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废气(waste gas/exhaust)是指人类在生产和生活过程中排出的有毒有害的气体。特别是燃煤锅炉、化工厂、钢铁厂、制药厂,以及炼焦厂和炼油厂等,排放的废气气味大,严重污染环境和影响人体健康。

一、废气的主要成分
废气根据产生的根源途径不同,废气中污染物种类和含量也有较大区别。废气中含有污染物种类很多,其物理和化学性质非常复杂,毒性也不尽相同。
例如:燃料(煤、化石燃料等)燃烧排出的废气中含有二氧化硫、氮氧化物(NOx)、碳氢化合物等;
因工业生产所用原料和工艺不同,而排放各种不同的有害气体和固体废物,含有各种组分如重金属、盐类、放射性物质;
汽车排放的尾气含有铅、苯和酚等碳氢化合物。废气污染大气环境是世界普遍且严重的环境问题之一。
中国《环境保护法》已对各类厂矿的废气排放标准,作了明确的规定。
二、废气污染的危害
化工厂、钢铁厂、制药厂,以及炼焦厂和炼油厂等,排放的废气气味大,如二氧化碳、氮氧化合物、固体物质等有害气体的浓度过大,严重污染环境和影响人体健康,废气一旦排放到大气中,就会对大气形成污染,大气污染程度与有害物质的浓度有关,取决于排放总量,还同排放源高度气象条件和地形因素有关。大气污染会直接或间接地影响人体的身体健康伦敦烟雾事件比利时马斯河谷烟雾事件,对动植物造成危害,对建筑物产生腐蚀作用。
大气污染的危害主要有以下几个方面:
(1)、对人体健康的危害:大气污染物对人体的危害是多方面的,主要表现是呼吸道疾病与生理机能障碍,以及眼鼻等粘膜组织受到刺激而患病。比如,1952年12月5~8日英国伦敦发生的煤烟雾事件死亡4000人。人们把这个灾难的烟雾称为"杀人的烟雾"。
(2)、对植物的危害:大气污染物,尤其是二氧化硫、氟化物等对植物的危害是十分严
重的。当污染物浓度很高时,会对植物产生急性危害,使植物叶表面产生伤斑,或者直接使叶枯萎脱落;当污染物浓度不高时,会对植物产生慢性危害,使植物叶片褪绿,或者表面上看不见什么危害症状,但植物的生理机能已受到了影响,造成植物产量下降,品质变坏。
(3)、对天气和气候的影响:大气污染物对天气和气候的影响是十分显著的,可以从以下几个方面加以说明:
①、减少到达地面的太阳辐射量:据观测统计,在大工业城市烟雾不散的日子里,太阳光直接照射到地面的量比没有烟雾的日子减少近40%。大气污染严重的城市,天天如此,就会导致人和动植物因缺乏阳光而生长发育不好。
②、增加大气降水量:从大工业城市排出来的微粒,其中有很多具有水气凝结核的作用。因此,当大气中有其他一些降水条件与之配合的时候,就会出现降水天气。在大工业城市的下风地区,降水量更多。
③、下酸雨:有时候,从天空落下的雨水中含有硫酸。这种酸雨是大气中的污染物二氧化硫经过氧化形成硫酸,随自然界的降水下落形成的。硫酸雨能使大片森林和农作物毁坏,能使纸品、纺织品、皮革制品等腐蚀破碎,能使金属的防锈涂料变质而降低保护作用,还会腐蚀、污染建筑物。
④、增高大气温度:在大工业城市上空,由于有大量废热排放到空中,因此,近地面空气的温度比四周郊区要高一些。这种现象在气象学中称做"热岛效应"。
⑤、对全球气候的影响:近年来,人们逐渐注意到大气污染对全球气候变化的影响问题。经过研究,人们认为在有可能引起气候变化的各种大气污染物质中,二氧化碳具有重大的作用。经粗略估算,如果大气中二氧化碳含量增加25%,近地面气温可以增加0.5~2℃。如果增100%,近地面温度可以增高1.5~6℃。
三、“废气”净化常用方法
常见的废气净化(Flue gas purification)主要是指针对工业场所产生的工业废气诸如粉尘颗粒物、烟气烟尘、异味气体、有毒有害气体进行治理的工作。常见的废气净化有工厂烟尘废气净化、车间粉尘废气净化、有机废气净化、废气异味净化、酸碱废气净化、化工废气净化等。
① 、水吸收法
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②、曝气式活性污泥脱臭法 |
原理:利用臭气中某些物质易溶于水的特性,使臭气成分直接与水接触,从而溶解于水达到脱臭目的。
适用范围:水溶性、有组织排放源的恶臭气体。
优点:工艺简单,管理方便,设备运转费用低 产生二次污染,需对洗涤液进行处理。
缺点:净化效率低,应与其他技术联合使用,对硫醇,脂肪酸等处理效果差。
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原理:将恶臭物质以曝气形式分散到含活性污泥的混和液中,通过悬浮生长的微生物降解恶臭物质 适用范围广。
适用范围:日本已用于粪便处理场、污水处理厂的臭气处理。
优点:活性污泥经过驯化后,对不超过极限负荷量的恶臭成分,去除率可达99.5%以上。
缺点:受到曝气强度的限制,该法的应用还有一定局限。
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③、多介质催化氧化工艺
原理:反应塔内装填特制的固态填料,填料内部复配多介质催化剂。当恶臭气体在引风机的作用下穿过填料层,与通过特制喷嘴呈发散雾状喷出的液相复配氧化剂在固相填料表面充分接触,并在多介质催化剂的催化作用下,恶臭气体中的污染因子被充分分解。
四、臭氧在废气净化处理中的应用
废气净化过程中,需要考虑到的因素很多,既要考虑设备的处理效果,也需要考虑设备的投入成本,还必须考虑设备的运行成本及可靠性、稳定性等多种因素。臭氧常温、常压下气体特性,使臭氧在废气净化中有独特的扩散优势,臭氧的氧原子极大的缩短反应时间,加快了反应过程,从而极大的降低设备成本。
① 、臭氧对氮氧化物(NOx)独特作用
对氮氧化物(NOx)净化尤其是NO的氧化,臭氧的作用非常明显。根据我们对燃煤锅炉废气处理过程的处理检测,NO的浓度可以从300ppm迅速降低到20ppm以下。
②、 臭氧对恶臭类物质(H₂S)独特作用
对恶臭类物质(H₂S)净化,臭氧的作用非常明显。根据我们对恶臭类物质(H₂S)处理过程的检测,H₂S的浓度可以从200ppm迅速降低到20ppm以下。从而大大降低了生物净化的难度和时间。
③ 、臭氧对不易溶于水的有机物的独特作用
臭氧超强的氧化能力和容易打断烯烃、炔烃和苯环类有机物的碳链结合键,使其快速氧化,合成为新的化合物。臭氧参与氧化的高速、高效率、低能耗特点受到工业企业和科研部门的青睐。根据我们对化工废气处理过程的处理检测,甲醛的浓度可以从100ppm迅速降低到20ppm以下。