周志芹
(濰坊市生態(tài)環(huán)境局濱海分局,山東 濰坊 261108)
隨著城市建設(shè)發(fā)展進程的不斷加快,環(huán)境工程質(zhì)量也受到了人們更多的關(guān)注,尤其是大氣污染問題,嚴(yán)重阻礙了經(jīng)濟建設(shè)和區(qū)域性生態(tài)建設(shè)。因此,需要結(jié)合環(huán)境工程管理規(guī)范,進一步落實科學(xué)可控的大氣污染處理方案,實現(xiàn)經(jīng)濟效益和社會效益和諧統(tǒng)一的目標(biāo)。
大氣污染會產(chǎn)生以下危害:第一,大氣污染會引起嚴(yán)重的臭氧層破壞,對于地球生物而言,臭氧層是地球外圍大氣中臭氧含量較高的圈層,能對地球進行保護,避免太陽紫外線過度照射地球?qū)θ梭w免疫功能產(chǎn)生影響。因此,大氣污染對臭氧層形成的不良作用,無疑會直接危害人類的生存環(huán)境。第二,大氣污染問題如果得不到有效處理,就會對生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生影響,大氣環(huán)境的異常往往會引發(fā)酸雨等惡劣現(xiàn)象,因而影響地球上土壤的質(zhì)量,長此以往就會破壞整個地球的生態(tài)平衡。第三,大氣污染最直接的危害就是對人體健康產(chǎn)生影響,一旦大氣環(huán)境受到污染和不良作用,就會破壞人體的呼吸系統(tǒng)平衡,誘發(fā)大量呼吸道疾病。
要想進一步提升大氣污染治理水平,就要著重分析和評估大氣污染產(chǎn)生的原因,從而確保相應(yīng)的分析過程更加合理和規(guī)范,并科學(xué)落實管理辦法,減少大氣污染造成的不良影響。
2.1.1 燃燒產(chǎn)生硫氧化物
由于煤炭等燃料中含有大量硫元素及硫化物等,并且這些物質(zhì)具有一定的可燃性,在燃燒過程中會生成二氧化硫,僅有1%到5%被氧化為三氧化硫,所以,在大氣污染處理工作中,主要是針對二氧化硫進行處理[1]。
2.1.2 燃燒產(chǎn)生氮氧化物
燃燒時產(chǎn)生的氮氧化物較為常見的主要分為燃料型、熱力型以及瞬時型。燃料型是化石燃料中的氮,平均含氮量在0.65%左右,多數(shù)的煤含氮量約為1%到2%。實際研究發(fā)現(xiàn),燃料中的20%~80%的氮都會轉(zhuǎn)化為氮氧化物;熱力型氮氧化物,滿足Zeldovich模型,溫度對熱力型氮氧化物的生成具有決定性作用,溫度在1273 K以下時生成量較小,一旦超過1373 K,就達(dá)到了生成氮氧化物的主要時機;瞬時型是指燃料中的HC在溫度較高的情況下會產(chǎn)生烴類物質(zhì),與空氣中的氮氣元素發(fā)生反應(yīng),就會形成CN等物質(zhì),然后氧化生成氮氧化物,一般在內(nèi)燃機燃燒過程中會產(chǎn)生這種物質(zhì)。
2.1.3 燃燒過程產(chǎn)生的顆粒污染物
顆粒污染物的形成主要是指氣體燃料燃燒過程中形成的碳粒子,較為常見的就是積碳。
隨著市場經(jīng)濟的不斷發(fā)展,我國汽車數(shù)量在不斷增多,其保有量更是呈現(xiàn)出連年增高的趨勢,而在汽車行駛過程中,汽車單車排放因子數(shù)較高,加之污染物排放量大,就會增加城市大氣污染程度,使得城市大氣環(huán)境受到嚴(yán)重影響。
2.2.1 汽油車污染
在汽油車應(yīng)用過程中,其發(fā)動機利用進氣、壓縮、燃燒、排氣的方式完成沖程工作。在發(fā)動機推動活塞的同時,借助連桿、曲軸柄帶動曲軸旋轉(zhuǎn),就能完成功率的輸出,并驅(qū)動汽車輪胎運動。依據(jù)2020年對汽車排氣量的調(diào)研數(shù)據(jù)可知,汽油車排入大氣的廢氣主要包括:排氣管排氣,其主要成分是HC、CO以及氮氧化物等,占比較高;曲軸箱漏氣,主要成分就是未燃盡的HC,在控制曲軸箱排放的過程中,沒有進行合理調(diào)節(jié),使排放量增加,占整車HC總排放量的25%左右[2];燃料蒸發(fā),主要是指HC,是在無控制狀態(tài)下的燃料蒸發(fā),其占比為10%到20%。
2.2.2 柴油車污染
在柴油車的運行過程中,要經(jīng)歷進氣、壓縮、燃燒和排氣的工作循環(huán)過程,吸入柴油氣缸的空氣在活塞運動下受到高溫環(huán)境的影響形成壓縮,當(dāng)溫度達(dá)到500~800 ℃時,燃油就會呈現(xiàn)出霧狀直接噴入高溫空氣環(huán)境中,形成可燃混合氣,以此完成燃燒。在柴油機運行過程中,一氧化碳排放量約為總排放量的0.05%~0.35%,HC、氮氧化物等排放量相較于汽油車要有所降低,但是也會對空氣產(chǎn)生影響,尤其是柴油機燃燒過程中形成的碳煙含量較大,達(dá)到0.10~0.30 g/m3[3]。
3.1.1 硫氧化物的控制
3.1.1.1 燃料脫硫
依據(jù)具體的技術(shù)應(yīng)用原理對燃料脫硫進行分析,主要分為物理脫硫、化學(xué)脫硫以及生物脫硫,要結(jié)合實際情況和需求開展具體工作。首先,物理脫硫是結(jié)合煤炭等燃料與基體的物理化學(xué)性質(zhì)脫除煤炭中的無機硫。這種處理方式的操作工藝較為簡單,因此僅能實現(xiàn)無機硫的脫除,而且脫除率較低。其次,化學(xué)脫硫主要是借助氧化劑將硫元素氧化,或借助硫置換的方式完成脫硫?;瘜W(xué)脫硫要在高溫和高壓環(huán)境中配合氧化劑作用脫除多數(shù)有機硫,但卻存在能耗較大且所用設(shè)備復(fù)雜的特點。最后,微生物脫硫處理主要是借助微生物的選擇性,去除煤等燃料中的硫元素,實現(xiàn)脫硫目的。這種方式最大的特點就是能耗較小且不會對環(huán)境造成影響。另外,要對重油進行脫硫處理,較為常見的就是直接法加氫脫硫和間接法加氫脫硫。一方面,直接法加氫脫硫是在常壓精餾殘油中應(yīng)用脫硫設(shè)備,配合催化劑的作用就能實現(xiàn)碳硫鍵的斷裂處理,并利用氫元素替代,形成硫化氫,這種脫硫方式能夠完成75%以上硫元素的處理[4]。另一方面,間接法加氫脫硫是針對常壓殘油利用減壓蒸餾的方式,分離瀝青和金屬含量較少的輕油及含量較多的殘油,在進行脫硫作業(yè)后將脫硫油和減壓殘油進行合并,獲得含硫量為2.0%~2.6%的基本產(chǎn)品。
3.1.1.2 煤炭轉(zhuǎn)換
煤炭轉(zhuǎn)換主要是應(yīng)用化學(xué)轉(zhuǎn)換的思想完成相應(yīng)作業(yè),以保證燃燒過程中硫氧化物的控制工作順利展開。煤的氣化處理是將煤炭作為原料,借助空氣、氧氣、二氧化碳以及水蒸氣等提高煤氣熱值。煤的液化處理主要是利用化學(xué)加工處理的方法將固態(tài)煤炭轉(zhuǎn)變?yōu)橐后w產(chǎn)品,從而降低其對大氣的污染率[5]。
3.1.1.3 燃燒固硫
燃燒固硫主要是借助石灰石的脫硫反應(yīng)完成相應(yīng)的處理,在添加固硫劑的過程中,要采用摻入燃料和型煤固硫、爐膛噴入等方式。例如,爐膛噴入固硫劑時,是在煤粉中摻入固定量的石灰石,通過燃燒過程脫除燃料中的硫元素。
3.1.2 氮氧化物的控制
控制氮氧化物的方式主要有兩種:第一種是煙氣再循環(huán)處理機制,是將部分鍋爐排煙和燃燒用空氣進行混合,直接輸送到爐內(nèi)。由于循環(huán)氣體直接被輸送到燃燒區(qū),此時爐內(nèi)的溫度水平和氧氣濃度有限,降低了一氧化氮等氮氧化物的生成量,避免氮氧化物對環(huán)境造成的影響,而且這種處理方式對熱力型氮氧化物的去除效率較高。第二種是二段燃燒處理機制。供給的一段空氣一般是理論空氣量的85%~90%,當(dāng)燃燒區(qū)的溫度降低后,氧氣量也會出現(xiàn)不足的問題,此時,氮氧化物的生成量會大幅降低。供給的二段空氣是理論空氣量的10%~15%,氧氣被消耗殆盡,再加上溫度較低,就能大大抑制氮氧化物的生成。
3.1.3 其他燃燒生成物的控制
工作人員要結(jié)合實際管理要求和控制辦法,積極整合具體的燃燒流程,保證控制工作的順利展開。對于煤不完全燃燒形成的燃煤粉塵,要從燃料性質(zhì)、燃料燃燒過程的組織形態(tài)、燃燒方式等方面予以優(yōu)化,并有效整合具體的操作過程,維持燃燒的完全性,從而更好地提升燃燒效果,避免污染物的形成。比如對燃燒中CO的控制,CO主要是燃料燃燒的中間產(chǎn)物,要想對其進行合理化控制,就要有效實現(xiàn)其完全氧化生成二氧化碳的效果[6]。除此之外,也要對有機污染物進行綜合管理,及時處理燃料不完全燃燒形成的碳?xì)浠衔锏?,并?yōu)化燃燒控制方案,保證燃料燃盡率得到提升。
為了全面提升環(huán)境工程中大氣污染的管控水平,相關(guān)部門應(yīng)積極整合具體的管理辦法和管理內(nèi)容,踐行全過程質(zhì)量監(jiān)督管理機制,從汽車燃燒管理的角度出發(fā),提高管理相關(guān)問題的實效性,減少其對環(huán)境造成的污染。
3.2.1 汽油車的污染控制
目前,市面上汽油車的占比依然很大,盡管已經(jīng)推進環(huán)保節(jié)能車的應(yīng)用,但是多數(shù)消費者還是更側(cè)重于應(yīng)用汽油車,因此,對汽油車的實時性環(huán)保監(jiān)管非常關(guān)鍵,相關(guān)部門要著重落實大氣污染監(jiān)督管控原則,在確保具體問題具體分析的同時,提高監(jiān)控水平[7]。
3.2.1.1 減少污染排放
為了減少機動車造成的污染,汽車生產(chǎn)企業(yè)需要采取以下措施:第一,要積極改進汽油車的點火系統(tǒng),提高發(fā)動機的燃燒水平,從而減少汽車運行過程以及點火過程中HC的排放量,著重避免其對大氣產(chǎn)生污染。第二,要對汽油車的噴射過程予以改良,最大程度地提高發(fā)動機的應(yīng)用效能,并配合性能檢測分析模式,在保證混合氣體完全燃燒的同時,大幅度降低排氣中一氧化碳和HC等有害氣體的產(chǎn)生率。第三,要積極落實廢氣再循環(huán)處理機制,有效降低最高燃燒溫度,避免氮氧化物生成后對大氣造成污染。
3.2.1.2 完善尾氣處理系統(tǒng)
為了減少機動車尾氣,相關(guān)企業(yè)需要結(jié)合環(huán)境工程的標(biāo)準(zhǔn)化要求和控制規(guī)范,積極提升汽油車的管理水平,不僅要強化排放管理的水準(zhǔn),也要升級汽油車尾氣處理系統(tǒng),從而更好地減少尾氣對大氣造成的污染[8]。首先,要對排氣管進行集中改良。結(jié)合汽車的應(yīng)用要求和規(guī)范,借助廢棄熱量處理方式,保證混合氣體能夠?qū)崿F(xiàn)進一步氣化,為HC一級一氧化碳再循環(huán)提供良好的熱源。其次,要升級二次空氣噴射系統(tǒng),確保高溫環(huán)境中能實現(xiàn)HC或一氧化碳的再次燃燒。最后,要配合汽車安裝的實際情況設(shè)置催化反應(yīng)器,以有效去除尾氣。除此之外,還要對曲軸箱予以封閉處理,并配合防熱隔熱措施,有效減少油箱和化油器出現(xiàn)汽油蒸發(fā)的現(xiàn)象。與此同時,配合“吸附-再生”回收處理機制,有效完成汽油蒸汽的回收處理。
3.2.2 柴油機的污染控制
相較于汽油機,柴油機污染控制的主要對象就是微粒的排放和氮氧化物的排放,并且,柴油本身具有粘度較大、不易蒸發(fā)的特點,所以無需考慮軸箱泄漏或者是燃油蒸發(fā)排放等問題。
3.2.2.1 改進發(fā)動機技術(shù)
第一,要整合具體的管理辦法和管理機制,建立廢氣再循環(huán)處理模式,更好地降低熱力型氮氧化物的生成,維持綜合管理水平,并確保相應(yīng)處理技術(shù)和控制效果更加優(yōu)化。
第二,要對供油系統(tǒng)進行改良,在強化霧化水平的同時,積極改善燃燒過程中氮氧化物的排放,確保發(fā)動機運行中不會對大氣造成嚴(yán)重的污染現(xiàn)象。
第三,要結(jié)合實際技術(shù)要求和規(guī)范,增設(shè)增壓和中冷技術(shù)模式,保證進氣溫度能夠降低,從而有效避免氮氧化物的過度排放。
第四,要積極推進電控柴油噴油技術(shù),利用計算機處理技術(shù)進行精準(zhǔn)控制,有效避免噴油過多造成的影響,確保噴油參數(shù)得到有效管理,顯著改良柴油機的經(jīng)濟性能和排放性能,并維持良好的控制水平[9]。
3.2.2.2 排氣控制
要借助過濾補集處理方式和催化轉(zhuǎn)化處理方式完成相關(guān)工作,有效提升實時性監(jiān)督管理的水平,以維持柴油車污染控制的實效性。首先,利用過濾器、收集器等進行補集處理,并配合清掃機制以及燃燒方式,有效發(fā)揮補集操作的實效性,減少污染物對環(huán)境造成的影響,提高環(huán)境工程中大氣污染處理水平。其次,利用催化轉(zhuǎn)化處理方式,該方式主要是借助氧化型催化轉(zhuǎn)化器或氮氧化物還原催化氧化器實現(xiàn)對排氣的控制,確保一氧化氮、HC以及氮氧化物的去除效率滿足預(yù)期。除此之外,還要積極推廣新型動力車,并結(jié)合市場經(jīng)濟的發(fā)展動態(tài)和環(huán)保要求,發(fā)揮新型動力車的實效性價值,形成既環(huán)保又節(jié)能的車輛運行管理體系。由于新型動力車本身不會排放污染大氣的有害氣體,且能夠?qū)崿F(xiàn)對電力能源的處理控制,還可以利用晚間用電低谷時富余的電力完成充電,因而可以更好地提升經(jīng)濟效益和環(huán)保效益[10]。
在環(huán)境工程管理控制工作中,相關(guān)部門要結(jié)合市場的實際需求和大氣污染治理的基本理念,提高管理水平,并轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)管理思維,積極強化新型管控模式,確保從源頭提升污染控制水準(zhǔn),減少環(huán)境惡化造成的不良影響。第一,相關(guān)部門要強化監(jiān)管控制水平,將大氣污染管理控制要求和城市發(fā)展規(guī)劃、經(jīng)濟發(fā)展動態(tài)相結(jié)合,建立更加符合城市轉(zhuǎn)型升級的管理制度,并且要嚴(yán)格落實相應(yīng)的管理措施,將相應(yīng)工作細(xì)則落實到各行各業(yè),以形成協(xié)同環(huán)保管理的模式。第二,要制定相應(yīng)的法律法規(guī),對不良現(xiàn)象和問題進行懲處,確保提高環(huán)境污染成本,從而降低環(huán)境污染的危害程度。第三,要切實觀測和控制大氣質(zhì)量,利用科學(xué)化的處理技術(shù)排查超標(biāo)污染物,并且要及時關(guān)注新型危害污染物,踐行全過程監(jiān)管控制的管理方案,提高相應(yīng)措施和管理辦法的合理性、科學(xué)性以及規(guī)范性,從根本上解決大氣污染問題。
第四,要充分發(fā)揮新媒體的價值,向全社會宣傳大氣污染處理工作的重要性,利用多元化平臺宣傳和維護大氣污染控制工作的內(nèi)容,并落實針對性的管理辦法,引導(dǎo)民眾形成良好的管理意識,共同促進管理控制工作的順利展開[11]。
總之,環(huán)境工程中大氣污染處理工作非常關(guān)鍵,相關(guān)部門要積極整合具體的管理機制,針對汽油車、柴油車等污染問題予以嚴(yán)格監(jiān)督和管理,并著重控制燃燒中產(chǎn)生的污染氣體,建立規(guī)范化大氣污染治理條例,引導(dǎo)民眾形成良好的認(rèn)知模式,從而使企業(yè)更好地履行環(huán)保行為,為城市環(huán)境工程的可持續(xù)健康發(fā)展奠定堅實的基礎(chǔ)。