5 wirksame Methoden zur Bekämpfung der Luftverschmutzung (erklärt mit Diagramm)
Einige der wirksamen Methoden zur Bekämpfung der Luftverschmutzung sind folgende: (a) Quellenkorrekturmethoden (b) Geräte zur Verschmutzungskontrolle (c) Diffusion von Schadstoffen in der Luft (d) Vegetation (e) Zoning.
(a) Quellenkorrekturmethoden:
Industrien tragen wesentlich zur Luftverschmutzung bei. Die Bildung von Schadstoffen kann verhindert und ihre Emission an der Quelle selbst minimiert werden.
Durch sorgfältige Untersuchung der frühen Stadien von Design und Entwicklung in industriellen Prozessen, z. B., können Verfahren ausgewählt werden, die ein minimales Luftverschmutzungspotenzial aufweisen, um die Luftreinhaltung an der Quelle selbst zu erreichen.
Diese Quellkorrekturmethoden sind:
(i) Substitution von Rohstoffen:
Wenn die Verwendung eines bestimmten Rohstoffs zur Luftverschmutzung führt, sollte er durch einen anderen Rohstoff mit reinerer Qualität ersetzt werden, der die Bildung von Schadstoffen verringert. Somit,
(a) Kraftstoff mit niedrigem Schwefelgehalt, der ein geringeres Verschmutzungspotenzial aufweist, kann als Alternative zu Kraftstoffen mit hohem Schwefelgehalt verwendet werden, und
(b) Anstelle von herkömmlichen Kraftstoffen mit hohem Schadstoffgehalt wie Kohle kann vergleichsweise mehr raffiniertes Flüssiggas (LPG) oder Flüssigerdgas (LNG) verwendet werden.
(ii) Prozessmodifizierung:
Der vorhandene Prozess kann geändert werden, indem modifizierte Techniken verwendet werden, um die Emission an der Quelle zu steuern. Zum Beispiel,
(a) Wenn Kohle vor der Pulverisierung gewaschen wird, werden Flugasche-Emissionen erheblich reduziert.
(b) Wenn der Lufteinlass des Kesselofens eingestellt wird, können übermäßige Flugaschemissionen in Kraftwerken reduziert werden.
(iii) Modifikation vorhandener Ausrüstung:
Die Luftverschmutzung kann durch geeignete Änderungen an der vorhandenen Ausrüstung erheblich minimiert werden:
(a) Beispielsweise können Rauch, Kohlenmonoxid und Dämpfe reduziert werden, wenn offene Herdeöfen durch geregelte Sauerstoffgrundöfen oder Elektroöfen ersetzt werden.
(b) In Erdölraffinerien kann der Verlust von Kohlenwasserstoffdämpfen aus Lagertanks aufgrund von Verdampfung, Temperaturänderungen oder Verdrängung während der Abfüllung usw. verringert werden, indem die Lagertanks mit schwimmenden Dachabdeckungen ausgeführt werden.
(c) Die Druckbeaufschlagung der Lagertanks im obigen Fall kann ebenfalls zu ähnlichen Ergebnissen führen.
(iv) Wartung der Ausrüstung:
Eine beträchtliche Menge an Umweltverschmutzung ist auf die schlechte Wartung der Ausrüstung zurückzuführen, die Leckagen in der Nähe von Kanälen, Rohren, Ventilen und Pumpen usw. umfasst. Die Emission von Schadstoffen aufgrund von Nachlässigkeit kann durch eine routinemäßige Überprüfung der Dichtungen und Dichtungen minimiert werden.
(b) Ausrüstung zur Bekämpfung der Umweltverschmutzung:
Manchmal ist der Verschmutzungsschutz an der Quelle nicht möglich, indem die Emission von Schadstoffen verhindert wird. Dann wird es erforderlich, eine Ausrüstung zur Verschmutzungskontrolle zu installieren, um die gasförmigen Schadstoffe aus dem Hauptgasstrom zu entfernen.
Die Schadstoffe sind an der Quelle in hoher Konzentration vorhanden und werden mit zunehmendem Abstand von der Quelle durch Diffusion mit Umgebungsluft verdünnt.
Geräte zur Kontrolle der Umweltverschmutzung werden im Allgemeinen in zwei Typen eingeteilt:
(a) Kontrollvorrichtungen für Partikelverunreinigungen.
(b) Kontrollvorrichtungen für gasförmige Verunreinigungen.
In dem vorliegenden Buch werden nur die Steuereinrichtungen für partikelförmige Verunreinigungen behandelt.
Kontrollgeräte für Partikelverunreinigungen:
(1) Schwerkraftsiedlungskammer:
Zur Entfernung von Partikeln mit einer Größe von mehr als 50 µm aus verschmutzten Gasströmen werden Absetzkammern für die Schwerkraft (Abb. 5.1) eingesetzt.
Dieses Gerät besteht aus riesigen rechteckigen Kammern. Der mit Partikeln belastete Gasstrom darf von einem Ende her eintreten. Die horizontale Geschwindigkeit des Gasstroms wird niedrig gehalten (weniger als 0, 3 m / s), um ausreichend Zeit für das Absetzen der Partikel durch die Schwerkraft zu geben.
Die Partikel mit höherer Dichte gehorchen dem Stoke'schen Gesetz und setzen sich am Boden der Kammer ab, wo sie letztendlich entfernt werden. Die mehreren horizontalen Regalböden oder Tabletts verbessern die Sammeleffizienz, indem sie den Absetzweg der Partikel verkürzen.
(2) Zyklonabscheider (Umkehrströmungszyklon):
Anstelle der Schwerkraft wird die Zentrifugalkraft von Zyklonabscheidern genutzt, um die Partikel aus dem verunreinigten Gas abzuscheiden. Eine Zentrifugalkraft, die um ein Vielfaches größer ist als die Schwerkraft, kann durch einen Spinngasstrom erzeugt werden, und diese Qualität macht Zyklonabscheider bei der Entfernung von viel kleineren Partikeln effektiver, als möglicherweise durch Schwerkraftabscheidungskammern entfernt werden kann.
Ein einfacher Zyklonabscheider (Abb. 5.2) besteht aus einem Zylinder mit konischer Basis. Am Boden des Kegels befindet sich ein tangentialer Einlass, der nahe der Oberseite abläuft, und einen Auslass zum Abführen der Partikel.
Wirkmechanismus:
Das staubbeladene Gas tritt tangential ein, erhält eine Drehbewegung und erzeugt eine Zentrifugalkraft, durch die die Partikel zu den Zyklonwänden geworfen werden, während sich das Gas innerhalb des Kegels nach oben bewegt (dh der Fluss kehrt sich um und bildet einen inneren Wirbel, der den Fluss durch den Auslass verlässt ). Die Partikel gleiten die Wände des Kegels herunter und werden vom Auslass abgeführt.
(3) Gewebefilter (Baghouse-Filter):
In einem Gewebefiltersystem wird ein Strom des verunreinigten Gases durch ein Gewebe geleitet, das den partikelförmigen Schadstoff herausfiltert und das klare Gas durchlässt. Die Partikel verbleiben in Form einer dünnen Staubmatte auf der Innenseite des Beutels. Diese Staubmatte dient als Filtermedium zur weiteren Entfernung von Partikeln, wodurch die Effizienz des Filterbeutels erhöht wird, um mehr Submikron-Partikel (0, 5 um) zu sieben.
Ein typischer Filter (Abb. 5.3) ist ein schlauchförmiger Beutel, der am oberen Ende geschlossen ist und am unteren Ende einen Trichter angebracht hat, um die Partikel aufzufangen, wenn sie vom Gewebe entfernt werden. Viele solcher Taschen werden in einem Baghouse aufgehängt. Für eine effiziente Filtration und eine längere Lebensdauer müssen die Filterschläuche gelegentlich von einem mechanischen Schüttler gereinigt werden, um zu verhindern, dass sich zu viele Partikelschichten auf den Innenflächen des Beutels bilden.
(4) Elektrostatische Abscheider:
Der Elektrofilter (Abb. 5.4) arbeitet nach dem Prinzip der elektrostatischen Abscheidung, dh im beladenen Gas enthaltene elektrisch geladene Partikel werden unter dem Einfluss des elektrischen Feldes vom Gasstrom getrennt.
Ein typischer Draht- und Rohrabscheider besteht aus:
(a) Eine positiv geladene Auffangfläche (geerdet).
(b) Ein Hochspannungsentladungselektrodendraht (50 KV).
(c) Isolator zum Aufhängen des Elektrodendrahtes von oben.
(d) Ein Gewicht an der Unterseite des Elektrodendrahts, um den Draht in Position zu halten.
Wirkmechanismus:
Das verschmutzte Gas tritt von unten ein und strömt nach oben (dh zwischen dem Hochspannungsdraht und der geerdeten Auffangfläche). Die Hochspannung im Draht ionisiert das Gas. Die negativen Ionen wandern zur geerdeten Oberfläche und geben ihre negative Ladung auch an die Staubpartikel weiter. Dann werden diese negativ geladenen Staubpartikel elektrostatisch in Richtung der positiv geladenen Kollektoroberfläche gezogen, wo sie sich schließlich ablagern.
Die Auffangfläche wird mit einem Schlag oder Vibrieren versehen, um die gesammelten Staubpartikel periodisch zu entfernen, so dass die Dicke der aufgebrachten Staubschicht 6 mm nicht überschreitet, da sonst die elektrische Anziehung schwach wird und die Effizienz des elektrostatischen Abscheiders verringert wird.
Da der elektrostatische Niederschlag einen Wirkungsgrad von über 99% besitzt und bei hohen Temperaturen (600 ° C) und Druck bei geringerem Energiebedarf betrieben werden kann, ist der Betrieb im Vergleich zu anderen Geräten wirtschaftlich und einfach.
(5) Nasssammler (Wäscher):
In Nasskollektoren oder Gaswäschern werden die partikelförmigen Verunreinigungen aus dem verunreinigten Gasstrom entfernt, indem die Partikel in Flüssigkeitströpfchen eingebracht werden.
Übliche Nasswäscher sind:
(i) Sprühturm
(ii) Venturiwäscher
(iii) Zyklonwäscher
(i) Sprühturm:
Wasser wird mittels einer Sprühdüse in einen Sprühturm (Abb. 5.5.) Eingeleitet (dh es fließt Wasser nach unten). Wenn das verunreinigte Gas nach oben strömt, stoßen die vorhandenen Partikel (Größe über 10 um) mit den Wassertröpfchen zusammen, die von den Sprühdüsen nach unten gesprüht werden. Unter dem Einfluss der Schwerkraft setzen sich die die Partikel enthaltenden Flüssigkeitströpfchen am Boden des Sprühturms ab.
(ii) Venturiwäscher:
Submikronpartikel (Größe 0, 5 bis 5 µn) in Verbindung mit Rauch und Dämpfen werden durch die hocheffizienten Venturi-Wäscher sehr effektiv entfernt. Wie in Abb. 5.6 gezeigt, hat ein Venturi-Wäscher einen Venturi-förmigen Halsabschnitt. Das verschmutzte Gas strömt mit einer Geschwindigkeit von 60 bis 180 m / s durch den Hals.
Ein grober Wasserstrom wird nach oben in den Hals injiziert, wo er durch den Einfluss der hohen Gasgeschwindigkeit zerstäubt wird (dh das Wasser in Tröpfchen zerlegt). Die Flüssigkeitströpfchen kollidieren mit den Partikeln im belasteten Gasstrom.
Die Partikel werden in den Tröpfchen mitgerissen und fallen herunter, um später entfernt zu werden. Venturi-Wäscher können auch lösliche gasförmige Verunreinigungen entfernen. Aufgrund der Zerstäubung von Wasser besteht ein ordnungsgemäßer Kontakt zwischen der Flüssigkeit und dem Gas, was die Effizienz des Venturi-Wäschers erhöht (deren Energiekosten aufgrund der hohen Einlassgasgeschwindigkeit hoch sind).
Um die die Partikel enthaltenden Tröpfchen aus dem Gasstrom zu trennen, wird dieses Gas-Flüssigkeits-Gemisch im Venturi-Wäscher dann in eine Trennvorrichtung wie einen Zyklonabscheider geleitet.
(iii) Zyklonwäscher:
Die Trockenzyklonkammer kann durch Einsetzen von Hochdrucksprühdüsen an verschiedenen Stellen in der Trockenkammer in einen Nasszyklonwäscher umgewandelt werden (Abb. 5.7).
Die Hochdrucksprühdüsen erzeugen einen feinen Sprühnebel, der die kleinen Partikel im verunreinigten Gas abfängt. Die Zentrifugalkraft wirft diese Partikel gegen die Wand, von wo sie nach unten zum Boden des Wäschers geleitet werden.
(c) Diffusion von Schadstoffen in der Luft:
Die Verdünnung der Schadstoffe in der Atmosphäre ist ein weiterer Ansatz zur Bekämpfung der Luftverschmutzung. Wenn die Verschmutzungsquelle nur eine kleine Menge der Schadstoffe freisetzt, ist die Verschmutzung nicht wahrnehmbar, da diese Schadstoffe leicht in die Atmosphäre diffundieren. Wenn jedoch die Menge der Luftschadstoffe außerhalb der begrenzten Kapazität der Umgebung zum Absorbieren der Schadstoffe liegt, kommt es zu einer Verschmutzung.
Eine Verdünnung der Verunreinigungen in der Atmosphäre kann jedoch durch die Verwendung von hohen Stapeln erreicht werden, die die oberen Atmosphärenschichten durchdringen und die Verunreinigungen zerstreuen, so dass die Bodenverschmutzung stark verringert wird. Die Höhe der Stapel ist normalerweise 2 bis 2 1/2 Mal so hoch wie die nahegelegenen Gebäude.
Die Verdünnung der Schadstoffe in der Luft hängt von der Lufttemperatur, der Geschwindigkeit und der Windrichtung ab. Der Nachteil des Verfahrens besteht darin, dass es sich um eine kurzfristige Kontaktmaßnahme handelt, die in der Realität höchst unerwünschte Langzeiteffekte bewirkt.
Dies ist so, weil eine Verdünnung die Verunreinigungen nur auf Werte verdünnt, bei denen ihre schädlichen Wirkungen in der Nähe ihrer ursprünglichen Quelle weniger wahrnehmbar sind, während diese Verunreinigungen in beträchtlicher Entfernung von der Quelle schließlich in irgendeiner Form abfallen.
(d) Vegetation:
Pflanzen tragen zur Eindämmung der Luftverschmutzung bei, indem sie Kohlendioxid nutzen und bei der Photosynthese Sauerstoff freisetzen. Dies reinigt die Luft (Entfernung gasförmiger Schadstoffe - CO 2 ) für die Atmung von Mensch und Tier.
Gasförmige Schadstoffe wie Kohlenmonoxid werden von einigen Pflanzen, nämlich Coleus Blumeri, Ficus variegata und Phascolus vulgaris, fixiert. Pinus-, Quercus-, Pyrus-, Juniperus- und Vitis-Arten entlasten die Luft, indem sie Stickoxide metabolisieren. Besonders in der Umgebung von Gebieten, die als gefährdete Verschmutzungsgebiete gelten, sollten viele Bäume gepflanzt werden.
(e) Zoneneinteilung:
Diese Methode zur Bekämpfung der Luftverschmutzung kann in den Planungsphasen der Stadt angewendet werden. Die Zoneneinteilung befürwortet die Aufhebung separater Bereiche für die Industrie, sodass diese weit von den Wohngebieten entfernt sind. Die Schwerindustrie sollte nicht zu nahe beieinander liegen.
Soweit möglich sollten neue Industrien außerhalb größerer Städte aufgebaut werden (dies wird auch die zunehmende Konzentration der städtischen Bevölkerung nur in einigen größeren Städten kontrollieren) und die Standortentscheidungen großer Industrien sollten sich an der regionalen Planung orientieren. Das Gewerbegebiet von Bangalore ist in drei Zonen unterteilt: Leicht-, Mittel- und Großindustrie. In Bangalore und Delhi sind sehr große Industrien nicht erlaubt.
