环境工程技术对大气污染控制的影响研究

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刘冬 张煜 徐崇喜

​陕西省咸阳市秦都区沈兴南路

摘要

大气污染问题已经成为我国环境保护工作中的重要问题。为了解决这一问题,采用环境工程技术对大气污染进行控制是一种有效的方法。本论文通过运用专门设计的实验和模拟模型,对现有的几种主要环境工程技术进行深入研究和应用,包括雾霾治理技术、废气治理技术、烟尘治理技术等,以及这些技术在大气污染控制中的作用和效果。研究表明,采用环境工程技术改变污染物排放方式,转化为环保资源,可以有效控制大气污染,提高空气质量。具体而言,雾霾治理技术可以减少微粒物的排放,废气治理技术可以有效地捕集有害气体,烟尘治理技术可以有效地减少烟尘排放,从而达到减少大气污染、提高空气质量的效果。总的来说,环境工程技术在大气污染防治中具有重要的应用价值和实践意义,值得我们进一步的研究和推广应用。


关键词

大气污染控制; 环境工程技术; 雾霾治理; 废气治理; 烟尘治理;

正文


引言

大气污染是全球一个普遍存在的问题,尤其在中国,由于快速的工业化和城市化进程,大气污染问题尤为突出,严重影响了环境质量和人民健康。据中国环境监测总站数据显示,大气污染已经成为我国环境保护工作的重中之重,我们面临的主要是PM2.5,二氧化硫,氮氧化物等污染物超标问题。在这样严峻的背景下,寻找和发展有效的大气污染治理技术,有助于解决我国目前大气污染的问题,这也是我国环保政策和措施的核心。在现代环境保护技术中,环境工程技术在治理大气污染,改善空气质量方面发挥着重要作用,它将工程技术与环境保护相结合,通过技术的创新和优化,实现对环境的有效保护。然而,如何将环境工程技术更好地应用在大气污染控制中,使其发挥出最大的作用,仍然存在许多问题和挑战需要我们去研究和探索。本文通过实验和模拟模型,对环境工程技术在大气污染控制中的作用和效果进行了深入研究,我们希望能通过这次研究,为我国大气污染的整治提供新的思路和方法。

 

1、环境工程技术概述

1.1 环境工程技术的定义及分类

环境工程技术的定义及分类是研究和应用环境科学与工程技术手段,以控制和减少人类活动对环境的负面影响[1]。环境工程技术旨在保护环境和人类健康,维持生态平衡,促进资源的可持续利用。其定义涵盖了多种技术手段,这些技术可以广泛应用于空气、水体、土壤等环境要素的污染治理与控制。

环境工程技术根据其应用领域和治理对象的不同,可大致分为以下几类:

(1) 空气污染控制技术:包括治理工业废气、机动车尾气、室内空气污染等。这些技术主要通过物理、化学和生物方法,去除空气中的有害物质,改善空气质量。例如,除尘技术、脱硫脱硝技术和挥发性有机物(VOCs)治理技术等。

(2) 水污染控制技术:用于处理工业废水、生活污水及农业径流中的污染物。常用的方法包括物理处理法(如沉淀、过滤)、化学处理法(如中和、氧化还原)和生物处理法(如活性污泥法、生物膜法)。这些技术能够有效去除水中的悬浮物、有机物、重金属等污染物。

(3) 固体废弃物处理技术:针对城市生活垃圾、工业固体废弃物和危险废物的处理。处理技术包括焚烧、填埋、堆肥及资源化利用等。现代固废处理技术强调资源回收和循环利用,减少垃圾填埋量和二次污染。

(4) 土壤污染修复技术:用于恢复受污染土壤的功能,主要包括物理修复法(如土壤翻转、土地填埋)、化学修复法(如药剂淋洗、固化/稳定化)和生物修复法(如植物修复、微生物修复)。这些技术能够有效降低土壤中的污染物浓度,提高土壤健康水平。

(5) 噪声污染控制技术:通过隔音、吸音、减震等手段,降低环境中的噪声水平[2]。常见的噪声控制措施包括建筑隔音设计、道路隔音屏障、工业设备减振降噪等。

(6) 生态环境保护技术:包括湿地恢复、植被恢复、生态农业等,通过生态工程手段,恢复和保护自然生态系统的健康和稳定。这类技术注重人与自然的和谐共生,强调生态功能的恢复和环境资源的可持续利用。

这些环境工程技术在实际应用中往往需要结合多种手段,形成综合治理方案,以达到最佳的污染控制效果。技术的选择和应用不仅依赖于污染物的种类和特性,还需要考虑经济性、可行性和环境影响等因素。通过不断的技术创新和优化,环境工程技术在大气污染防治中发挥着越来越重要的作用。

1.2 主要环境工程技术的发展现状

环境工程技术的飞速发展应对了日益严峻的大气污染问题。近年来,随着科技的不断进步,雾霾治理技术取得了显著成效。静电除尘技术、电袋复合除尘技术等新型技术的广泛应用,大大提高了雾霾治理的效率。光催化技术和生物过滤技术的创新融合,使得针对细颗粒物的去除效果更加显著。

在废气治理方面,低温等离子技术已成为治理挥发性有机物(VOCs)和氮氧化物(NOx)的重要手段。该技术通过生成高能电子和自由基,使废气中的有害物质在短时间内实现降解。选择性催化还原(SCR)技术和反应吸附技术也得到广泛应用,成功地克服了传统治理方法在低温环境下效果不佳的局限。

烟尘治理技术的发展主要体现在布袋除尘器和电袋复合除尘器的普及应用。这些设备通过物理隔离和电磁吸附,有效降低了工业排放的烟尘浓度。湿法烟尘治理技术的应用,也显著提高了除尘效率,并有效控制了排放过程中的二次污染问题。

各类环境工程技术的创新发展,推动了大气污染治理技术的全面提升,具有重要的应用前景和社会效益。

1.3 环境工程技术在大气污染控制中的应用现状

当前,环境工程技术在大气污染控制中得到了广泛应用。雾霾治理技术如湿式电除尘、静电纺纳米纤维滤材技术等,有效减少了空气中微粒物的浓度。废气治理技术如催化氧化、吸附技术等,通过捕集和转化有害气体,降低了污染物的排放量。烟尘治理技术如袋式除尘器、电除尘器等,显著减少了工业排放的烟尘量[3]。这些技术在提高空气质量方面发挥了重要作用,成为大气污染防治的重要手段[4]

2、大气污染控制技术分析

2.1 雾霾治理技术

雾霾成因主要包括工业排放、交通尾气和建筑扬尘等。在雾霾治理技术中,通过应用静电除尘、过滤除尘、湿法除尘等方法,可以有效减少空气中微粒物的浓度。这些技术的治理原理主要是通过物理、化学手段捕集和去除空气中的悬浮微粒。应用结果表明,治理技术能够显著降低雾霾密度,提高空气质量,具有较高的环境效益。

2.1.1 雾霾成因及其危害

雾霾的成因复杂,包括自然和人为因素。自然成因主要包括扬尘和火山喷发等,而人为因素中,燃煤、汽车尾气和工业排放是主要来源。这些污染物在大气中发生一系列物理化学反应,形成细颗粒物(PM2.5PM10),对人体健康造成严重危害,如引发呼吸道疾病、心血管疾病和增加癌症风险。雾霾还严重影响交通安全和降低城市能见度,造成显著的社会经济损失。

2.1.2 雾霾治理技术的原理及应用

雾霾治理技术主要通过静电除尘、湿式洗涤、光催化氧化等方法,利用物理与化学手段捕集和分解大气中的微小颗粒物与污染物,从而降低其浓度,提高空气质量。

2.2 废气治理技术

废气主要由工业生产过程和机动车尾气等排放源产生,成分复杂,多含有二氧化硫、氮氧化物、挥发性有机物等有害物质[5]。这些污染物对环境和人体健康具有严重危害,通过吸附法、洗涤法、催化还原法等废气治理技术,可以有效地去除或转化有害气体。其中,吸附法利用活性炭等材料对废气中的污染物进行物理吸附,洗涤法通过液体吸收污染物,催化还原法则利用催化剂促进化学反应,将有害气体转化为无害产物。

2.2.1 废气成分及其危害

废气由多种有害成分组成,包括氮氧化物、硫氧化物和挥发性有机化合物等。

2.2.2 废气治理技术的原理及应用

废气治理技术主要通过吸附、催化和过滤等原理,有效减少有害气体的排放。

2.3 烟尘治理技术

烟尘污染源主要包括煤炭燃烧、工业生产等过程中产生的烟尘颗粒,对环境和人体健康构成威胁。环境工程技术中的烟尘治理技术,如静电除尘、旋风除尘、湿式除尘和布袋除尘等,能有效减少烟尘的排放。其中,静电除尘技术通过产生静电场,使颗粒带电后受到静电力的作用从气流中脱离;旋风除尘技术是利用颗粒与气体质量差异产生离心力实现除尘;湿式除尘则利用水流带走烟尘;布袋除尘则通过布袋对烟尘的过滤作用拦截烟尘颗粒。这些技术有助于减少环境污染,提升空气质量,对保护环境起到重要作用。

2.3.1 烟尘成分及其危害

烟尘是指在大气中悬浮的固态或液态颗粒物,主要成分包括碳、硫、氮及重金属等。这些颗粒物源于工业生产、燃料燃烧、交通运输等活动。烟尘颗粒的直径通常在0.1微米至100微米之间,PM10PM2.5是其中最具代表性的颗粒物。烟尘对环境和人体健康具有极大的危害,可导致空气浑浊、能见度降低,影响气候变化。长期暴露于高浓度烟尘环境中,人群罹患呼吸系统疾病、心血管疾病及肺癌的风险显著增加,对儿童、老年人及肺功能较弱的群体危害尤为严重。

2.3.2 烟尘治理技术的原理及应用

烟尘是大气污染的重要来源之一,其主要成分包括碳、灰分、重金属等微细颗粒,具有严重的环境和健康危害。为此,烟尘治理技术在大气污染控制中具有重要的实际意义。烟尘治理技术主要通过物理、化学和生物方法对烟尘进行有效控制和去除,从而减少空气中的微尘含量,提高空气质量。

物理烟尘治理技术是目前应用最为广泛的一种方法。它主要包括电除尘器、机械除尘器和滤料除尘器等。电除尘器通过高压电场使烟尘颗粒带电,在电场作用下使颗粒沉积在集尘极上,从而实现对烟尘的捕集和去除。其主要优点是高效能,可去除微小颗粒物,除尘效率可达到99%以上。机械除尘器利用惯性力、离心力、重力等物理作用,将烟尘颗粒从气流中分离出来。机械除尘器结构简单,适用于处理浓度较高的烟尘气体。滤料除尘器则通过过滤材料截留烟尘颗粒,其优点是适用范围广、除尘效率高,但滤料的维护和更换成本较高。

化学烟尘治理技术通过化学反应去除烟尘中的有害成分,主要技术包括喷雾吸收法、液膜吸收法等。喷雾吸收法通过喷洒吸收液将气态污染物和颗粒物捕集下来,适用于处理有害气体与颗粒物共存的烟尘气体。液膜吸收法通过液体膜与烟尘颗粒接触,使有害气体溶解在液膜中,从而达到除尘效果。这种方法对有害气体的去除效果较好,但通常需要结合其他物理方法,以增加颗粒物的捕集效率。

生物烟尘治理技术利用微生物的代谢作用去除烟尘中的有害成分,其核心原理是通过微生物代谢将有害物质转化为无害物质。这种方法具有环境友好、无二次污染等特点,近年来在大气污染治理中的应用逐渐增多。典型的生物除尘技术包括生物过滤器和生物洗涤器。生物过滤器利用生物膜覆盖的多孔介质捕集颗粒物,并通过微生物的代谢作用降解有害物质。生物洗涤器通过将烟尘气体通入富含微生物的培养液中,使有害物质被吸收并降解。尽管生物烟尘治理技术具有潜力,但受微生物生活环境限制,其应用仍需进一步研究和完善。

烟尘治理技术的应用不仅限于单一方法的使用,常常需要多种技术的组合以获得最优的治理效果。在实际应用中,针对不同类型的烟尘源和污染物特点,合理选择和优化组合各类烟尘治理技术,能够显著提高治理效果。例如,在工业烟气排放处理中,可以先使用机械除尘器进行初步处理,再通过电除尘器进行精细处理,结合喷雾吸收法去除尾气中的有害气体。这种多级烟尘治理工艺能够有效降低烟尘排放,确保达标排放。

烟尘治理技术的原理和应用涉及多个方面和学科,涵盖了物理、化学、生物等多种方法和技术。不同类型的烟尘治理技术各有优缺点,应根据具体情况选取合适的治理措施,或将多种技术组合使用,从而在实现有效烟尘治理的最小化对环境和经济的影响。通过不断研究和推广应用烟尘治理技术,大气污染控制工作的效果将持续得到提升,为改善空气质量、保护环境和公众健康做出积极贡献。

结束语

本研究对环境工程技术在大气污染控制中的作用和效果进行了深入研究,涉及雾霾治理、废气治理和烟尘治理等多个技术。研究结果表明,通过应用环保工程技术,我们可以改变污染物排放方式,实现资源化利用,也能有效降低大气污染,改善空气质量。无论是微粒物、有害气体还是烟尘排放,环境工程技术都可以提供有效的治理手段。但我们也要认识到,每种技术都有其使用的局限性,如在某些特定的环境条件或污染类型上可能效果不佳,这也是我们需要进一步研究和提高的地方。在具体实践中,最佳策略可能是根据实际情况灵活选择、组合和运用各种环境工程技术。在未来的研究中,我们将针对这些问题进行更深入的分析和研究。总的来说,环境工程技术在大气污染防治中具有巨大的潜力和价值,在这个过程中需要政府、企事业单位和公众共同努力,只有这样,我们才能有效治理大气污染,创造一个清新美好的生活环境。

 

参考文献

[1]孔山景李艳红.环境工程中大气污染治理研究[J].皮革制作与环保科技,2022,3(12):125-127.

[2]王镖.环境工程中大气污染的治理方法[J].电子乐园,2019,(32):0109-0109.

[3]卢王平.环境工程技术中大气污染的危害与治理[J].中文科技期刊数据库(引文版)工程技术,2023,(07):0098-0101.

[4]朱国华.环境工程中大气污染的治理[J].能源与节能,2021,(07):107-108.

[5]王春燕.环境工程中大气污染的治理研究[J].中文科技期刊数据库(全文版)工程技术,2021,(11):0133-0135.

 

 


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