5 Effectieve methoden om luchtvervuiling te beheersen (toegelicht met diagram)

Enkele van de effectieve methoden om luchtverontreiniging te beheersen zijn als volgt: (a) Broncorrectiemethoden (b) Apparatuur voor verontreinigingsbeheersing (c) Diffusie van verontreinigende stoffen in lucht (d) Vegetatie (e) Zonering.

(a) Broncorrectiemethoden:

Industrieën leveren een belangrijke bijdrage aan het veroorzaken van luchtvervuiling. Vorming van verontreinigende stoffen kan worden voorkomen en hun emissie kan worden geminimaliseerd aan de bron zelf.

Door zorgvuldig de vroege stadia van ontwerp en ontwikkeling in industriële processen te onderzoeken, kunnen bijvoorbeeld die methoden met een minimaal potentieel voor luchtverontreiniging worden geselecteerd om luchtvervuiling te regelen aan de bron zelf.

Deze broncorrectiemethoden zijn:

(i) Substitutie van grondstoffen:

Als het gebruik van een bepaalde grondstof luchtverontreiniging tot gevolg heeft, moet deze worden vervangen door een andere grondstof van zuiverder kwaliteit die de vorming van verontreinigende stoffen vermindert. Dus,

(a) Laagzwavelige brandstof met minder verontreinigingspotentieel kan worden gebruikt als alternatief voor hoogzwavelige brandstoffen, en

(b) Vergelijkbaar meer geraffineerd vloeibaar petroleumgas (LPG) of vloeibaar gemaakt aardgas (LNG) kan worden gebruikt in plaats van traditionele, sterk verontreinigende brandstoffen zoals steenkool.

(ii) Proceswijziging:

Het bestaande proces kan worden gewijzigd door aangepaste technieken te gebruiken om de emissie aan de bron te regelen. Bijvoorbeeld,

(a) Als kolen vóór verpulvering worden gewassen, worden de emissies van vliegas aanzienlijk verminderd.

(b) Als de luchtinlaat van de keteloven wordt aangepast, kunnen de overtollige vliegasemissies bij elektriciteitscentrales worden verminderd.

(iii) Wijziging van bestaande apparatuur:

Luchtvervuiling kan aanzienlijk worden beperkt door geschikte wijzigingen aan te brengen in de bestaande apparatuur:

(a) Rook, koolmonoxide en dampen kunnen bijvoorbeeld worden verminderd als open haardovens worden vervangen door gecontroleerde ozonzuurovens of elektrische ovens.

(b) In aardolieraffinaderijen kan verlies van koolwaterstofdampen uit opslagtanks ten gevolge van verdamping, temperatuurveranderingen of verplaatsing tijdens het vullen enz. worden verminderd door de opslagtanks uit te voeren met drijvende dakbedekkingen.

(c) Het onder druk zetten van de opslagtanks in het bovenstaande geval kan ook soortgelijke resultaten opleveren.

(iv) Onderhoud van apparatuur:

Een aanzienlijke hoeveelheid vervuiling wordt veroorzaakt door slecht onderhoud van de apparatuur, met inbegrip van de lekkage rond leidingen, leidingen, kleppen en pompen enz. Emissie van verontreinigende stoffen als gevolg van nalatigheid kan worden geminimaliseerd door een routinecontrole van de afdichtingen en pakkingen.

(b) apparatuur voor verontreinigingsbeheersing:

Soms is beheersing van de verontreiniging aan de bron niet mogelijk door de uitstoot van vervuilende stoffen te voorkomen. Dan wordt het noodzakelijk om apparatuur voor verontreinigingsbeheersing te installeren om de gasvormige verontreinigingen uit de hoofdgasstroom te verwijderen.

De verontreinigende stoffen zijn aanwezig in hoge concentraties bij de bron en naarmate hun afstand tot de bron toeneemt, worden ze verdund door diffusie met omgevingslucht.

Apparatuur voor verontreinigingsbeheersing wordt over het algemeen in twee soorten ingedeeld:

(a) Besturingsapparatuur voor deeltjesvormige contaminanten.

(b) Regelapparatuur voor gasvormige verontreinigingen.

In het onderhavige boek worden alleen de besturingsinrichtingen voor deeltjesvormige verontreinigingen behandeld.

Besturingsapparatuur voor deeltjesverontreinigende stoffen:

(1) Gravitational Settling Chamber:

Voor verwijdering van deeltjes groter dan 50 μm in vervuilde gasstromen, worden gravitatiekeerkamers (Fig. 5.1) gebruikt.

Dit apparaat bestaat uit enorme rechthoekige kamers. De gasstroom die verontreinigd is met deeltjes kan vanaf één einde binnentreden. De horizontale snelheid van de gasstroom wordt laag gehouden (minder dan 0, 3 m / s) om de deeltjes voldoende tijd te geven om te bezinken door zwaartekracht.

De deeltjes met een hogere dichtheid gehoorzamen de wet van Stoke en bezinken op de bodem van de kamer van waaruit ze uiteindelijk worden verwijderd. De verschillende horizontale planken of laden verbeteren de verzamelefficiëntie door het bezinkingspad van de deeltjes te verkorten.

(2) Cycloonscheiders (Cycloon met terugvloeiing):

In plaats van de zwaartekracht wordt centrifugale kracht gebruikt door cycloonscheiders om het deeltjesvormige materiaal te scheiden van het vervuilde gas. Centrifugale kracht, meerdere malen groter dan de zwaartekracht, kan worden gegenereerd door een draaiende gasstroom en deze kwaliteit maakt cycloonscheiders effectiever in het verwijderen van veel kleinere deeltjes dan mogelijk kan worden verwijderd door zwaartekracht-bezinkkamers.

Een eenvoudige cycloonscheider (Fig 5.2) bestaat uit een cilinder met een conische basis. Aan de basis van de kegel bevindt zich een tangentiële inlaat nabij de bovenkant en een uitlaat voor het afvoeren van de deeltjes.

Werkingsmechanisme:

Het met stof beladen gas komt tangentiaal binnen, ontvangt een roterende beweging en genereert een centrifugale kracht waardoor de deeltjes naar de cycloonwanden worden gegooid wanneer het gas opwaarts binnen in de kegel spiraliseert (dwz de stroom keert om ter vorming van een inwendige werveling die de stroom door de uitlaat verlaat ). De deeltjes glijden langs de .walls van de kegel en worden uit de uitlaat geloosd.

(3) Stoffilters (Baghouse-filters):

In een textielfiltersysteem wordt een stroom van het verontreinigde gas door een weefsel gevoerd dat de deeltjesvormige verontreinigende stof filtert en het heldere gas laat passeren. De deeltjes worden achtergelaten in de vorm van een dunne stofmat aan de binnenkant van de zak. Deze stofmat fungeert als een filtermedium voor verdere verwijdering van deeltjes, waardoor de efficiëntie van de filterzak toeneemt om meer submicrondeeltjes (0, 5 μm) te zeven.

Een typisch filter (Fig. 5.3) is een buisvormige zak die aan het boveneinde is gesloten en een hopper heeft die aan het onderste uiteinde is bevestigd om de deeltjes te verzamelen wanneer ze uit het weefsel worden losgemaakt. Veel van dergelijke tassen worden in een baghouse gehangen. Voor efficiënte filtratie en een langere levensduur moeten de filterzakken af ​​en toe worden schoongemaakt door een mechanische schudmachine om te voorkomen dat te veel deeltjeslagen op de binnenoppervlakken van de zak worden opgebouwd.

(4) Elektrostatische precipitators:

De elektrostatische precipitator (figuur 5.4) werkt op het principe van elektrostatische neerslag, dwz dat elektrisch geladen deeltjes die in het vervuilde gas aanwezig zijn onder invloed van het elektrische veld van de gasstroom worden gescheiden.

Een typische draad- en pijpafscheider bestaat uit:

(a) Een positief geladen opvangoppervlak (geaard).

(b) Een hoogspannings (50 KV) ontladingselektrodedraad.

(c) Isolator om de elektrodedraad vanaf de bovenkant op te hangen.

(d) Een gewicht aan de onderkant van de elektrodedraad om de draad op zijn plaats te houden.

Werkingsmechanisme:

Het vervuilde gas komt van de bodem naar boven, stroomt omhoog (dwz tussen de hoogspanningskabel en geaard collectoroppervlak). De hoge spanning in de draad ioniseert het gas. De negatieve ionen migreren naar het geaarde oppervlak en geven hun negatieve lading ook door aan de stofdeeltjes. Vervolgens worden deze negatief geladen stofdeeltjes elektrostatisch naar het positief geladen collectoroppervlak getrokken, waar ze uiteindelijk worden afgezet.

Het verzameloppervlak wordt getikt of getrild om de verzamelde stofdeeltjes periodiek te verwijderen zodat de dikte van de afgezette stoflaag niet groter is dan 6 mm, anders wordt de elektrische aantrekking zwak en wordt de efficiëntie van de elektrostatische precipitator verminderd.

Omdat de elektrostatische precipitatie 99 + procent efficiëntie heeft en kan worden gebruikt bij hoge temperaturen (600 ° C) en druk bij minder vermogensvereisten, is het daarom economisch en eenvoudig te bedienen in vergelijking met andere apparaten.

(5) Natte verzamelaars (wassers):

In natte collectoren of gaswassers worden de deeltjesvormige verontreinigingen uit de verontreinigde gasstroom verwijderd door de deeltjes in vloeibare druppels op te nemen.

Veel voorkomende natte wassers zijn:

(i) Sproeitoren

(ii) Venturi-wasser

(iii) Cyclone Scrubber

(i) Sproeitoren:

Water wordt door middel van een sproeikop in een sproeitoren (figuur 5.5.) Gevoerd (dwz er is een neerwaartse stroming van water). Wanneer het vervuilde gas naar boven stroomt, botsen de aanwezige deeltjes (grootte van meer dan 10 μm) tegen de waterdruppeltjes die naar beneden worden gesproeid vanuit de sproeikoppen. Onder invloed van de zwaartekracht zakken de vloeistofdruppels die de deeltjes bevatten naar de bodem van de sproeitoren.

(ii) Venturi-scrubber:

Submicrondeeltjes (grootte 0, 5 tot 5 μn) in verband met rook en dampen worden zeer effectief verwijderd door de zeer efficiënte Venturi-wassers. Zoals getoond in Fig. 5.6 heeft een Venturi-scrubber een venturi-vormige halssectie. Het vervuilde gas stroomt door de keel naar beneden met een snelheid van 60 tot 180 m / sec.

Een groffe waterstraal wordt omhoog gespoten in de keel waar het wordt verneveld (dwz het water breekt in druppeltjes) als gevolg van de impact van hoge snelheid van het gas. De vloeistofdruppeltjes botsen met de deeltjes in de verontreinigde gasstroom.

De deeltjes worden meegesleept in de druppeltjes en vallen naar beneden om later te worden verwijderd. Venturi-wassers kunnen ook oplosbare gasvormige verontreinigingen verwijderen. Door de verneveling van water is er een goed contact tussen de vloeistof en het gas waardoor de efficiëntie van de Venturi-scrubber toeneemt (hun energiekosten zijn hoog vanwege de hoge inlaatgassnelheid).

Om de druppeltjes die het deeltjesvormige materiaal dragen te scheiden van de gasstroom, wordt dit gas-vloeistofmengsel in de Venturi-scrubber dan naar een scheidingsinrichting zoals een cycloonscheider geleid.

(iii) Cyclone Scrubber:

De droge cycloonkamer kan worden omgezet in een natte cycloonwasser door op verschillende plaatsen in de droge kamer hogedruksproeiers te plaatsen (fig. 5.7).

De hogedruksproeiers genereren een fijne spray die de kleine deeltjes in het vervuilde gas onderschept. De middelpuntvliedende kracht werpt deze deeltjes naar de wand van waaruit ze naar beneden naar de bodem van de scrubber worden afgevoerd.

(c) Diffusie van verontreinigende stoffen in lucht:

Verdunning van de verontreinigingen in de atmosfeer is een andere benadering van de beheersing van luchtverontreiniging. Als de vervuilingsbron slechts een kleine hoeveelheid van de verontreinigingen afgeeft, is vervuiling niet merkbaar, omdat deze verontreinigende stoffen gemakkelijk in de atmosfeer diffunderen, maar als de hoeveelheid luchtverontreinigingen de beperkte capaciteit van de omgeving om de verontreinigingen te absorberen overschrijdt, wordt vervuiling veroorzaakt.

Het verdunnen van de verontreinigingen in de atmosfeer kan echter worden bereikt door het gebruik van hoge stapels die de bovenste atmosferische lagen binnendringen en de verontreinigingen verspreiden zodat de verontreiniging op de grond sterk wordt verminderd. De hoogte van de stapels wordt meestal 2 tot 2 1/2 maal de hoogte van nabijgelegen gebouwen gehouden.

Verdunning van verontreinigende stoffen in de lucht hangt af van de atmosferische temperatuur, snelheid en richting van de wind. Het nadeel van de methode is dat het een contactmoment voor de korte termijn is dat in werkelijkheid zeer ongewenste effecten op lange afstand tot gevolg heeft.

Dit is zo omdat verdunning de verontreinigende stoffen alleen verdunt tot niveaus waarbij hun schadelijke effecten minder opvallen in de buurt van hun oorspronkelijke bron, terwijl op een aanzienlijke afstand van de bron deze verontreinigingen uiteindelijk op de een of andere manier naar beneden komen.

(d) Vegetatie:

Planten dragen bij aan het beheersen van luchtverontreiniging door gebruik te maken van koolstofdioxide en zuurstof vrij te maken in het proces van fotosynthese. Dit zuivert de lucht (verwijdering van gasvormige verontreinigende stof-CO 2 ) voor de ademhaling van mannen en dieren.

Gasvormige verontreinigende stoffen zoals koolmonoxide worden door sommige planten gefixeerd, namelijk Coleus Blumeri, Ficus variegata en Phascolus Vulgaris. Soorten Pinus, Quercus, Pyrus, Juniperus en Vitis depolluteren de lucht door stikstofoxiden te metaboliseren. Er moeten veel bomen worden geplant, vooral rond die gebieden die worden aangemerkt als hoogrisicogebieden van vervuiling.

(e) Bestemming:

Deze methode voor het beheersen van luchtverontreiniging kan worden toegepast in de planningsstadia van de stad. Zonering pleit ervoor om afzonderlijke gebieden voor industrieën opzij te zetten, zodat deze ver verwijderd zijn van de woonwijken. De zware industrieën zouden niet te dicht bij elkaar moeten liggen.

Nieuwe industrieën moeten zoveel mogelijk worden gevestigd buiten de grotere steden (dit zal ook de toenemende concentratie van de stedelijke bevolking alleen in enkele grotere steden controleren) en de locatieafspraken van grote industrieën moeten worden gestuurd door regionale planning. Het bedrijventerrein van Bangalore is verdeeld in drie zones, namelijk lichte, middelgrote en grote industrieën. In Bangalore en Delhi zijn zeer grote industrieën niet toegestaan.