5 طرق فعالة للتحكم في تلوث الهواء (موضحة بالرسم البياني)
بعض الطرق الفعالة للتحكم في تلوث الهواء هي كما يلي: (أ) طرق تصحيح المصدر (ب) معدات مكافحة التلوث (ج) إنتشار الملوثات في الهواء (د) الغطاء النباتي (e) التقسيم.
(أ) طرق تصحيح المصدر:
الصناعات تسهم مساهمة كبيرة في التسبب في تلوث الهواء. يمكن منع تكوين الملوثات ويمكن تقليل انبعاثها عند المصدر نفسه.
من خلال التحقيق بعناية في المراحل المبكرة من التصميم والتطوير في العمليات الصناعية ، على سبيل المثال ، يمكن اختيار تلك الأساليب التي لديها الحد الأدنى من تلوث الهواء المحتملة لإنجاز التحكم في تلوث الهواء في المصدر نفسه.
طرق تصحيح المصدر هذه هي:
(1) تبديل المواد الخام:
إذا كان استخدام مادة خام معينة يؤدي إلى تلوث الهواء ، فيجب استبداله بمواد خام صرفة أخرى تقلل من تكوين الملوثات. وهكذا،
(أ) يمكن استخدام وقود منخفض الكبريت ذي إمكانية أقل للتلوث كبديل للوقود العالي الكبريت ،
(ب) يمكن استخدام غاز البترول السائل الأكثر تنوعًا مقارنةً (LPG) أو الغاز الطبيعي المسال (LNG) بدلاً من الوقود التقليدي عالي الملوثات مثل الفحم.
(ثانيا) تعديل العملية:
يمكن تغيير العملية الحالية باستخدام تقنيات معدلة للتحكم في الانبعاث عند المصدر. فمثلا،
(أ) إذا تم غسل الفحم قبل السحق ، يتم تقليل انبعاثات الرماد المتطاير بشكل كبير.
(ب) إذا تم تعديل كمية الهواء الداخلة في فرن الغلاية ، يمكن تقليل الانبعاثات الزائدة من الرماد المتطاير في محطات توليد الطاقة.
(3) تعديل المعدات الموجودة:
يمكن تقليل تلوث الهواء إلى الحد الأدنى بإجراء تعديلات مناسبة على المعدات الموجودة:
(أ) على سبيل المثال ، يمكن تقليل الدخان وأول أكسيد الكربون والأبخرة إذا تم استبدال أفران الموقد المفتوحة بأفران الأوكسجين الأساسية الخاضعة للرقابة أو الأفران الكهربائية.
(ب) في مصافي البترول ، يمكن الحد من فقدان الأبخرة الهيدروكربونية من صهاريج التخزين بسبب التبخر ، أو تغير درجات الحرارة أو الإزاحة أثناء التعبئة ، وما إلى ذلك من خلال تصميم صهاريج التخزين ذات أغطية السقف العائمة.
(ج) يمكن أن يؤدي الضغط على خزانات التخزين في الحالة المذكورة أعلاه إلى نتائج مماثلة.
(4) صيانة المعدات:
تنتج كمية ملحوظة من التلوث نتيجة لسوء صيانة المعدات التي تشمل تسرب حول مجاري الهواء والأنابيب والصمامات والمضخات وما إلى ذلك. ويمكن الحد من انبعاث الملوثات بسبب الإهمال عن طريق الفحص الروتيني للأختام والجوانات.
(ب) معدات مكافحة التلوث:
في بعض الأحيان ، لا يمكن التحكم في التلوث عند المصدر من خلال منع انبعاث الملوثات. ثم يصبح من الضروري تركيب معدات مكافحة التلوث لإزالة الملوثات الغازية من تيار الغاز الرئيسي.
وتوجد الملوثات بتركيز عال عند المصدر ، وكلما ازدادت المسافة التي تفصلها عن المصدر تصبح مخففة بنشر الهواء البيئي.
تصنف أجهزة التحكم في التلوث عموما إلى نوعين:
(أ) أجهزة التحكم لملوثات الجسيمات.
(ب) أجهزة التحكم للملوثات الغازية.
في الكتاب الحالي يتم التعامل فقط مع أجهزة التحكم لملوثات الجسيمات.
أجهزة التحكم لملوثات الجسيمات:
(1) غرفة تسوية الجاذبية:
ولإزالة جسيمات تزيد عن 50 ميكرومتر في الحجم من تيارات الغاز الملوث ، يتم استخدام غرف تسوية الجاذبية (الشكل 5-1).
يتكون هذا الجهاز من غرف مستطيلة ضخمة. يسمح بدخول تيار الغاز الملوث بالجسيمات من طرف واحد. يتم الحفاظ على السرعة الأفقية لتدفق الغاز منخفضة (أقل من 0.3 م / ث) من أجل إعطاء الوقت الكافي للجسيمات لتسوية الجاذبية.
تمتثل الجسيمات ذات الكثافة العالية لقانون Stoke وتستقر في الجزء السفلي من الغرفة حيث يتم إزالتها في نهاية المطاف. تعمل العديد من الرفوف أو الأرفف الأفقية على تحسين كفاءة المجموعة عن طريق تقصير مسار تسوية الجزيئات.
(2) فواصل الأعاصير (إعصار التدفق العكسي):
بدلا من قوة الجاذبية ، يتم استخدام قوة الطرد المركزي بواسطة فواصل الأعاصير ، لفصل الجسيمات من الغاز الملوث. يمكن توليد قوة الطرد المركزي ، أكبر بعدة مرات من قوة الجاذبية ، بواسطة تيار غاز دوار ، وهذه النوعية تجعل فواصل الأعاصير أكثر فاعلية في إزالة جسيمات أصغر بكثير مما يمكن إزالته عن طريق حجرات الاستقرار الجاذبي.
يتكون فاصل الإعصار البسيط (الشكل 5.2) من أسطوانة ذات قاعدة مخروطية. يوجد مدخل مدخل تمثيلي بالقرب من القمة ومخرج لتفريغ الجزيئات في قاعدة المخروط.
آلية العمل:
يدخل الغاز المحمّل بالغبار بشكلٍ عرضي ، ويتلقى حركة دورانية ويولد قوة طرد مركزية تُلقى بها الجسيمات إلى جدران الأعاصير ، حيث تنساب الغازات إلى داخل المخروط (أي انعكاس تدفق ليشكل دوامة داخلية مما يترك التدفق عبر المخرج ). تنزلق الجسيمات أسفل أسوار المخروط وتفرغ من المخرج.
(3) مرشحات النسيج (مرشحات باجي):
في نظام مرشح النسيج ، يتم إجراء تيار من الغاز الملوث بالمرور عبر قماش يرشح الملوثات الجسيمية ويسمح للغاز الصافي بالمرور. يتم ترك الجسيمات في شكل حصيرة غبار رقيقة على الدواخل من الحقيبة. تعمل حصيرة الغبار هذه كوسيط تصفية لمزيد من إزالة الجسيمات مما يزيد من كفاءة كيس الفلتر لتخليق المزيد من جسيمات ميكرون الفرعية (0.5 ميكرومتر).
المرشح النموذجي (الشكل 5.3) هو كيس أنبوبي مغلق في الطرف العلوي وله قاذف متصل عند الطرف السفلي لجمع الجزيئات عند إخراجها من النسيج. كثير من هذه الحقائب معلقة في حقيبة. من أجل ترشيح فعال وعمر أطول ، يجب تنظيف أكياس المرشح من حين لآخر بواسطة شاكر ميكانيكي لمنع العديد من طبقات الجسيمات من البناء على الأسطح الداخلية للحقيبة.
(4) المرسبات الالكتروستاتيكية:
يعمل المرسب الكهروستاتيكي (الشكل 5.4) على مبدأ الترسيب الكهروستاتيكي ، أي أن الجسيمات المشحونة كهربائيًا الموجودة في الغاز الملوث يتم فصلها عن تيار الغاز تحت تأثير المجال الكهربائي.
يتكون مرسب سلك وأنبوب نموذجي من:
(أ) سطح تجميع مشحون بإيجابية (مؤرض).
(ب) سلك كهربائي عالي الجهد (50 كيلوفولت).
(ج) عازل تعليق سلك الإلكترود من الأعلى.
(د) وزن أسفل سلك الإلكترود لإبقاء السلك في موضعه.
آلية العمل:
يدخل الغاز الملوث من القاع ، ويتدفق إلى الأعلى (أي بين سلك الجهد العالي وسطح التجميع المؤرض). الجهد العالي في السلك يجهد الغاز. تهاجر الأيونات السالبة نحو سطح الأرض وتمرر شحنتها السالبة إلى جزيئات الغبار أيضًا. ثم يتم توجيه جسيمات الغبار المشحونة سالبًا بشكل إلكتروستاتيكي نحو سطح المجمع التجميعي المشحون ، حيث يتم ترسيبها في النهاية.
يتم تهشيم سطح التجميع أو اهتزازه بشكل دوري لإزالة جزيئات الغبار التي تم جمعها بحيث لا يتجاوز سمك طبقة الغبار المودعة 6 مم ، وإلا يصبح الانجذاب الكهربائي ضعيفًا كما تنخفض كفاءة المرسب الكهروستاتيكي.
وبما أن الترسيب الكهروستاتيكي له كفاءة بنسبة 99٪ ويمكن تشغيله في درجات حرارة عالية (600 درجة مئوية) والضغط عند متطلبات طاقة أقل ، لذلك يكون اقتصاديًا وسهل التشغيل مقارنة بالأجهزة الأخرى.
(5) جامعي الرطب (أجهزة تنقية الغاز):
في جامعات الرطب أو أجهزة التنظيف ، تتم إزالة الملوثات الجسيمية من تيار الغاز الملوث من خلال دمج الجسيمات في قطرات سائلة.
أجهزة الغسل الرطبة الشائعة هي:
(ط) برج الرذاذ
(ثانيا) بخاخ الغسيل
(iii) إعصار Scrubber
(ط) برج الرذاذ:
يتم إدخال الماء إلى برج الرش (الشكل 5.5) عن طريق فوهة الرذاذ (أي هناك تدفق هبوطي للماء). عندما يتدفق الغاز الملوث إلى أعلى ، تتصادم الجسيمات (التي يزيد حجمها عن 10 ميكرومتر) مع قطرات الماء التي يتم رشها إلى الأسفل من فوهة الرش. تحت تأثير قوة الجاذبية ، تستقر القطرات السائلة التي تحتوي على الجسيمات في الجزء السفلي من برج الرش.
(ثانيا) بخاخ الغسيل:
يتم إزالة جسيمات Submicron (الحجم من 0.5 إلى 5 µn) المرتبطة بالدخان والأبخرة بشكل فعال للغاية بواسطة أجهزة تنقية الغاز Venturi عالية الكفاءة. كما هو مبين في الشكل 5.6 ، يوجد في Venturi Scrubber قسم حنجرة على شكل فنتوري. يمر الغاز الملوث إلى أسفل عبر الحلق بسرعة 60 إلى 180 م / ثانية.
يتم حقن تيار ماء خشن إلى الحلق حيث يتم تفتيته (أي يقطع الماء إلى قطرات) بسبب تأثير سرعة الغاز العالية. تتصادم القطرات السائلة مع الجسيمات في تيار الغاز الملوث.
تحصل على الجسيمات الملتصقة في القطرات وتسقط ليتم إزالتها في وقت لاحق. يمكن لفاحصات الغسل فينتوري أيضًا إزالة الملوثات الغازية القابلة للذوبان. بسبب تذبذب المياه ، هناك اتصال صحيح بين السائل والغاز يزيد من كفاءة الغسيل البخاري (تكلفة تكلفتها عالية بسبب سرعة دخول الغاز العالية).
لفصل القطرات التي تحمل الجسيمات من تيار الغاز ، يتم بعد ذلك توجيه هذا المزيج الغاز السائل في المغذي Venturi إلى جهاز فصل مثل فاصل الإعصار.
(3) إعصار سكربر:
يمكن تحويل غرفة الإعصار الجافة إلى جهاز تنظيف للغبار ذو أعمدة مبللة بإدخال فوهات رش ذات ضغط عالٍ في أماكن مختلفة داخل الحجرة الجافة (الشكل 5.7).
تولد فوهات الرش بالضغط العالي رشاشًا ناعمًا يعترض الجسيمات الصغيرة في الغاز الملوث. تقوم قوة الطرد المركزي بطرد هذه الجسيمات نحو الجدار من حيث يتم صرفها إلى أسفل أسفل جهاز الغسيل.
(ج) إنتشار الملوثات في الهواء:
تخفيف الملوثات في الغلاف الجوي هو نهج آخر للتحكم في تلوث الهواء. إذا كان مصدر التلوث ينشر كمية صغيرة فقط من الملوثات ، فإن التلوث لا يمكن ملاحظته لأن هذه الملوثات تنتشر بسهولة في الغلاف الجوي ، ولكن إذا كانت كمية ملوثات الهواء تتجاوز القدرة المحدودة للبيئة على امتصاص الملوثات ، فإن التلوث يحدث.
ومع ذلك ، يمكن تحقيق التخفيف من الملوثات في الغلاف الجوي من خلال استخدام المداخن العالية التي تخترق الطبقات العليا في الغلاف الجوي وتفريق الملوثات بحيث يتم الحد بشكل كبير من تلوث مستوى الأرض. عادة ما يتم الاحتفاظ ارتفاع المداخن 2 إلى 2 1/2 مرات ارتفاع الهياكل المجاورة.
يعتمد تخفيف الملوثات في الهواء على درجة حرارة الغلاف الجوي وسرعته واتجاهه. عيب الأسلوب هو أنه مقياس اتصال قصير المدى والذي في الواقع يحمل تأثيرات بعيدة المدى غير مرغوبة إلى حد كبير.
ويرجع ذلك إلى أن التخفيف لا يؤدي إلا إلى إضعاف الملوثات إلى مستويات تكون آثارها الضارة أقل ملحوظة بالقرب من مصدرها الأصلي ، في حين أن هذه الملوثات في نهاية المطاف ، على مسافة كبيرة من المصدر ، تنزل في نهاية الأمر بشكل أو بآخر.
(د) الغطاء النباتي:
تساهم النباتات في التحكم في تلوث الهواء من خلال استخدام ثاني أكسيد الكربون وإطلاق الأكسجين في عملية التمثيل الضوئي. هذا ينقي الهواء (إزالة الملوثات الغازية - CO 2 ) لتنفس الرجال والحيوانات.
يتم إصلاح الملوثات الغازية مثل أول أكسيد الكربون من قبل بعض النباتات ، وهي كوليوس بلومري ، Ficus variegata و Phascolus Vulgaris. الأنواع من Pinus ، Quercus ، Pyrus ، Juniperus و Vitis تلوث الهواء عن طريق استقلاب أكاسيد النيتروجين. يجب زرع الكثير من الأشجار خاصة حول تلك المناطق التي تم الإعلان عنها كمناطق تلوث عالية المخاطر.
(هـ) تقسيم المناطق:
يمكن اعتماد طريقة التحكم في تلوث الهواء في مراحل التخطيط للمدينة. ينادي المناصرون جانبا من مناطق منفصلة للصناعات بحيث تكون بعيدة كل البعد عن المناطق السكنية. لا ينبغي أن تكون الصناعات الثقيلة قريبة جدا من بعضها البعض.
ينبغي إنشاء صناعات جديدة ، بقدر الإمكان ، بعيداً عن المدن الكبرى (وهذا سيحافظ أيضاً على زيادة تركيز السكان الحضريين في عدد قليل من المدن الكبيرة فقط) ، ويجب أن تسترشد القرارات المحلية في الصناعات الكبيرة بالتخطيط الإقليمي. تنقسم منطقة بنغالور الصناعية إلى ثلاث مناطق هي الصناعات الخفيفة والمتوسطة والكبيرة. في بنغالور ودلهي لا يسمح صناعات كبيرة جدا.
