5 phương pháp hiệu quả để kiểm soát ô nhiễm không khí (được giải thích bằng sơ đồ)

Một số phương pháp hiệu quả để kiểm soát ô nhiễm không khí như sau: (a) Phương pháp khắc phục nguồn (b) Thiết bị kiểm soát ô nhiễm (c) Khuếch tán chất ô nhiễm trong không khí (d) Phân vùng thực vật (e) Phân vùng.

(a) Phương pháp sửa lỗi nguồn:

Các ngành công nghiệp đóng góp lớn đối với việc gây ô nhiễm không khí. Sự hình thành các chất ô nhiễm có thể được ngăn chặn và phát thải của chúng có thể được giảm thiểu tại chính nguồn.

Bằng cách điều tra cẩn thận các giai đoạn đầu của thiết kế và phát triển trong các quy trình công nghiệp, ví dụ, những phương pháp có tiềm năng ô nhiễm không khí tối thiểu có thể được lựa chọn để thực hiện kiểm soát ô nhiễm không khí tại chính nguồn.

Các phương pháp sửa nguồn này là:

(i) Thay thế nguyên liệu thô:

Nếu việc sử dụng một nguyên liệu thô cụ thể dẫn đến ô nhiễm không khí, thì nó nên được thay thế bằng một nguyên liệu thô cấp tinh khiết hơn làm giảm sự hình thành các chất ô nhiễm. Như vậy

(a) Nhiên liệu có hàm lượng lưu huỳnh thấp, có khả năng gây ô nhiễm ít hơn có thể được sử dụng thay thế cho nhiên liệu có hàm lượng Lưu huỳnh cao, và,

(b) Khí dầu mỏ lỏng (LPG) hoặc khí tự nhiên hóa lỏng (LNG) tương đối tinh khiết hơn có thể được sử dụng thay cho nhiên liệu gây ô nhiễm cao truyền thống như than đá.

(ii) Sửa đổi quy trình:

Quá trình hiện tại có thể được thay đổi bằng cách sử dụng các kỹ thuật sửa đổi để kiểm soát phát xạ tại nguồn. Ví dụ,

(a) Nếu than được rửa trước khi nghiền thành bột, thì lượng phát thải tro bay sẽ giảm đáng kể.

(b) Nếu lượng khí nạp của lò hơi được điều chỉnh, lượng khí thải tro bay dư thừa tại các nhà máy điện có thể giảm.

(iii) Sửa đổi thiết bị hiện có:

Ô nhiễm không khí có thể được giảm thiểu đáng kể bằng cách sửa đổi phù hợp trong các thiết bị hiện có:

(a) Ví dụ, khói, carbon-monoxide và khói có thể được giảm nếu lò lò mở được thay thế bằng lò oxy cơ bản được kiểm soát hoặc lò điện.

(b) Trong các nhà máy lọc dầu, mất hơi hydrocarbon từ bể chứa do bay hơi, thay đổi nhiệt độ hoặc dịch chuyển trong khi đổ đầy, vv có thể được giảm bằng cách thiết kế bể chứa có mái che nổi.

(iv) Bảo trì thiết bị:

Một lượng ô nhiễm đáng kể được gây ra do bảo trì thiết bị kém bao gồm rò rỉ xung quanh ống dẫn, đường ống, van và máy bơm, vv Sự phát thải các chất ô nhiễm do sơ suất có thể được giảm thiểu bằng cách kiểm tra thường xuyên các con dấu và miếng đệm.

(b) Thiết bị kiểm soát ô nhiễm:

Đôi khi kiểm soát ô nhiễm tại nguồn là không thể bằng cách ngăn chặn sự phát thải các chất ô nhiễm. Sau đó, nó trở nên cần thiết để cài đặt thiết bị kiểm soát ô nhiễm để loại bỏ các chất ô nhiễm khí từ dòng khí chính.

Các chất ô nhiễm có mặt ở nồng độ cao tại nguồn và khi khoảng cách của chúng với nguồn tăng lên, chúng trở nên loãng do khuếch tán với không khí môi trường.

Thiết bị kiểm soát ô nhiễm thường được phân thành hai loại:

(a) Thiết bị kiểm soát các chất gây ô nhiễm hạt.

(b) Thiết bị kiểm soát các chất gây ô nhiễm khí.

Trong cuốn sách hiện tại, chỉ có các thiết bị kiểm soát các chất gây ô nhiễm hạt được xử lý.

Thiết bị kiểm soát chất gây ô nhiễm hạt:

(1) Phòng giải quyết hấp dẫn:

Để loại bỏ các hạt có kích thước vượt quá 50 pha từ các luồng khí ô nhiễm, các buồng lắng trọng lực (Hình 5.1) được đưa vào sử dụng.

Thiết bị này bao gồm các buồng hình chữ nhật lớn. Dòng khí ô nhiễm với các hạt được phép đi vào từ một đầu. Vận tốc ngang của dòng khí được giữ ở mức thấp (dưới 0, 3 m / s) để có đủ thời gian cho các hạt lắng xuống bằng trọng lực.

Các hạt có mật độ cao hơn tuân theo luật của Stoke và giải quyết ở đáy buồng từ nơi chúng bị loại bỏ cuối cùng. Một số kệ hoặc khay ngang cải thiện hiệu quả thu thập bằng cách rút ngắn đường lắng của các hạt.

(2) Máy phân tách lốc xoáy (Lốc xoáy ngược):

Thay vì lực hấp dẫn, lực ly tâm được sử dụng bởi các máy phân ly lốc xoáy, để tách các hạt vật chất ra khỏi khí ô nhiễm. Lực ly tâm, lớn hơn nhiều lần so với lực hấp dẫn, có thể được tạo ra bởi dòng khí quay và chất lượng này làm cho máy phân ly lốc xoáy hiệu quả hơn trong việc loại bỏ các hạt nhỏ hơn nhiều so với các buồng lắng hấp dẫn có thể được loại bỏ.

Một thiết bị phân tách lốc xoáy đơn giản (Hình 5.2) bao gồm một hình trụ có đế hình nón. Một đầu vào tiếp tuyến xả gần đỉnh và một đầu ra để xả các hạt có mặt ở đáy của hình nón.

Cơ chế hoạt động:

Khí bụi bay vào tiếp tuyến, nhận chuyển động quay và tạo ra lực ly tâm do đó các hạt được ném vào thành lốc xoáy khi khí xoắn ốc hướng lên bên trong hình nón (tức là dòng chảy ngược lại tạo thành một dòng xoáy bên trong chảy qua cửa xả ). Các hạt trượt xuống .walls của hình nón và được thải ra khỏi ổ cắm.

(3) Bộ lọc vải (Bộ lọc Baghouse):

Trong hệ thống lọc vải, một luồng khí ô nhiễm được tạo ra để đi qua một loại vải lọc chất ô nhiễm hạt và cho phép khí trong suốt đi qua. Các hạt vật chất được để lại dưới dạng một tấm bụi mỏng trên mặt trong của túi. Thảm bụi này hoạt động như một phương tiện lọc để loại bỏ các hạt nhỏ hơn làm tăng hiệu quả của túi lọc để sàng thêm các hạt micron phụ (0, 5 0, 5m).

Một bộ lọc điển hình (Hình 5.3) là một túi hình ống được đóng ở đầu trên và có một phễu gắn ở đầu dưới để thu thập các hạt khi chúng bị bong ra khỏi vải. Nhiều túi như vậy được treo trong một baghouse. Để lọc hiệu quả và có tuổi thọ cao hơn, thỉnh thoảng túi lọc phải được làm sạch bằng máy lắc cơ học để ngăn quá nhiều lớp hạt tích tụ trên bề mặt bên trong của túi.

(4) Bộ lọc bụi tĩnh điện:

Bộ lọc bụi tĩnh điện (Hình 5.4) hoạt động theo nguyên tắc kết tủa tĩnh điện tức là các hạt tích điện có trong khí ô nhiễm được tách ra khỏi dòng khí dưới tác động của điện trường.

Một bộ lọc bụi dây và ống điển hình bao gồm:

(a) Một bề mặt thu tích điện dương (nối đất).

(b) Một dây điện cực phóng điện áp cao (50 KV).

(d) Một vật nặng ở dưới cùng của dây điện cực để giữ dây ở vị trí.

Cơ chế hoạt động:

Khí ô nhiễm xâm nhập từ dưới lên, chảy lên trên (tức là giữa dây điện cao thế và bề mặt thu đất). Điện áp cao trong dây làm ion hóa khí. Các ion âm di chuyển về phía bề mặt tiếp đất và cũng truyền điện tích âm của chúng cho các hạt bụi. Sau đó, các hạt bụi tích điện âm này được hút tĩnh điện về phía bề mặt thu tích điện dương, nơi cuối cùng chúng được lắng đọng.

Bề mặt thu thập được tách hoặc rung để định kỳ loại bỏ các hạt bụi thu được để độ dày của lớp bụi lắng không vượt quá 6 mm, nếu không, lực hút điện trở nên yếu và hiệu quả của bộ lọc bụi tĩnh điện bị giảm.

Do kết tủa tĩnh điện có hiệu suất 99% và có thể được vận hành ở nhiệt độ cao (600 ° C) và áp suất ở mức yêu cầu ít năng lượng hơn, do đó, hoạt động kinh tế và đơn giản so với các thiết bị khác.

(5) Bộ sưu tập ướt (Chà):

Trong các bộ thu ướt hoặc máy lọc, các chất ô nhiễm hạt được loại bỏ khỏi dòng khí ô nhiễm bằng cách kết hợp các hạt vào các giọt chất lỏng.

Máy chà ướt thông thường là:

(i) Tháp phun

(ii) Máy chà sàn venturi

(iii) Máy chà sàn lốc xoáy

(i) Tháp phun:

Nước được đưa vào tháp phun (Hình 5.5.) Bằng vòi phun (tức là có dòng nước chảy xuống). Khi khí ô nhiễm chảy lên trên, các hạt (kích thước vượt quá 10 pha) hiện diện va chạm với các giọt nước được phun xuống từ vòi phun. Dưới tác động của lực hấp dẫn, các giọt chất lỏng chứa các hạt lắng xuống đáy tháp phun.

(ii) Máy chà sàn venturi:

Các hạt Submicron (kích thước 0, 5 đến 5 Pha) liên quan đến khói và khói được loại bỏ rất hiệu quả bởi Máy chà sàn Venturi hiệu quả cao. Như được hiển thị trong Hình 5.6, Máy chà sàn Venturi có phần cổ họng hình Venturi. Khí ô nhiễm đi xuống qua cổ họng với vận tốc 60 đến 180 m / giây.

Một dòng nước thô được bơm ngược lên cổ họng nơi nó được nguyên tử hóa (tức là phá vỡ nước thành các giọt) do tác động của tốc độ cao của khí. Các giọt chất lỏng va chạm với các hạt trong dòng khí ô nhiễm.

Các hạt bị cuốn vào các giọt và rơi xuống để được loại bỏ sau đó. Máy chà sàn Venturi cũng có thể loại bỏ các chất gây ô nhiễm dạng khí hòa tan. Do sự nguyên tử hóa của nước, có sự tiếp xúc thích hợp giữa chất lỏng và khí làm tăng hiệu quả của Máy chà sàn Venturi (chi phí điện năng của chúng cao do tốc độ khí đầu vào cao).

Để tách các giọt mang vật chất hạt ra khỏi dòng khí, hỗn hợp khí-lỏng này trong Máy chà sàn Venturi sau đó được dẫn vào một thiết bị tách như máy tách lốc.

(iii) Máy chà sàn lốc xoáy:

Buồng lốc xoáy khô có thể được chuyển đổi thành máy lọc lốc xoáy ướt bằng cách chèn vòi phun áp lực cao ở những nơi khác nhau trong buồng khô (Hình 5.7).

Các vòi phun áp lực cao tạo ra một vòi phun mịn ngăn chặn các hạt nhỏ trong khí ô nhiễm. Lực ly tâm ném các hạt này về phía tường từ nơi chúng được dẫn xuống dưới đáy của máy chà sàn.

(c) Khuếch tán các chất ô nhiễm trong không khí:

Pha loãng các chất gây ô nhiễm trong khí quyển là một cách tiếp cận khác để kiểm soát ô nhiễm không khí. Nếu nguồn ô nhiễm chỉ thải ra một lượng nhỏ chất gây ô nhiễm thì ô nhiễm không đáng chú ý vì các chất ô nhiễm này dễ dàng khuếch tán vào khí quyển nhưng nếu lượng chất gây ô nhiễm không khí vượt quá khả năng hấp thụ của môi trường thì sẽ gây ô nhiễm.

Tuy nhiên, việc pha loãng các chất gây ô nhiễm trong khí quyển có thể được thực hiện thông qua việc sử dụng các ngăn xếp cao xuyên qua các tầng khí quyển phía trên và phân tán các chất gây ô nhiễm để giảm ô nhiễm mặt đất. Chiều cao của ngăn xếp thường được giữ từ 2 đến 2 ^1/2 chiều cao của các cấu trúc gần đó.

Sự pha loãng các chất ô nhiễm trong không khí phụ thuộc vào nhiệt độ, tốc độ và hướng gió. Nhược điểm của phương pháp là nó là một biện pháp tiếp xúc ngắn hạn mà trong thực tế mang lại hiệu quả tầm xa rất không mong muốn.

Điều này là như vậy bởi vì pha loãng chỉ làm loãng các chất gây ô nhiễm đến mức mà tác động có hại của chúng ít được chú ý gần nguồn gốc của chúng trong khi ở một khoảng cách đáng kể từ nguồn này, các chất gây ô nhiễm này cuối cùng xuất hiện ở dạng này hay dạng khác.

(d) Thảm thực vật:

Thực vật góp phần kiểm soát ô nhiễm không khí bằng cách sử dụng carbon dioxide và giải phóng oxy trong quá trình quang hợp. Điều này giúp thanh lọc không khí (loại bỏ chất gây ô nhiễm khí CO ₂ ) cho quá trình hô hấp của người và động vật.

Các chất ô nhiễm dạng khí như carbon monoxide được cố định bởi một số loại cây, cụ thể là Coleus Blumeri, Ficus variegata và Phascolus Vulgaris. Các loài Pinus, Quercus, Pyrus, Juniperus và V viêm làm mất không khí bằng cách chuyển hóa các oxit nitơ. Rất nhiều cây nên được trồng đặc biệt là xung quanh những khu vực được tuyên bố là khu vực có nguy cơ ô nhiễm cao.

(e) Phân vùng:

Phương pháp kiểm soát ô nhiễm không khí này có thể được áp dụng ở các giai đoạn lập kế hoạch của thành phố. Phân vùng ủng hộ dành riêng các khu vực riêng biệt cho các ngành công nghiệp để chúng cách xa khu dân cư. Các ngành công nghiệp nặng không nên được đặt quá gần nhau.

Các ngành công nghiệp mới, càng xa càng tốt, nên được thiết lập cách xa các thành phố lớn hơn (điều này cũng sẽ kiểm tra mức độ tập trung dân số đô thị ở một vài thành phố lớn hơn) và các quyết định định vị của các ngành công nghiệp lớn cần được hướng dẫn bởi quy hoạch vùng. Khu công nghiệp của Bangalore được chia thành ba khu vực là các ngành công nghiệp nhẹ, vừa và lớn. Ở Bangalore và Delhi các ngành công nghiệp rất lớn không được phép.