張 敬,侯藝文
(1.山東省環(huán)境保護(hù)科學(xué)研究設(shè)計(jì)院有限公司,山東濟(jì)南 250000; 2.山東新達(dá)環(huán)境保護(hù)技術(shù)咨詢有限責(zé)任公司,山東濟(jì)南 250000)
據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)顯示,大氣中比較常見的污染物以二氧化硫、二氧化氮、可吸入顆粒物等居多,這些污染物的產(chǎn)生途徑大多來自人們的生產(chǎn)生活過程中,比如汽車尾氣、工業(yè)廢氣、生活臭氣等。而大氣中的工業(yè)有機(jī)污染物大多與工業(yè)生產(chǎn)過程有關(guān),比如鋼鐵冶煉、石油加工、化工制品生產(chǎn)、農(nóng)藥制造等,以及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程和日常生活過程中的秸稈焚燒、垃圾焚燒等。人們平時(shí)的生活過程中也會(huì)產(chǎn)生有機(jī)污染物,如室內(nèi)裝修,餐飲飯店的油煙、燒烤產(chǎn)生的煙等。為實(shí)現(xiàn)對(duì)有機(jī)廢氣的有效治理,不僅要了解廢氣的產(chǎn)生途徑,還需明確不同的廢氣的危害程度。當(dāng)廢氣排放量超出相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn),便會(huì)影響環(huán)境質(zhì)量。石油化工企業(yè)排放的廢氣中含有大量有毒、污染性較強(qiáng)的有機(jī)物,會(huì)破壞臭氧層。同時(shí)隨著機(jī)動(dòng)車數(shù)量的不斷增多,尾氣排放量也隨之加大,加上北方冬季通常以煤炭取暖,煤炭燃燒時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量有害物質(zhì),嚴(yán)重污染了大氣環(huán)境。
1.2.1 含氮有機(jī)氣體污染物
含氮污染物可以進(jìn)一步細(xì)分為一氧化氮和二氧化氮兩種類型,該類污染物主要危害大氣環(huán)境中的對(duì)流層。在工業(yè)生產(chǎn)過程中,化石燃料的燃燒是二氧化氮的產(chǎn)生源頭,在汽車、飛機(jī)等動(dòng)力機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)下進(jìn)行燃燒;而一氧化氮的產(chǎn)生與自然界中的閃電、森林火災(zāi)等有關(guān),雖然兩類含氮污染物產(chǎn)生的原因具有顯著差異,但氮類氧化物在光照、雷電等的作用下又會(huì)生成含氮的有機(jī)污染氣體,這種有機(jī)廢氣存在于大氣環(huán)境中,就會(huì)導(dǎo)致空氣原有氣體比例的失調(diào),破壞氣體的構(gòu)成,污染大氣環(huán)境。
1.2.2 含硫氣體污染物
有機(jī)廢氣污染物中的含硫化合物的成員主要有硫化氫、二氧化硫、三氧化硫、硫酸、硫酸鹽等。這些有機(jī)廢氣主要是在金屬冶煉過程中產(chǎn)生的,冶煉時(shí)含硫礦物在高溫狀態(tài)下進(jìn)行分解并燃燒,含硫類無機(jī)非金屬氧化物則是在強(qiáng)光和高溫條件下,與空氣中的有機(jī)氣體發(fā)生化學(xué)反應(yīng),由此產(chǎn)生污染性更強(qiáng)的烴類硫取代物。
1.2.3 碳?xì)溆袡C(jī)氣體污染物
碳?xì)溆袡C(jī)氣體污染物的構(gòu)成是碳和氫兩種基本原子,它們都屬于烴類范疇,這類污染物不會(huì)直接傷害人體健康狀態(tài),但是如果該物質(zhì)存在于污染的大氣環(huán)境中,會(huì)成為構(gòu)成光化學(xué)煙霧的主要元素,成為危害大氣環(huán)境質(zhì)量的重要來源。比如汽車尾氣,很多沒有燃燒殆盡的烷烴有機(jī)氣體等,如果直接排放到大氣環(huán)境中,就會(huì)破壞大氣的臭氧層,進(jìn)而引發(fā)一系列環(huán)境問題。
(1)毒性。工業(yè)生產(chǎn)是一個(gè)復(fù)雜的過程,原料經(jīng)過多道工序的加工,在變成產(chǎn)成品的過程中會(huì)產(chǎn)生大量的廢棄物,其中產(chǎn)生的各種廢氣中含有大量的有毒有害物質(zhì),并且有機(jī)廢氣的毒性分為急性的和慢性的,甚至有些有機(jī)廢氣毒性非常大,如持久性有機(jī)物中的二噁英物質(zhì)的毒性非常強(qiáng),比無機(jī)物中的氰化鉀類物質(zhì)的毒性高出1000倍以上。
(2)持久性。工業(yè)有機(jī)廢氣若未經(jīng)有效處理,被直接排放到大氣環(huán)境中,能夠在大氣中長(zhǎng)時(shí)間地停留。這些持久性有機(jī)廢氣中的某些物質(zhì)含有抗化學(xué)分解特性、抗光解性和抗生物降解性,它們自身的性能不容易發(fā)生變化,能夠保留較長(zhǎng)時(shí)間。
(3)生物累積性。大氣中的有機(jī)廢氣的持久性特征,使其在大氣長(zhǎng)時(shí)間停留的過程中,會(huì)被動(dòng)植物吸收,這樣就會(huì)發(fā)生生物積累。比如具有親脂性的有機(jī)物多氯聯(lián)苯,一旦被水鳥吸附進(jìn)體內(nèi)后,在動(dòng)物體內(nèi)的濃度是其在水中濃度的50萬~100萬倍。
在全球經(jīng)濟(jì)和市場(chǎng)深度融合的形勢(shì)下,我國(guó)的工業(yè)獲得了廣闊的發(fā)展空間,近年來發(fā)展速度不斷加快。但同時(shí)也要看到,因工業(yè)快速發(fā)展帶給環(huán)境的壓力及破壞。這是因?yàn)楣I(yè)生產(chǎn)過程中排放的有機(jī)廢氣含有大量有毒、有害物質(zhì),隨著工業(yè)廢氣排放量的不斷增加,對(duì)環(huán)境及人身健康危害程度也逐步增加,所以工業(yè)有機(jī)廢氣在排入大氣環(huán)境前,要通過專業(yè)有效地治理技術(shù)降低其各類污染物的含量,使廢氣中的各種成分含量達(dá)到相關(guān)行業(yè)排放標(biāo)準(zhǔn),才準(zhǔn)許其排放。而對(duì)工業(yè)廢氣進(jìn)行有效治理,離不開專業(yè)的治理技術(shù),因此要加大對(duì)工業(yè)廢氣污染治理技術(shù)的研究和應(yīng)用,以便為提升廢氣治理質(zhì)量提供支撐,從而為人們創(chuàng)建更加宜居、舒適、健康的居住環(huán)境,促進(jìn)經(jīng)濟(jì)和生態(tài)的和諧發(fā)展。
催化燃燒法在應(yīng)用時(shí)主要借助催化劑的幫助,讓工業(yè)廢氣在高溫環(huán)境下進(jìn)行催化燃燒并分解,經(jīng)過一系列化學(xué)反應(yīng)最終生成水和二氧化碳,達(dá)到被降解的目的。該過程不會(huì)造成對(duì)環(huán)境的二次污染,在應(yīng)用時(shí)對(duì)燃燒的溫度要求不高,通常情況下燃燒的溫度在250~450 ℃時(shí),有機(jī)廢氣即能被催化降解,因此整個(gè)過程消耗的能源較低,并且催化燃燒法的使用范圍較廣,對(duì)大部分烴類廢氣、惡臭氣體的治理都有明顯的治理效果,同時(shí)對(duì)有機(jī)廢氣的濃度高低沒有限制,即使對(duì)于成分構(gòu)成較為復(fù)雜的有機(jī)廢氣,同樣具有良好的降解效果。工業(yè)有機(jī)廢氣中的物質(zhì)在燃燒時(shí)與氧氣發(fā)生氧化還原作用,廢氣中的污染物就會(huì)被分解成污染程度較小或無污染的物質(zhì)。
液體吸收治理技術(shù)是利用吸收劑將有機(jī)廢氣吸收,根據(jù)使用吸收劑性質(zhì)的不同,可分為物理吸收和化學(xué)吸收。物理吸收方法是利用物質(zhì)之間的相似相溶原理,利用相應(yīng)的吸收劑將有機(jī)廢氣吸收并溶解,由此達(dá)到廢氣治理的目的。常用的物理吸收劑比如液體水,可以吸收含有甲醛類的有機(jī)廢氣,有機(jī)廢氣中的甲醛溶于水后,能夠轉(zhuǎn)換成另外一種可供工業(yè)生產(chǎn)或生活利用的產(chǎn)品,達(dá)到變廢為寶的目的。液體吸收治理技術(shù)的應(yīng)用原理就是利用有機(jī)廢氣中的某些物質(zhì)與吸收劑相融、互解的特性,同時(shí)吸收劑還應(yīng)具備高沸點(diǎn)、低蒸汽壓的特征,在實(shí)際選用時(shí)可針對(duì)有機(jī)廢氣的具體成分進(jìn)行相應(yīng)的選取,常用的吸收劑主要有泡沫劑、碳酸丙烯酯等液體。該技術(shù)具有操作簡(jiǎn)單、成本較低的優(yōu)勢(shì),但對(duì)于濃度較低的有機(jī)廢氣,治理效果不太明顯,所以要根據(jù)實(shí)際情況合理選用。
在以往的污水治理過程中,微生物降解法具有明顯的應(yīng)用優(yōu)勢(shì),并體現(xiàn)了良好的治理效果,目前微生物降解法逐漸應(yīng)用到對(duì)工業(yè)有機(jī)廢氣的治理過程中。工業(yè)有機(jī)廢氣采用的生物技術(shù),指的是利用固定載體將工業(yè)有機(jī)廢氣集中到一起,然后通過載體中的微生物對(duì)有機(jī)廢氣進(jìn)行降解。根據(jù)有機(jī)廢氣的實(shí)際有機(jī)成分構(gòu)成情況,針對(duì)性地選取能夠?qū)U氣里的有機(jī)成分充分降解的微生物,將其分解生成水和二氧化碳。該技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用時(shí),為提高微生物的降解效率和質(zhì)量,會(huì)根據(jù)微生物分解廢氣的實(shí)時(shí)情況,向載體內(nèi)適當(dāng)添加相關(guān)的有機(jī)物,為微生物創(chuàng)造健康的生長(zhǎng)環(huán)境,從而保障微生物具有較強(qiáng)的降解能力,提升廢氣治理效果。同時(shí)要密切關(guān)注微生物活動(dòng)空間的溫度、濕度、含氧量等環(huán)境條件,保障微生物所處的環(huán)境滿足其高活性的生長(zhǎng)條件。與其他治理技術(shù)相比,微生物降解技術(shù)在對(duì)工業(yè)有機(jī)廢氣的治理過程中,具有無污染、成本低的優(yōu)點(diǎn),并且操作簡(jiǎn)單,治理效果顯著,在工業(yè)有機(jī)廢氣治理過程中具有較大的應(yīng)用潛力和發(fā)展空間
變壓吸附技術(shù)的應(yīng)用原理是基于氣體在不同吸附劑上吸附特性的不同,當(dāng)使用不同的吸附劑時(shí),氣體組分在吸附劑上呈現(xiàn)的特性有明顯的差異性,吸附量會(huì)隨著壓力的變化而變化,基于這一原理實(shí)現(xiàn)對(duì)工業(yè)有機(jī)廢氣的處理。因此,在對(duì)工業(yè)有機(jī)廢氣進(jìn)行治理的過程中,若想將有機(jī)廢氣進(jìn)行有效地分離,就需通過轉(zhuǎn)變壓力的方式讓廢氣中的組分隨壓力的變化而被吸附到相應(yīng)的吸附劑上,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)有機(jī)廢氣的分離或提純。該技術(shù)在應(yīng)用時(shí)主要采用了壓力漲落循環(huán)的操作方式,讓吸附組分在壓力的變化下進(jìn)行相應(yīng)的吸附和解析,常用的吸附劑主要有硅膠、活性炭及分子篩等物質(zhì)。如果工業(yè)有機(jī)廢氣中的成分較為特殊,則需要選用具有針對(duì)某種氣體組分具有選擇性吸附特性的吸附材料。在加壓狀態(tài)下,氣體組分被吸附,減壓狀態(tài)下氣體組分被解析,由此可見,變壓吸附技術(shù)應(yīng)用效果的好壞與吸附劑的性能高低有著直接的關(guān)系。該技術(shù)與其他有機(jī)廢氣治理技術(shù)相比,在對(duì)廢氣治理過程中消耗的能源較少,整個(gè)治理過程投入成本較低且具有較高的自動(dòng)化程度,并且使用變壓吸附技術(shù)對(duì)工業(yè)有機(jī)廢氣進(jìn)行治理時(shí),還能從廢氣中獲得純度相對(duì)較高的副產(chǎn)品,這些副產(chǎn)品可以應(yīng)用在其他工作環(huán)節(jié),為提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益發(fā)揮了積極作用。
若想保障工業(yè)有機(jī)廢氣的污染治理獲得理想的成效,除做好對(duì)治理技術(shù)的深入研究和高效利用外,還必須在全社會(huì)營(yíng)造環(huán)境保護(hù)的濃厚氛圍。所以=要加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)治理工作,加大對(duì)工業(yè)廢氣排放的監(jiān)管力度,嚴(yán)格要求和控制工業(yè)企業(yè)的有機(jī)廢氣排放量。環(huán)保部門要聯(lián)合其他相關(guān)部門對(duì)工業(yè)企業(yè)有機(jī)廢氣排放情況進(jìn)行檢查,只有達(dá)到相關(guān)行業(yè)排放標(biāo)準(zhǔn),才能排放。對(duì)于廢氣治理不達(dá)標(biāo)或直接排放的單位,應(yīng)采取相應(yīng)的懲罰措施,責(zé)令其限期整改,同時(shí)相關(guān)部門要對(duì)其整改情況進(jìn)行跟蹤管理,直至其整改合格。
科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步及創(chuàng)新應(yīng)用,為工業(yè)有機(jī)廢氣污染治理輸入了新鮮血液,并且在多種先進(jìn)技術(shù)的支持下,工業(yè)廢氣污染治理效果和水平逐步邁上一個(gè)新的臺(tái)階?,F(xiàn)階段工業(yè)有機(jī)廢氣治理技術(shù)種類和數(shù)量非常多,每種技術(shù)在應(yīng)用時(shí)都有各自的應(yīng)用條件和局限性。在選擇治理技術(shù)時(shí),要針對(duì)有機(jī)廢氣的產(chǎn)生途徑進(jìn)行分析,了解廢氣的成分構(gòu)成,選取針對(duì)性的治理技術(shù)來保障治理效果。當(dāng)前較為常用的有機(jī)廢氣污染治理技術(shù)主要有活性炭吸附技術(shù)、催化燃燒技術(shù)、酸堿中和技術(shù)等,這些技術(shù)在有機(jī)廢氣污染治理中發(fā)揮著重要作用,但在實(shí)際應(yīng)用時(shí)仍存在一定的局限性,所以要繼續(xù)加大對(duì)新技術(shù)的研究和創(chuàng)新力度,提高有機(jī)廢氣治理的針對(duì)性和實(shí)效性,對(duì)有機(jī)廢氣成分構(gòu)成進(jìn)行準(zhǔn)確的評(píng)價(jià),并設(shè)置一套完整健全的有機(jī)廢氣治理技術(shù)體系,以更新技術(shù)和設(shè)備為核心,為工業(yè)有機(jī)廢氣的治理提供堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ),還人們一個(gè)健康的生活環(huán)境。
當(dāng)前我國(guó)的工業(yè)發(fā)展正處在轉(zhuǎn)型升級(jí)的時(shí)期,因此政府部門要在環(huán)保政策上給予更多關(guān)注,工業(yè)有機(jī)廢氣的治理工作還需從廢氣產(chǎn)生源頭入手,實(shí)現(xiàn)根本上的預(yù)防和控制,只有這樣才能不斷鞏固和擴(kuò)大廢氣治理效果。政府相關(guān)部門要出臺(tái)相關(guān)政策,并加強(qiáng)政策宣傳,對(duì)工業(yè)企業(yè)加強(qiáng)環(huán)保政策方面的鼓勵(lì)和支持,鼓勵(lì)企業(yè)自身投入更多精力去進(jìn)行工業(yè)有機(jī)廢氣的治理。另外對(duì)于傳統(tǒng)工業(yè)制造體系要合理地進(jìn)行改造升級(jí),從源頭降低有機(jī)廢氣的產(chǎn)出量,積極引導(dǎo)工業(yè)企業(yè)轉(zhuǎn)變生產(chǎn)模式,由粗放型向精細(xì)化轉(zhuǎn)變。工業(yè)企業(yè)要在政府的引導(dǎo)下進(jìn)行生產(chǎn)轉(zhuǎn)型,結(jié)合自身生產(chǎn)特點(diǎn)優(yōu)化和改進(jìn)生產(chǎn)方式,注重對(duì)清潔能源的利用,在整個(gè)生產(chǎn)過程中以節(jié)能環(huán)保理念引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展,重視治理設(shè)備的技術(shù)升級(jí),同時(shí)政府還要通過多樣化的宣傳方式,在社會(huì)及廣大民眾中進(jìn)一步宣傳環(huán)保法律法規(guī),讓社會(huì)大眾對(duì)工業(yè)生產(chǎn)的廢氣排放進(jìn)行監(jiān)督,在社會(huì)上營(yíng)造全員參與的保護(hù)環(huán)境氛圍。
在發(fā)展的過程中,工業(yè)產(chǎn)生的有機(jī)廢氣給環(huán)境和人類帶來極大的危害,所以應(yīng)將對(duì)工業(yè)有機(jī)廢氣的治理作為經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的重要內(nèi)容來抓。在工業(yè)有機(jī)廢氣的治理過程中,不管采用傳統(tǒng)治理技術(shù)還是新開發(fā)的治理技術(shù),都需針對(duì)有機(jī)廢氣的實(shí)際構(gòu)成合理選用,從而不斷提升有機(jī)廢氣治理效率和質(zhì)量,同時(shí)降低治理成本,減少對(duì)環(huán)境的污染。所以要認(rèn)真總結(jié)工業(yè)有機(jī)廢氣治理過程中的問題和經(jīng)驗(yàn),加大與現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的有機(jī)融合,同時(shí)相關(guān)部門要加強(qiáng)對(duì)工業(yè)有機(jī)廢氣的治理整頓,企業(yè)自身應(yīng)健全廢氣治理體系,為了提升廢氣治理效果和強(qiáng)化環(huán)境保護(hù)共同發(fā)揮作用。