒污染物

使含有颗粒污染物的气体通过高压电场，在电场力的作用下，使其去除的过程。常用的设备有干式静电除尘器和湿式静电除尘器。

选择哪一种方法去除颗粒污染物，主要从颗粒污染物的粒径大小和数量以及操作费用等方面来考虑。一般情况下，较大颗粒（数十微米以上）宜于采用干法，而细小颗粒（数微米）则以采用过滤法和静电法为宜。

三、气态污染物的治理

1．吸收法

吸收是利用气体液体中溶解度不同的这一现象，以分离和净化气体混合物的一种技术。这种技术也用于气态污染物的处理，例如从工业废气中去除二氧化硫（SO2）、氮氧化物（NOX）、硫化氢（H2S）以及氟化氢（HF）等有害气体。

吸收可分为化学吸收和物理吸收两大类。

化学吸收，被吸收的气体组分和吸收液之间产生明显的化学反应的吸收过程。从废气中去除气态污染物多用化学吸收法。例如用碱液吸收烟气中的SO2，用水吸收NOX等。

物理吸收，被吸收的气体组分与吸收液之间不产生明显的化学反应的吸收过程，仅仅是被吸收的气体组分溶解于液体的过程。例如用水吸收醇类和酮类物质。

在吸收法中，选择合适的吸收液至关重要，在对气态污染物处理中，是处理效果好坏的关键。用于吸收气态污染物质的吸收液有下列几种：

a.水，用于吸收易溶的有害气体。

b.碱性吸收液，用于吸收那些能够和碱起化学反应的有害酸性气体，如SO2、NOX、H2S、等。常用的碱吸收液有：氢氧化钠、氢氧化钙、氨水等。

c.酸性吸收液，一氧化氮（NO）和二氧化氮（NO2）气体能够在稀硝酸中溶解，而且其溶解度比在水中高得多。

d.有机吸收液，用于有机废气的吸收，洗油、聚乙醇醚、冷甲醇、二乙醇胺都可作为吸收液，并能够去除酸性气体，如H2S、CO2等。

目前在工业上常用有吸收设备有表面吸收器、板式塔、喷洒塔、文丘里塔等。

2．吸附法

（1）概述

吸附是一种固体表面现象。它是利用多孔性固体吸附剂处理气态污染物，使其中的一种或几种组分，在固体吸附剂表面，在分子引力或化学键力的作用下，被吸附在固体表面，从而达到分离的目的。

吸附处理工艺在处理气态污染物领域也得到了应用。

常用的固体吸附剂有骨炭、硅胶、矾土、沸石、焦炭和活性炭等，其中应用最为广泛的是活性炭。活性炭对广谱污染物具有吸附功能，除CO、SO2、NOX、H2S外，还对苯、甲苯、二甲苯、乙醇、乙醚、煤油、汽油、苯乙烯、氯乙烯等物质都有吸附功能。

（2）吸附设备

用于净化气态污染物的吸附设备，与废水处理中的设备相同，可分为固定床、移动床和流化床三种。

（3）吸附法在气态污染物处理中应用举例

——有机物废气的吸附净化

某些化工厂在生产过程中产生对人体有害的有机蒸气。采用活性炭吸附法能够较好地净化有机废气，还能够回收有用的物质。

本法工艺简单、效率高，并可回收纯度较高的有机物质。以活性炭为吸附剂能够从废气中回收很多物质，如汽油、石油醚、甲醇、乙醇、丙醇、丁醇以及二氯乙烷、二氯丙烷、芳香烃等。

本法可使废气中的有机溶剂回收率达80%~90%，如采用串联操作，回收率将更高。

除吸收法、吸附法外，用于气态污染物处理的技术还有冷凝法、催化转化法、直接燃烧法、膜分离法以及生物法等。因篇幅问题，本文不拟介绍。

吸收法和吸附法是应用最为广泛的两种方法。

四、汽车尾气污染及其治理

1.概述

汽车是一种高效的现代化交通工具, 它提高了人们的出行效率, 促进了生产的发展, 方便了人们的生活。但汽车又是一种流动污染源。汽油车的主要污染物成分是CO、HC、NOx以及碳粒等。汽车排放大量的污染物,使环境付出了沉重的代价,它给人类带来难以估计的损失。据资料介绍，城市街道上的车流量在每小时1000～2000辆时，CO、HC和NOx这三种有害气体占全部有害气体的80%～90％以上。世界上几乎所有大城市和中小城市都遭受汽车排放污染的严重危害（见表7－1）。