分類
大氣污染的分類有很多方式,現在羅列如下方式一
(1)一次污染物。一次污染物是指直接從污染源排放的污染物質,如二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳、顆粒物等,它們又可分為反應物和非反應物,前者不穩定,在大氣環境中常與其他物質發生化學反應,或者作催化劑促進其他污染物之間的反應,後者則不發生反應或反應速度緩慢。(2)二次污染物。二次污染物是指由一次污染物在大氣中互相作用經化學反應或光化學反應形成的與一次污染物的物理、化學性質完全不同的新的大氣污染物,其毒性比一次污染物還強。最常見的二次污染物如硫酸及硫酸鹽氣溶膠、硝酸及硝酸鹽氣溶膠、臭氧、光化學氧化劑OX,以及許多不同壽命的活性中間物(又稱自由基),如HO2、HO等。
方式二
大氣污染物主要可以分為兩類,即天然污染物和人為污染物,引起公害的往往是人為污染物,它們主要來源於燃料燃燒和大規模的工礦企業。顆粒物:指大氣中液體、固體狀物質,又稱塵。硫氧化物:是硫的氧化物的總稱,包括二氧化硫,三氧化硫,三氧化二硫,一氧化硫等。碳的氧化物:主要是一氧化碳。(二氧化碳不屬於大氣污染物)氮氧化物:是氮的氧化物的總稱,包括氧化亞氮,一氧化氮,二氧化氮,三氧化二氮等。碳氫化合物:是以碳元素和氫元素形成的化合物,如甲烷、乙烷等烴類氣體。其它有害物質:如重金屬類,含氟氣體,含氯氣體等等。
方式三
根據大氣污染物的存在狀態,也可將其分為:氣溶膠態污染物和氣態污染物。一、氣溶膠態污染物根據顆粒污染物物理性質的不同,可分為如下幾種
(1)粉塵(dust)指懸浮於氣體介質中的細小固體粒子。 通常是由於固體物質的破碎、分級、研磨等機械過程或土壤、岩石風化等自然過程形成的。粉塵粒徑一般在1-200μm之間。大於10μm的粒子靠重力作用能在較短時間內沉降到地面,稱為降塵;小於10μm的粒子能長期在大氣中漂浮,稱為飄塵。
(2)煙(fume)通常指由冶金過程形成的固體粒子的氣溶膠。在工業生產過程中總是伴有諸如氧化之類的化學反應,熔融物質揮發後生成的氣態物質冷凝時便生成各種煙塵。煙的粒子是很細微的,粒徑範圍一般為0.01~1μm。(3)飛灰(flyash)指由燃料燃燒後產生的煙氣帶走的會分中分散的較細的粒子。灰分是含碳物質燃燒後殘留的固體渣,在分析測定時假定它是完全燃燒的。
(4)黑煙(smoke)通常指由燃燒產生的能見的氣溶膠,不包括水蒸氣。在某些文獻中以林格曼數、黑煙的遮光率、沾污的黑度或捕集的沉降物的質量來定量表示黑煙。黑煙的粒徑範圍為0.05~1μm。
(5)霧(fog)在工程中,霧一般指小液體粒子的懸浮體。它可能是由於液體蒸汽的凝結、液體的霧化以及化學反應等過程形成的,如水霧、酸霧、鹼霧、油霧等,水滴的粒徑範圍在200μm以下。
(6)總懸浮顆粒物(TSP)指大氣中粒徑小於100μm的所有固體顆粒。
二、氣態污染物
(1)含硫化合物
(2)碳的氧化物
(3)含氮化合物
(4)碳氫化合物
(5)鹵素化合物
分布特點
與其他環境要素中的污染物質相比較,大氣中的污染物質具有隨時間、空間變化大的特點,了解該特點,對於獲得正確反映大氣污染實況的監測結果有重要意義。大氣污染物的時空分布及其濃度與污染物排放源的分布、排放量及地形、地貌、氣象等條件密切相關。氣象條件如風向、風速、大氣湍流、大氣穩定度總在不停的改變,故污染物的稀釋與擴散情況也不斷變化。同一污染源對同一地點在不同時間所造成的地面空氣污染濃度往往相差數十倍;同一時間不同地點也相差甚大。一次污染物和二次污染物濃度在一天之內也不斷地變化。一次污染物因受逆溫層及氣溫、氣壓等限制,清晨和黃昏濃度較高,中午較低;二次污染物如光化學煙霧,因在陽光照射下才能形成,故中午濃度較高,清晨和夜晚濃度低。風速大,大氣不穩定,則污染物稀釋擴散速度快,反之,稀釋擴散慢,濃度變化也慢。污染源的類型、排放規律及污染物的性質不同,其空間分布特點也不同。一個點污染源(如煙囪)或線污染源(如交通道路)排放的污染物可形成一個較小的污染氣團或污染線。局部地方污染濃度變化較大,涉及範圍較小的污染,稱為小尺度空間污染或局地污染。大量地面小污染源,如工業區窯爐、分散供熱鍋爐及千家萬戶的飲爐,則會給一個城市或一個地區形成面污染源,使地面空氣中污染物濃度比較均勻,並隨氣象條件變化有較強的規律性。這種面源所造成的污染稱中尺度空間污染或區域污染。就污染物自身性質而言,質量輕的分子態或氣溶膠態污染物高度分散在大氣中,易被擴散或稀釋,隨時空變化快;質量較重的塵、汞蒸氣等,擴散能力差,影響範圍較小。
危害
大氣污染對氣候的影響很大,大氣污染排放的污染物對局部地區和全球氣候都會產生一定影響,尤其對全球氣候的影響,從長遠的觀點看,這種影響將是很嚴重的。
1)二氧化硫SO2主要危害:形成工業煙霧,高濃度時使人呼吸困難,是著名的倫敦煙霧事件的元兇;進入大氣層後,氧化為硫酸(SO4)在雲中形成酸雨,對建築、森林、湖泊、土壤危害大;形成懸浮顆粒物,又稱氣溶膠,隨著人的呼吸進入肺部,對肺有直接損傷作用。
2)懸浮顆粒物TSP(如:粉塵、煙霧、PM10)主要危害:隨呼吸進入肺,可沉積於肺,引起呼吸系統的疾病。顆粒物上容易附著多種有害物質,有些有致癌性,有些會誘發花粉過敏症;沉積在綠色植物葉面,干擾植物吸收陽光和二氧化碳和放出氧氣和水分的過程,從而影響植物的健康和生長;厚重的顆粒物濃度會影響動物的呼吸系統;殺傷微生物,引起食物鏈改變,進而影響整個生態系統;遮擋陽光而可能改變氣候,這也會影響生態系統。
3)氮氧化物Nox(如:NO、NO2、NO3)主要危害:刺激人的眼,鼻,喉和肺,增加病毒感染的發病率,例如引起導致支氣管炎和肺炎的流行性感冒,誘發肺細胞癌變;形成城市的煙霧,影響可見度;破壞樹葉的組織,抑制植物生長;在空中形成硝酸小滴,產生酸雨。
4)一氧化碳CO主要危害:極易與血液中運載氧的血紅蛋白結合,結合速度比氧氣快250倍,因此,在極低濃度時就能使人或動物遭到缺氧性傷害。輕者眩暈,頭疼,重者腦細胞受到永久性損傷,甚至窒息死亡;對心臟病、貧血和呼吸道疾病的患者傷害性大;引起胎兒生長受損和智力低下。
5)揮發性有機化合物VOCs(如:苯、碳氫化合物)主要危害:容易在太陽光作用下產生光化學煙霧;在一定的濃度下對植物和動物有直接毒性;對人體有致癌、引發白血病的危險。
6)光化學氧化物(如:臭氧O3)主要危害:低空臭氧是一種最強的氧化劑,能夠與幾乎所有的生物物質產生反應,濃度很低時就能損壞橡膠、油漆、織物等材料;臭氧對植物的影響很大。濃度很低時就能減緩植物生長,高濃度時殺死葉片組織,致使整個葉片枯死,最終引起植物死亡,比如高速公路沿線的樹木死亡就被分析與臭氧有關;臭氧對於動物和人類有多種傷害作用,特別是傷害眼睛和呼吸系統,加重哮喘類過敏症。
7)有毒微量有機污染物(如:多環芳烴、多氯聯苯、二惡英、甲醛)主要危害:有致癌作用;有環境激素(也叫環境荷爾蒙)的作用。
8)重金屬(如:鉛、鎘)主要危害:重金屬微粒隨呼吸進入人體,鉛能傷害人的神經系統,降低孩子的學習能力,鎘會影響骨骼發育,對孩子極為不利;重金屬微粒可被植物葉面直接吸收,也可在降落到土壤之後,被植物吸收,通過食物鏈進入人體;降落到河流中的重金屬微粒隨水流移動,或沉積於池塘、湖泊,或流入海洋,被水中生物吸收,並在體內聚積,最終隨著水產品進入人體。
9)有毒化學品(如:氯氣、氨氣、氟化物)主要危害:對動物、植物、微生物和人體有直接危害。
10)難聞氣味主要危害:直接引起人體不適或傷害;對植物和動物有毒性;破壞微生物生存環境,進而改變整個生態狀況。
11)放射性物質主要危害:致癌,可誘發白血病。
12)溫室氣體(如:二氧化碳、甲烷、氯氟烴)主要危害:阻斷地面的熱量向外層空間發散,致使地球表面溫度升高,引起氣候變暖,發生大規模的洪水、風暴或乾旱;增加夏季的炎熱,提高心血管病在夏季的發病和死亡率;氣候變暖會促使南北兩極的冰川融化,致使海平面上升,其結果是地勢較低的島嶼國家和沿海城市被淹;氣候變暖會使地球上沙漠化面積繼續擴大,使全球的水和食品供應趨於緊張。
大氣自淨
污染物可以通過大氣的自淨能力,使濃度降低到無害的程度。大氣的自淨作用主要是物理作用(擴散、沉降),其次是化學作用(氧化、中和等)和生物學作用(植物吸收等)。
(1)擴散作用:當氣象因素處在有利於污染物擴散的狀態下,而且污染物的排出量並不非常大時,擴散作用的效果是很好的。一方面能將污染物稀釋,另一方面可將一部分污染物轉移出去。
(2)沉降作用:依靠污染物本身的重力,由空氣中逐漸降落到其他環境介質中(水、土壤)。直徑大的顆粒,可以自行降落。直徑小的顆粒或氣態污染物可以吸附在大顆粒上共同降落,也可由若干小顆粒聚集成大顆粒而降落,使大氣中的濃度降低。例如塵土也可被雨雪水沖洗降到地面,使大氣清潔。
(3)氧化作用:大氣中的氧化合物或某些自由基可以將某些還原性污染物氧化成有毒的或無毒的化合物。例如C0能氧化成C02。
(4)中和作用:例如大氣中的SO2可以與氨或鹼性灰塵起中和作用。
(5)植物吸收作用:有些植物能吸收某些污染物,從而淨化了空氣。
地理因素
地形地物影響
地面是一個凹凸不平的粗糙曲面,當氣流沿地面流過時,必然要同各種地形地物發生摩擦作用,使風向風速同時發生變化,其影響程度與各障礙物的體積、形狀、高低有密切關係。
山脈的阻滯作用,對風速也有很大影響,尤其是封閉的山谷盆地,因四周群山的屏障影響,往往是靜風、小風頻率占很大比重,不利於大氣污染物的擴散。
城市中的高層建築物、體形大的建築物和構築物,都能造成氣流在小範圍內產生渦流,阻礙氣流運動,減小平均風速,降低了近地層風速梯度,並使風向擺動很大,近地層風場變得很不規則。一般規律是建築物背風區風速下降,在局部地區產生渦流,不利於氣體擴散。
山谷風
它發生在山區,是以24小時為周期的局地環流。山谷風在山區最為常見,它主要是由於山坡和谷地受熱不均而產生的。山風和谷風的方向是相反的,但比較穩定。在山風與谷風的轉換期,風方向是不穩定的,山風和谷風均有機會出現,時而山風,時而谷風。這時若有大量污染物排入山谷中,由於風向的擺動,污染物不易擴散,在山谷中停留時間很長,有可能造成嚴重的大氣污染。
海陸風
它發生在海陸交界地帶,是以24小時為周期的一種大氣局地環流。海陸風是由於陸地和海洋的熱力性質的差異而引起的。如圖2-15所示,在白天,由於太陽輻射,陸地升溫比海洋快,在海陸大氣之間產生了溫度差、氣壓差,使低空大氣由海洋流向陸地,形成海風,高空大氣從陸地流向海洋,形成反海風,它們和陸地上的上升氣流和海洋上的下降氣流一起形成了海陸風局地環流。在夜晚,由於有效輻射發生了變化,陸地比海洋降溫快,在海陸之間產生了與白天相反的溫度差、氣壓差,使低空大氣從陸地流向海洋,形成陸風,高空大氣從海洋流向陸地,形成反陸風。它們同陸地下降氣流和海面上升氣流一起構成了海陸風局地環流。
在大湖泊、江河的水陸交界地帶也會產生水陸風局地環流,稱為水陸風。但水陸風的活動範圍和強度比海陸風要小。
由上所述可知,建在海邊地區的工廠所排放的污染物必須考慮海陸風的影響,因為有可能出現在夜間隨陸風吹到海面上的污染物,在白天又隨海風吹回來,或者進入海陸風局地環流中,使污染物不能充分的擴散稀釋而造成嚴重的污染。
城市熱島環流
城市熱島環流是由城鄉溫度差引起的局地風。產生城鄉溫度差異的主要原因是:(1)城市人口密集、工業集中,使得能耗水平高;(2)城市的覆蓋物(如建築、水泥路面等)熱容量大,白天吸收太陽輻射熱,夜間放熱緩慢,使低層空氣變暖;(3)城市上空籠罩著一層煙霧和CO2,使地面有效輻射減弱。因此,使城市市區淨熱量收入比周圍鄉村多,故平均氣溫比周圍鄉村高(特別是夜間),於是形成了所謂城市熱島。據統計,城鄉年平均溫差一般為0.4—1.5℃,有時可達6—8℃。其差值與城市的大小、性質、當地氣候條件及緯度有關。
由於城市溫度經常比農村高(特別是夜間),氣壓比鄉村低,所以可以形成一種從周圍農村吹向城市市區的特殊的局地風,稱為城市熱島環流或城市風。這種風在市區匯合就會產生上升氣流。因此,若城市周圍有較多產生污染物的工廠,就會使污染物在夜間向市中心輸送,造成嚴重污染,特別是夜間城市上空有逆溫層存在時。
來源
大氣污染物的來源十分廣泛,各地情況也有很大差別,以下舉出一些例子。
(1)工業:工業是大氣污染的一個重要來源。工業排放到大氣中的污染物種類繁多,有煙塵、硫的氧化物、氮的氧化物、有機化合物、鹵化物、碳化合物等。其中有的是煙塵,有的是氣體。
(2)工廠、家庭燃燒含硫的燃料例如生活爐灶與採暖鍋爐:城市中大量民用生活爐灶和採暖鍋爐需要消耗大量煤炭,煤炭在燃燒過程中要釋放大量的灰塵、二氧化硫、一氧化碳、等有害物質污染大氣。特別是在冬季採暖時,往往使污染地區煙霧瀰漫,嗆得人咳嗽,這也是一種不容忽視的污染源。
(3)火山爆發產生的氣體
(4)焚燒農作物的秸桿、森林火災中的濃煙
(5)焚燒生活垃圾、廢舊塑膠、工業廢棄物產生的煙氣
(6)吸菸
(7)做飯時廚房里的煙氣
(8)垃圾腐爛釋放出來的有害氣體
(9)工廠有毒氣體的泄漏
(10)居室裝修材料(如油漆等)緩慢釋放出來的有毒氣體
(11)風沙、揚塵
(12)農業生產中使用的有毒農藥
(13)使用塗改液等化學試劑
(14)複印機、印表機等電器產生的有害氣體等。
(15)交通運輸:汽車、火車、飛機、輪船是當代的主要運輸工具,它們燒煤或石油產生的廢氣也是重要的污染物。特別是城市中的汽車,量大而集中,排放的污染物能直接侵襲人的呼吸器官,對城市的空氣污染很嚴重,成為大城市空氣的主要污染源之一。汽車排放的廢氣主要有一氧化碳、二氧化硫、氮氧化物和碳氫化合物等,前三種物質危害性很大。
(1)和(2)污染源統稱為固定源,交通運輸則稱為流動源。
防治技術
《大氣污染防治先進技術彙編》涵蓋電站鍋爐煙氣排放控制、工業鍋爐及爐窯煙氣排放控制、典型有毒有害工業廢氣淨化、機動車尾氣排放控制、居室及公共場所典型空氣污染物淨化、柏美迪康環保科技(上海)有限公司的無組織排放源控制、大氣複合污染監測模擬與決策支持、清潔生產等八個領域的關鍵技術,入選技術大多源於“十一五”以來相關國家科技計畫項目或自主創新的研究成果。
技術
序號 | 技術名稱 | 技術內容 | 適用範圍 |
一、電站鍋爐煙氣排放控制關鍵技術 | |||
1 | 燃煤電站鍋爐石灰石/石灰-石膏濕法煙氣脫硫技術 | 採用石灰石或石灰作為脫硫吸收劑,在吸收塔 內,吸收劑漿液與煙氣充分接觸混合,煙氣中的二氧化硫與漿液中的碳酸鈣(或氫氧化鈣)以及鼓入的氧化空氣進行化學反應從而被脫除,最終脫硫副產物為二水硫酸鈣即石膏。該技術的脫硫效率一般大於 95%,可達98%以上;SO2排放濃度一般小於 100mg/m3,可達50mg/m3以下。單位投資大致為 150~250元/kW;運行成本一般低於1.5分/kWh。 | 燃煤電站鍋爐 |
2 | 火電廠雙相整流濕法煙氣脫硫技術 | 利用在脫硫吸收塔入口與第一層噴淋層間安裝 的多孔薄片狀設備,使進入吸收塔的煙氣經過該設備後流場分布更均勻,同時煙氣與在該設備上形成的漿液液膜撞擊,促進氣、液兩相介質發生反應,達到脫除一部分SO2的目的。該技術將噴淋塔和鼓泡塔技術相結合,對提高脫硫效率、減少漿液循環量有顯著效果,特別適用於脫硫達標改造項目。雙相整流裝置能提高系統脫硫效率20%~30%,整體脫硫效率可達97%以上;阻力為600Pa~700Pa,單位投資大致為3~6元 /kWh,電耗降低約250~850kWh/h。 | 燃煤電站鍋爐 |
3 | 燃煤鍋爐電石渣 -石膏濕法煙氣脫硫技術 | 採用電石渣作為脫硫吸收劑,在吸收塔內,吸收 劑漿液與煙氣充分接觸混合,煙氣中的二氧化硫與漿液中的氫氧化鈣以及鼓入的氧化空氣進行化學反應從而被脫除,最終脫硫副產物為二水硫酸鈣即石膏。該技術的脫硫效率一般大於95%,可達98%以上;SO2排放濃度一般小於100mg/Nm3,可達50mg/Nm3以下;單位投資大致為150~250元/kW;運行成本一般低於 1.35分/kWh。 | 燃煤電站鍋爐 |
4 | 循環流化床乾法 /半乾法煙氣脫硫除塵及多污染物協同淨化技術 | 以循環流化床原理為基礎,通過物料的循環利 用,在反應塔內吸收劑、吸附劑、循環灰形成濃相的床態,並向反應塔中噴入水,煙氣中多種污染物在反 應塔內發生化學反應或物理吸附;經反應塔淨化後的 煙氣進入下游的除塵器,進一步淨化煙氣。此時煙氣 中的SO2和幾乎全部的SO3,HCl,HF等酸性成分被吸收而除去,生成CaSO3·1/2H2O、CaSO4·1/2H2O等副產物。該技術的脫硫效率一般大於90%,可達 98%以上;SO2排放濃度一般小於100mg/m3,可達 50mg/m3以下;單位投資大致為150~250元/kW;在 不添加任何吸附劑及脫硝劑的條件下運行成本一般為0.8~1.2分/kWh。 | 燃煤電站鍋爐 |
二、工業鍋爐及爐窯煙氣排放控制關鍵技術 | |||
21 | 石灰石-石膏濕法脫硫技術 | 採用石灰石作為脫硫吸收劑,在吸收塔內,吸收 劑漿液與煙氣充分接觸混合,煙氣中的二氧化硫與漿液中的碳酸鈣(或氫氧化鈣)以及鼓入的氧化空氣進行化學反應從而被脫除,最終脫硫副產物為二水硫酸鈣即石膏。該技術的脫硫效率一般大於95%,可達 98%以上;SO2排放濃度一般小於100mg/m3,可達 50mg/m3以下;單位投資大致為150~250元/kW或 15~25萬元/m2燒結面積;運行成本一般低於1.5分 /kWh。 | 工業鍋爐/鋼鐵燒結煙氣 |
22 | 電石渣-石膏濕法煙氣脫硫技術 | 採用電石渣作為脫硫吸收劑,在吸收塔內,吸收 劑漿液與煙氣充分接觸混合,煙氣中的二氧化硫與漿液中的氫氧化鈣以及鼓入的氧化空氣進行化學反應從而被脫除,最終脫硫副產物為二水硫酸鈣即石膏。該技術的脫硫效率一般大於95%,可達98%以上;SO2排放濃度一般小於100mg/Nm3,可達50mg/Nm3以下;單位投資大致為150~250元/kW;運行成本一般低於 1.35分/kWh。 | 工業鍋爐 |
23 | 白泥-石膏濕法煙氣脫硫技術 | 採用白泥作為脫硫吸收劑,在吸收塔內,吸收劑 漿液與煙氣充分接觸混合,煙氣中的二氧化硫與漿液中的碳酸鈣(或氫氧化鈉)以及鼓入的氧化空氣進行化學反應從而被脫除,最終脫硫副產物為二水硫酸鈣即石膏。該技術的脫硫效率一般大於95%,可達98%以上;SO2排放濃度小於100mg/Nm3,可達50mg/Nm3以下;單位投資大致為150~250元/kW;運行成本一般低於1.35分/kWh。 | 工業鍋爐 |
24 | 鋼鐵燒結煙氣循環流化床法脫硫技術 | 將生石灰消化後引入脫硫塔內,在流化狀態下與 通入的煙氣進行脫硫反應,煙氣脫硫後進入布袋除塵器除塵,再由引風機經煙囪排出,布袋除塵器除下的物料大部分經吸收劑循環輸送槽返回流化床循環使用。該技術脫硫率略低於濕法,吸收劑利用率高,結構緊湊,操作簡單,運行可靠,脫硫產物為固體,無製漿系統,無二次污染,脫硫塔體積小,投資省,不易堵塞。煙氣中的SO2和幾乎全部的SO3,HCl,HF等酸性成分被吸收而除去,生成CaSO3·1/2H2O、CaSO4·1/2H2O等副產物。該技術的脫硫效率一般大於95%,可達98%以上;SO2排放濃度一般小於 100mg/m3,可達50mg/m3以下;單位投資大致為15~20萬元/平方米;在不添加任何吸附劑及脫硝劑的條件下運行成本一般低於5~9元/噸燒結礦。 | 鋼鐵燒結煙氣 |
25 | 新型催化法煙氣脫硫技術 | 採用新型低溫催化劑,在80~200℃的煙氣排放溫 度條件下,將煙氣中的SO2、H2O、O2選擇性吸附在催化劑的微孔中,通過活性組分催化作用反應生成 | 有色、石化化 工、工業鍋爐/ 爐窯(含民 |
三、典型有毒有害工業廢氣淨化關鍵技術 | |||
41 | 揮發性有機氣體 (VOCs)循環脫附分流回收吸附淨化技術 | 採用活性炭作為吸附劑,採用惰性氣體循環加熱 脫附分流冷凝回收的工藝對有機氣體進行淨化和回收。回收液通過後續的精製工藝可實現有機物的循環利用。該技術對有機氣體成分的淨化回收效率一般大於90%,也可達95%以上。單位投資大致為9~24萬元/千(m3h-1),回收有機物的成本大致為700~3000元/噸。 | 石油化工、製藥、印刷、表面塗裝、塗布等 |
42 | 高效吸附-脫附 -(蓄熱)催化燃燒 VOCs治理技術 | 利用高吸附性能的活性碳纖維、顆粒炭、蜂窩炭 和耐高溫高濕整體式分子篩等固體吸附材料對工業廢氣中的VOCs進行富集,對吸附飽和的材料進行強化脫附工藝處理,脫附出的VOCs進入高效催化材料床層進行催化燃燒或蓄熱催化燃燒工藝處理,進而降解VOCs。該技術的VOCs去除效率一般大於95%,可達98%以上。 | 石油、化工、電子、機械、塗裝等行業 |
43 | 活性炭吸附回收 VOCs技術 | 採用吸附、解析性能優異的活性炭(顆粒炭、活 性炭纖維和蜂窩狀活性炭)作為吸附劑,吸附企業生產過程中產生的有機廢氣,並將有機溶劑回收再利用,實現了清潔生產和有機廢氣的資源化回收利用。廢氣風量:800~40000m3/h,廢氣濃度:3~150g/m3。 | 包裝印刷、石 油、化工、化學藥品原藥製造、塗布、紡織、貨櫃噴 |
四、機動車尾氣排放控制關鍵技術 | |||
59 | 汽油車尾氣催化淨化技術 | 採用最佳化配方的全Pd型三效催化劑,以及真空吸 附蜂窩狀催化劑的定位塗覆技術,製備汽車尾氣淨化器核心組件。真空塗覆技術可以精確控制催化劑塗覆量,有效提高產品的一致性。全Pd催化劑配方根據發動機型號不同其Pd含量約在1~3g/L範圍內,較同種發動機上用的普通Pd-Pt-Rh三效催化劑成本可降低50%以上。利用該催化劑及塗覆技術生產的淨化器對汽車尾氣中CO、HC和NOx的同時淨化效果可大於95%,催化劑壽命超過10萬公里,達到相當於國VI以上的尾氣排放標準要求。 | 汽車尾氣污染物處理 |
五、居室及公共場所典型空氣污染物淨化關鍵技術 | |||
64 | 中央空調空氣淨化單元及室內空氣淨化技術 | 針對不同場所,採用風盤或/和組空不同的中央空 調系統,設定過濾器和淨化組件,集成過濾、吸附、 (光)催化、抗菌/殺菌等多種淨化技術,實現室內溫度和空氣品質的全面調節。 | 居室及公共場所室內空氣淨化 |
65 | 室內空氣中有害微生物淨化技術 | 研製層狀材料為載體負載銀離子的抗菌劑,在保 持很好的抗菌性能的同時解決了銀離子在高溫使用時變色的問題。研製有機無機複合抗菌噴劑,對室內常見的有害微生物,如大腸桿菌,金黃色葡萄球菌,白色念珠菌,軍團菌有很好的抗菌效果,對枯草芽孢桿菌也有很好的抑制作用。 | 居室及公共場所室內空氣淨化 |
六、無組織排放源控制關鍵技術 | |||
69 | 綜合抑塵技術 | 主要包括生物納膜抑塵技術、雲霧抑塵技術及濕式收塵技術等關鍵技術。生物納膜是層間距達到納米級的雙電離層膜,能最大限度增加水分子的延展性,並具有強電荷吸附性;將生物納膜噴附在物料表面,能吸引和團聚小顆粒粉塵,使其聚合成大顆粒狀塵粒,自重增加而沉降;該技術的除塵率最高可達99%以上,平均運行成本為0.05~0.5元/噸。雲霧抑塵技術是通過高壓離子霧化和超音波霧化,可產生1μm~100μm的超細乾霧;超細乾霧顆粒細密,充分增加與粉塵顆粒的接觸面積,水霧顆粒與粉塵顆粒碰撞並凝聚,形成團聚物,團聚物不斷變大變重,直至最後自然沉降,達到消除粉塵的目的;所產生的乾霧顆粒,30%~40%粒徑在2.5μm以下,對大氣細微顆粒污染的防治效果明顯。濕式收塵技術通過壓降來吸收附著粉塵的空氣,在離心力以及水與粉塵氣體混合的雙重作用下除塵;獨特的葉輪等關鍵設計可提供更高的除塵效率。 | 適用於散料生產、加工、運輸、裝卸等環節,如礦山、建築、採石場、堆場、港口、火電廠、鋼鐵廠、垃圾回收處理等場所 |
七、大氣複合污染監測、模擬與決策支持關鍵技術 | |||
71 | 大氣揮發性有機物快速線上監測系統 | 環境大氣通過採樣系統採集後,進入濃縮系統, 在低溫條件下,大氣中的揮發性有機化合物在空毛細管捕集柱中被冷凍捕集;然後快速加熱解吸,進入分析系統,經色譜柱分離後被FID和MS檢測器檢測,系統還配有自動反吹和自動標定程式,整個過程全部通軟體控制自動完成。系統主要特點有:自然復疊電子超低溫製冷系統、自主研發的溫度測量技術、雙通路惰性採樣系統、去活空毛細管捕集、雙色譜柱分離、FID和MS雙檢測器檢測。系統可以用於線上連續監測,也可以用於應急檢測(採樣罐現場採樣)。該系統一次採樣可以檢測99種各類VOCs(碳氫化合物、鹵代烴、含氧揮發性有機物),在較長時間內可以滿足我國環境空氣中VOCs的監測要求。 | 大氣環境監測 |
72 | 大氣細粒子及其氣態前體物一體化線上監測技術 | 利用多種快速接口組合,設計開發出具有自主知 識產權的“大氣細粒子及其氣態前體物一體化的線上監測系統”,實現細粒子水溶性化學成分及其氣態前體物的同步線上監測,包括:氣態HCl、HONO、HNO3、 H2SO4,氣溶膠中F-、Cl-、NO2、NO3、SO4以及WSOC --2- 的分析,實現大氣細粒子中多種元素快速線上檢測。設計開發出能夠進行不同粒徑段的細粒子樣品成分分析裝置,用於解析大氣細粒子的來源與轉化過程,為大氣污染區域協同控制提供基礎數據,為區域大氣細粒子污染調控措施的制定提供科學基礎和監測技術。 | 大氣環境監測 |
73 | 大氣中NOx及其光化產物一體化線上監測儀器及標定技術 | 利用光解技術和表面化學方法研發準確測量NO2 的技術,與常規化學發光技術結合開發能夠準確測定NO、NO2、PAN和PPN的技術系統。集成所研製的動態零點化學發光法測NO模組,光降解NO2模組和鉬催化轉化模組,製造一體化樣機,樣機可同時線上精確測量大氣樣品中的NO、NO2、NOy。為評估含氮大氣活性成分對O3產生貢獻的準確測算和其產物的進一步演化提供可靠的技術方法和適合國情的儀器設備產品。 | 大氣環境監測 |
74 | 大氣細粒子和超細粒子的快速線上監測技術 | 針對區域大氣顆粒物立體線上監測的技術需求, 開展大氣複合污染中細粒子及超細粒子物化特性的原位快速測定技術研究,基於“稱重法”的振盪天平顆粒物質量濃度監測儀,完成大氣PM2.5質量濃度的實 | 大氣環境監測 |
八、清潔生產關鍵技術 | |||
88 | 水煤漿代油潔淨燃燒技術 | 水煤漿代油潔淨燃燒技術是把煤磨成細粉與水 和少量添加劑混合成懸浮狀高濃度漿液,像油一樣採用全封閉方式輸送和儲存,用泵輸送,並用噴嘴噴入鍋爐爐膛霧化懸浮燃燒,燃燒效率高,它是一種以煤代油的新技術。在製漿過程中要對煤淨化處理 | 各種電站鍋爐、工業鍋爐、工業窯爐 |
措施方法
從大氣污染的發生過程分析,防治大氣污染的根本方法,是從污染源著手,通過減少污染物的排放量,促進污染物擴散稀釋等措施來保證大氣層的環境質量。但現有的經濟技術條件還不能徹底根治污染源,因此,大氣環境的保護就需要通過運用各種措施,進行綜合防治。主要從以下幾個方面入手尋求大氣污染的控制途徑。①採取各種措施,減少污染物的產生;②採用各種設備,控制污染物的排放;③選擇有效的非工程措施,合理大氣自淨能力;④強化大氣管理。
減少污染物產生
(一)、區域採暖和集中供熱,家庭爐灶和取暖小鍋爐排放大量SO2和煙塵是造成城市大氣環境惡化的一個重要原因。城市採取區域採暖,集中供熱措施,能夠很好的解決這一問題。區域採暖,集中供熱的好處表現在:①可以提高鍋爐設備效率,降低燃料消耗量,一般可以將鍋妒效率從50~60%提高到80~90%;②可以充分利用熱能,提高熱利用率③有條件採用高效率除塵設備,大大降低粉塵排放量。
(二)、改善燃料構成改善城市燃料構成是大氣污染綜合防治的一項有效措施。用無煙煤替代煙煤,推廣使用清潔的氣體、液體燃料,可以使大氣中的SO2和煙塵(降塵、飄塵)顯著地降低。
(三)、進行技術更新,改善燃燒過程解決污染問題的重要途徑之一是減少燃燒時的污染物排放量。通過改善燃燒過程,以使燃燒效率儘可能提高,污染物排放儘可能減少。這就需要對舊鍋爐、汽車發動機和其它燃燒設備進行技術更新,對舊的燃料加以改革,以便提高熱效率和減少廢氣排放。
(四)、改革生產工藝,綜合利用“廢氣”通過改革生產工藝,可以力求把一種生產中排出的廢氣作為另一生產中的原材料加以利用,這樣就可以達到減少污染物的排放和變廢為寶的雙重利益。
(五)、開發新能源,開發太陽能、水能、風能、地熱能、潮汐能、生物能、沼氣能和核聚變能等清潔能源,以減少煤碳、石油的用量。以上新能源多為可再生性能源,在利用過程中不會產生化石能源開採使用的環境問題,是比較清潔的燃料。
控制污染物排放
(一)、煙塵治理技術,除塵設備根據其原理大致可分為機械除塵器,濕式洗滌除塵器,過濾式除塵器和靜電除塵器等。機械除塵器是利用機械力(重力、離心力)將粉塵從氣流中分離出來,達到淨化的目的。其中最簡單、廉價、易於操作維修的便是沉降室。攜帶塵粒的氣流由管道進入寬大的沉降室時,速度和壓力降低,較大的顆粒(直徑大於40μm)則因重力而沉降下來。另一種設備是鏇風除塵,其原理是使氣流在分離鏇轉,塵粒在離心作用下被甩往外壁,沉降到分離器的底部而被分離清除。這種方法對5μm以上塵粒去除效率可達50-80%。濕式洗滌器是一種採用噴水法將塵粒從氣體中沉滌出去的除塵器,有噴霧塔式、填斜塔式、離心洗滌器、文丘里式洗滌器等多種,這種除塵器能除去直徑大於10μm的顆粒,如果採用離心式洗滌分離器,其去除率可達90%左右,這種方法的缺點是能耗較高,同時存在污水處理問題。過濾式除塵器有著較高的除塵效率,其中最常用的袋式濾塵器對直徑1μm顆粒的去除率多接近100%,它使含塵氣體,通過懸掛在袋室上部的織物過濾袋而被除去,這種方法效率高,操作面便,適應於含塵濃度低的氣體;其缺點是維修費高,不耐高溫高濕氣流。靜電除塵器的原理是所有塵粒通過高壓直流電暈時吸收電荷的特性而將其從氣流中除去。帶電顆粒在電場的作用下,向接地集塵筒壁移動,借重力而把塵粒從集塵電極上除去。其優點是對粒徑很小的塵粒具有較高的去除效率,且不受含塵濃度和煙氣流量的影響,但設備投資費用高,技術要求高。上述備種除塵設備原理不同,性能各異,使用時應根據實際需要加以迭擇或使用,主要考慮因素為塵粒的濃度、直徑、腐濁性等以及排放標準和經濟成本。
(二)、二氧化硫治理技術,二氧化硫治理技術包括燃料脫硫主要是重油脫硫和煙氣脫硫。重油脫硫採用加氫脫硫催化法,使重油中有機硫化物中的C-S鍵斷裂,硫變成簡單的氣體或固體化合物,而從重油中分離出來。含硫量較高的重油首先進行脫硫處理,再提供給用戶,主要是那些沒有煙氣脫硫能力的中小工廠,而大型工業企業則要求安裝煙氣脫硫設施。煙氣脫硫可分為乾法和濕法兩種,濕法是把煙氣中的SO2和SO3,轉化為液體或固體化合物,從而把它們從煙氣中分離出來,濕法脫硫主要包括鹼液吸收法,氨吸收法和石灰吸收法等。鹼吸收法是用氫氧化鉀、氫氧化鈉水溶液等為吸收劑;氨吸收法用氨氣作為吸收劑;石灰乳法使用石灰漿作吸收劑,同時可回收石膏。濕法脫硫後,煙氣溫度降低,濕度加大,排出後影響煙氣的上升高度而難以擴散。為克服上述缺陷,採用固體粉沫或非液體作為吸收劑或催化劑進行煙氣脫硫,稱為乾法脫硫。乾法脫硫又分為吸附法、吸收法和催化氧化法等。吸附法是使用活性炭等吸附劑;吸收法用活性氧化錳、鹼性氧化鋁等為吸收劑;催化氧化法是用釩系催化劑等進行氧化並回收硫酸。
(三)、光化學煙霧的治理技術,造成光化學煙霧的一次污染物主要是氮氧化物和碳氫化合物。其主要來源是以汽車尾氣,石油冶煉業等工業企業也是氮氧化物重要來源。汽車尾氣主要來自發動機汽油燃燒。控制汽車尾氣的技術措施主要有:①改革汽車燃料,推廣使用液化石油氣、液化天然氣、甲醇等新型燃料。②改善進氣系統,提高混合氣燃燒率,減少一氧化碳、碳氫化合物和氟氧化合物排放;③進行排氣處理,進一步去除尾氣中的有害物質。工業企業排放的氮氧化物的去除方法主要有吸收法、非選擇性催化還原法和選擇性催化還原法。吸收法是根據所使用的吸收劑,又可分為鹼吸收法,熔融鹽吸收法和硫酸吸收法。非選擇催化還原法是套用金屬鉑等作為催化劑,以H2或CH4等還原性氣體作為還原劑,將煙氣中的氮氧化物還原為N2。所謂非選擇性是指反應時的溫度條件不僅控制在只是煙氣中的氮氧化物還原為N2,而且在反應過程中有一定量的還原劑與煙氣中的過剩氧發生反應。選擇性催化還原法是以金屬鉑的氧化物作為催化劑,以氨、硫化氫和一氧化碳等為還原劑,選擇最佳脫硝反應溫度,使還原劑僅與煙氣的氮氧化物發生反應,使之轉變為無害的N2。
環境自淨能力
(一)、搞好總體規劃,合理工業布局
(1)搞好城市規劃,完善基礎設施建設城市規劃要解決的首要問題是確定城市性質。城市性質確定以後,即確定了城市經濟發展方向和產業結構,例如,杭州、蘇州、,桂林等城市被明確為風景遊覽城市後,也就同時決定了這些城市要嚴格控制污染工業的發展。城市布局要合理。工業區要布置在城市的下風向,工業區和居民區,商業區要分開,其間儘可能留出一些空地,建成綠化帶以減輕污染危害。完善城市基礎設施建設,可以節約大量能源,減少污染物的排放量。如發展公共運輸事業,是防治汽車污染的有效手段。通過發展捷運和低公害汽車,可大大減少城市車流量,改進道路,可減少車輛堵塞、停頓現象.也可以達到減少排放量的目的。
(2)調整工業結構、合理工業布局大氣環境污染在很大程度上是工業排放的污染物造成的,合理工業布局是防治大氣污染的一項基本措施,在工業布局上,應考慮工業結構和工業項目位置的選擇。從大氣環境保護的角度看,火電廠、建材、冶金等工業是能源消耗大戶,屬重污染型工業;紡織、機械等屬於輕污染型工業。合理工業布局,就是按照不同的環境要求,如人口密度、能源消費密度、氣象、地形等條件,安排布置工業發展。如對於風速比較小、靜風頻率較高、擴散條件較差的地區,不宜發展有害氣體和煙塵排放量大的重污染型工業。工業建設項目的布局選址也很重要,在城市、風景區、自然保護區等敏感地區的主導風向上風向不應建設重污染型工業。這樣做可能會制約某些項目投資,但從防治大氣污染和整個社會經濟的長遠發展看,是完全必要的。
(二)、做好大氣環境規劃,科學利用大氣環境容量在環境區劃的基礎上,結合城市建設、總體規划進行城市大氣環境功能分區。根據國家對不同功能區的大氣環境質量標唯,確定環境目標,並計算主要污染物的最大允許排放量。科學利用大氣環境容量,就是根據大氣自淨條件(如稀釋擴散、降水洗滌等),定量、定點、定時地向大氣中排放污染物,保證大氣污染物濃度不超過環境目標的前提下,合理地利用大氣環境資源。
(三)、選擇有利污染物擴散的排放方式根據污染物落地濃度隨煙囪的高度增加而減少的原理,我們可以通過廣泛採用高煙囪和集合煙囪排放來促進污染物擴散,降低污染源附近的污染強度。集合煙囪排放就是將數個排煙設備集中到一個煙囪排放,這樣可以提高煙氣的溫度和出口速度;達到增加煙囪有效高度的目的。這種方法雖可以降低污染物的落地濃度,減輕當池的地面污染,但卻擴大了排煙範圍,不能從根本解決污染問題,尤其是在酸雨問題日益嚴重的今天,這種方法只能作為一種權宜之計。
(四)、發展綠色植物,增強自淨能力首先,綠色植物能吸收CO2放出O2。發展綠色植物,恢復和擴大森林面積,可以起到固碳作用,從而降低大氣CO2含量,減弱溫室效應。除此之處,綠色植物還可以過濾吸附大氣顆粒物、吸收有毒有害氣體,起到淨化大氣的作用。研究表明,1hm2的林木可以有相當於75hm2的葉面積,其吸附菸灰塵埃的能力相當大。就吸收有毒氣體而言,闊葉林強於針葉林,而落葉闊葉林一般又比常綠闊葉林強,垂鉚、懸鈴木、夾竹桃等對二氧化硫有較強的吸收能力,而泡桐、梧桐、城市綠化不僅可以淨化大氣,還可以調節溫度、濕度,調節城市的小氣候。在大片綠化帶與非綠地之間,因溫度差異,在天氣晴放時可以形成局地環流,有利於大氣污染物的擴散。國內外都在大力研究篩選各種對大氣污染物有較強抵抗和吸收能力的綠色植物,以及綠化布局對空氣淨化作用的影響。同時努力擴大綠化面積,改善居住環境。
加強大氣管理
大氣環境管理就是運用法律、行政、經濟、技術、教育等手段,通過全面規劃,從巨觀上、戰略上、總體上研究解決大氣污染問題。法律是環境管理中的一種重要手段,是以規範性、強制性、穩定性和指導性的方式來管理環境。我國繼1979年頒布了環境保護基本法《中華人民共和國環境保護法(試行)》後,1984年頒布了《關於防治煤煙污染技術政策的規定》1987年頒布《大氣污染防治法》和《關於城市煙塵控制區管理辦法》等法律法規。各省、市、自治區和國務院各部門結合本地區本部門的具體情況也制定和頒布了一系列環境保護條例和規定。同時,為了實現大氣環境管理科學化、定量化,我國先後頒布了《環境空氣品質標準》、《大氣污染物綜合排放標準》、《工業鍋爐煙塵排放標準》、《汽車尾氣排放標準》等一系列大氣環境質量標準和污染物排放標準,為大氣環境管理提供了依據。運用行政手段管理環境是指在環境管理中依靠和發揮國家各級行政機關的作用,藉助行政決策和運用行政命令、決議、指示等方式來組織管理環境,解決大氣污染問題,如政府對一些大氣污染嚴重的企業實行限期治理或關、停、並、轉、遷等措施。
大氣污染物總量控制也是一種行政手段,它是從大氣環境功能區劃分和功能區環境質量目標出發,然後考慮排污源與功能區大氣質量間關係,通過區域協調,統籌分配允許排放量,把排入特定區域的污染物總量控制在一定的範圍內,以實現預定的環境目標。運用經濟方法管理環境,是按照經濟規律的客觀要求,充分利用價格、利潤、信貸、稅收等經濟槓桿的作用,來調整各方面的環境關係,凡是造成污染危害的單位,都要承擔治理污染的責任,對向大氣環境排放污染物或超過國家標準排放的企業,根據超標排放的數量和濃度,按規定徵收排污費。
大氣環境技術管理是通過制定技術標準、技術政策、技術發展方向和生產工藝等進行環境管理,限制損壞大氣環境質量的生產技術活動,鼓勵開發無公害生產工藝技術。