環(huán)境工程中大氣污染處理的認(rèn)識(shí)與思考

周志芹

（濰坊市生態(tài)環(huán)境局濱海分局，山東 濰坊 261108）

隨著城市建設(shè)發(fā)展進(jìn)程的不斷加快，環(huán)境工程質(zhì)量也受到了人們更多的關(guān)注，尤其是大氣污染問(wèn)題，嚴(yán)重阻礙了經(jīng)濟(jì)建設(shè)和區(qū)域性生態(tài)建設(shè)。因此，需要結(jié)合環(huán)境工程管理規(guī)范，進(jìn)一步落實(shí)科學(xué)可控的大氣污染處理方案，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益和諧統(tǒng)一的目標(biāo)。

1 大氣污染產(chǎn)生的危害

大氣污染會(huì)產(chǎn)生以下危害：第一，大氣污染會(huì)引起嚴(yán)重的臭氧層破壞，對(duì)于地球生物而言，臭氧層是地球外圍大氣中臭氧含量較高的圈層，能對(duì)地球進(jìn)行保護(hù)，避免太陽(yáng)紫外線過(guò)度照射地球?qū)θ梭w免疫功能產(chǎn)生影響。因此，大氣污染對(duì)臭氧層形成的不良作用，無(wú)疑會(huì)直接危害人類的生存環(huán)境。第二，大氣污染問(wèn)題如果得不到有效處理，就會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生影響，大氣環(huán)境的異常往往會(huì)引發(fā)酸雨等惡劣現(xiàn)象，因而影響地球上土壤的質(zhì)量，長(zhǎng)此以往就會(huì)破壞整個(gè)地球的生態(tài)平衡。第三，大氣污染最直接的危害就是對(duì)人體健康產(chǎn)生影響，一旦大氣環(huán)境受到污染和不良作用，就會(huì)破壞人體的呼吸系統(tǒng)平衡，誘發(fā)大量呼吸道疾病。

2 大氣污染產(chǎn)生的原因

要想進(jìn)一步提升大氣污染治理水平，就要著重分析和評(píng)估大氣污染產(chǎn)生的原因，從而確保相應(yīng)的分析過(guò)程更加合理和規(guī)范，并科學(xué)落實(shí)管理辦法，減少大氣污染造成的不良影響。

2.1 燃燒造成的大氣污染

2.1.1 燃燒產(chǎn)生硫氧化物

由于煤炭等燃料中含有大量硫元素及硫化物等，并且這些物質(zhì)具有一定的可燃性，在燃燒過(guò)程中會(huì)生成二氧化硫，僅有1%到5%被氧化為三氧化硫，所以，在大氣污染處理工作中，主要是針對(duì)二氧化硫進(jìn)行處理[1]。

2.1.2 燃燒產(chǎn)生氮氧化物

燃燒時(shí)產(chǎn)生的氮氧化物較為常見(jiàn)的主要分為燃料型、熱力型以及瞬時(shí)型。燃料型是化石燃料中的氮，平均含氮量在0.65%左右，多數(shù)的煤含氮量約為1%到2%。實(shí)際研究發(fā)現(xiàn)，燃料中的20%～80%的氮都會(huì)轉(zhuǎn)化為氮氧化物；熱力型氮氧化物，滿足Zeldovich模型，溫度對(duì)熱力型氮氧化物的生成具有決定性作用，溫度在1273 K以下時(shí)生成量較小，一旦超過(guò)1373 K，就達(dá)到了生成氮氧化物的主要時(shí)機(jī)；瞬時(shí)型是指燃料中的HC在溫度較高的情況下會(huì)產(chǎn)生烴類物質(zhì)，與空氣中的氮?dú)庠匕l(fā)生反應(yīng)，就會(huì)形成CN等物質(zhì)，然后氧化生成氮氧化物，一般在內(nèi)燃機(jī)燃燒過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生這種物質(zhì)。

2.1.3 燃燒過(guò)程產(chǎn)生的顆粒污染物

顆粒污染物的形成主要是指氣體燃料燃燒過(guò)程中形成的碳粒子，較為常見(jiàn)的就是積碳。

2.2 機(jī)動(dòng)車污染

隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，我國(guó)汽車數(shù)量在不斷增多，其保有量更是呈現(xiàn)出連年增高的趨勢(shì)，而在汽車行駛過(guò)程中，汽車單車排放因子數(shù)較高，加之污染物排放量大，就會(huì)增加城市大氣污染程度，使得城市大氣環(huán)境受到嚴(yán)重影響。

2.2.1 汽油車污染

在汽油車應(yīng)用過(guò)程中，其發(fā)動(dòng)機(jī)利用進(jìn)氣、壓縮、燃燒、排氣的方式完成沖程工作。在發(fā)動(dòng)機(jī)推動(dòng)活塞的同時(shí)，借助連桿、曲軸柄帶動(dòng)曲軸旋轉(zhuǎn)，就能完成功率的輸出，并驅(qū)動(dòng)汽車輪胎運(yùn)動(dòng)。依據(jù)2020年對(duì)汽車排氣量的調(diào)研數(shù)據(jù)可知，汽油車排入大氣的廢氣主要包括：排氣管排氣，其主要成分是HC、CO以及氮氧化物等，占比較高；曲軸箱漏氣，主要成分就是未燃盡的HC，在控制曲軸箱排放的過(guò)程中，沒(méi)有進(jìn)行合理調(diào)節(jié)，使排放量增加，占整車HC總排放量的25%左右[2]；燃料蒸發(fā)，主要是指HC，是在無(wú)控制狀態(tài)下的燃料蒸發(fā)，其占比為10%到20%。

2.2.2 柴油車污染

在柴油車的運(yùn)行過(guò)程中，要經(jīng)歷進(jìn)氣、壓縮、燃燒和排氣的工作循環(huán)過(guò)程，吸入柴油氣缸的空氣在活塞運(yùn)動(dòng)下受到高溫環(huán)境的影響形成壓縮，當(dāng)溫度達(dá)到500～800 ℃時(shí)，燃油就會(huì)呈現(xiàn)出霧狀直接噴入高溫空氣環(huán)境中，形成可燃混合氣，以此完成燃燒。在柴油機(jī)運(yùn)行過(guò)程中，一氧化碳排放量約為總排放量的0.05%～0.35%，HC、氮氧化物等排放量相較于汽油車要有所降低，但是也會(huì)對(duì)空氣產(chǎn)生影響，尤其是柴油機(jī)燃燒過(guò)程中形成的碳煙含量較大，達(dá)到0.10～0.30 g/m3[3]。

3 基于環(huán)境工程要求的大氣污染處理路徑

3.1 優(yōu)化生成控制

3.1.1 硫氧化物的控制

3.1.1.1 燃料脫硫

依據(jù)具體的技術(shù)應(yīng)用原理對(duì)燃料脫硫進(jìn)行分析，主要分為物理脫硫、化學(xué)脫硫以及生物脫硫，要結(jié)合實(shí)際情況和需求開(kāi)展具體工作。首先，物理脫硫是結(jié)合煤炭等燃料與基體的物理化學(xué)性質(zhì)脫除煤炭中的無(wú)機(jī)硫。這種處理方式的操作工藝較為簡(jiǎn)單，因此僅能實(shí)現(xiàn)無(wú)機(jī)硫的脫除，而且脫除率較低。其次，化學(xué)脫硫主要是借助氧化劑將硫元素氧化，或借助硫置換的方式完成脫硫。化學(xué)脫硫要在高溫和高壓環(huán)境中配合氧化劑作用脫除多數(shù)有機(jī)硫，但卻存在能耗較大且所用設(shè)備復(fù)雜的特點(diǎn)。最后，微生物脫硫處理主要是借助微生物的選擇性，去除煤等燃料中的硫元素，實(shí)現(xiàn)脫硫目的。這種方式最大的特點(diǎn)就是能耗較小且不會(huì)對(duì)環(huán)境造成影響。另外，要對(duì)重油進(jìn)行脫硫處理，較為常見(jiàn)的就是直接法加氫脫硫和間接法加氫脫硫。一方面，直接法加氫脫硫是在常壓精餾殘油中應(yīng)用脫硫設(shè)備，配合催化劑的作用就能實(shí)現(xiàn)碳硫鍵的斷裂處理，并利用氫元素替代，形成硫化氫，這種脫硫方式能夠完成75%以上硫元素的處理[4]。另一方面，間接法加氫脫硫是針對(duì)常壓殘油利用減壓蒸餾的方式，分離瀝青和金屬含量較少的輕油及含量較多的殘油，在進(jìn)行脫硫作業(yè)后將脫硫油和減壓殘油進(jìn)行合并，獲得含硫量為2.0%～2.6%的基本產(chǎn)品。

3.1.1.2 煤炭轉(zhuǎn)換

煤炭轉(zhuǎn)換主要是應(yīng)用化學(xué)轉(zhuǎn)換的思想完成相應(yīng)作業(yè)，以保證燃燒過(guò)程中硫氧化物的控制工作順利展開(kāi)。煤的氣化處理是將煤炭作為原料，借助空氣、氧氣、二氧化碳以及水蒸氣等提高煤氣熱值。煤的液化處理主要是利用化學(xué)加工處理的方法將固態(tài)煤炭轉(zhuǎn)變?yōu)橐后w產(chǎn)品，從而降低其對(duì)大氣的污染率[5]。

3.1.1.3 燃燒固硫

燃燒固硫主要是借助石灰石的脫硫反應(yīng)完成相應(yīng)的處理，在添加固硫劑的過(guò)程中，要采用摻入燃料和型煤固硫、爐膛噴入等方式。例如，爐膛噴入固硫劑時(shí)，是在煤粉中摻入固定量的石灰石，通過(guò)燃燒過(guò)程脫除燃料中的硫元素。

3.1.2 氮氧化物的控制

控制氮氧化物的方式主要有兩種：第一種是煙氣再循環(huán)處理機(jī)制，是將部分鍋爐排煙和燃燒用空氣進(jìn)行混合，直接輸送到爐內(nèi)。由于循環(huán)氣體直接被輸送到燃燒區(qū)，此時(shí)爐內(nèi)的溫度水平和氧氣濃度有限，降低了一氧化氮等氮氧化物的生成量，避免氮氧化物對(duì)環(huán)境造成的影響，而且這種處理方式對(duì)熱力型氮氧化物的去除效率較高。第二種是二段燃燒處理機(jī)制。供給的一段空氣一般是理論空氣量的85%～90%，當(dāng)燃燒區(qū)的溫度降低后，氧氣量也會(huì)出現(xiàn)不足的問(wèn)題，此時(shí)，氮氧化物的生成量會(huì)大幅降低。供給的二段空氣是理論空氣量的10%～15%，氧氣被消耗殆盡，再加上溫度較低，就能大大抑制氮氧化物的生成。

3.1.3 其他燃燒生成物的控制

工作人員要結(jié)合實(shí)際管理要求和控制辦法，積極整合具體的燃燒流程，保證控制工作的順利展開(kāi)。對(duì)于煤不完全燃燒形成的燃煤粉塵，要從燃料性質(zhì)、燃料燃燒過(guò)程的組織形態(tài)、燃燒方式等方面予以優(yōu)化，并有效整合具體的操作過(guò)程，維持燃燒的完全性，從而更好地提升燃燒效果，避免污染物的形成。比如對(duì)燃燒中CO的控制，CO主要是燃料燃燒的中間產(chǎn)物，要想對(duì)其進(jìn)行合理化控制，就要有效實(shí)現(xiàn)其完全氧化生成二氧化碳的效果[6]。除此之外，也要對(duì)有機(jī)污染物進(jìn)行綜合管理，及時(shí)處理燃料不完全燃燒形成的碳?xì)浠衔锏龋?yōu)化燃燒控制方案，保證燃料燃盡率得到提升。

3.2 機(jī)動(dòng)車污染的控制措施

為了全面提升環(huán)境工程中大氣污染的管控水平，相關(guān)部門(mén)應(yīng)積極整合具體的管理辦法和管理內(nèi)容，踐行全過(guò)程質(zhì)量監(jiān)督管理機(jī)制，從汽車燃燒管理的角度出發(fā)，提高管理相關(guān)問(wèn)題的實(shí)效性，減少其對(duì)環(huán)境造成的污染。

3.2.1 汽油車的污染控制

目前，市面上汽油車的占比依然很大，盡管已經(jīng)推進(jìn)環(huán)保節(jié)能車的應(yīng)用，但是多數(shù)消費(fèi)者還是更側(cè)重于應(yīng)用汽油車，因此，對(duì)汽油車的實(shí)時(shí)性環(huán)保監(jiān)管非常關(guān)鍵，相關(guān)部門(mén)要著重落實(shí)大氣污染監(jiān)督管控原則，在確保具體問(wèn)題具體分析的同時(shí)，提高監(jiān)控水平[7]。

3.2.1.1 減少污染排放

為了減少機(jī)動(dòng)車造成的污染，汽車生產(chǎn)企業(yè)需要采取以下措施：第一，要積極改進(jìn)汽油車的點(diǎn)火系統(tǒng)，提高發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒水平，從而減少汽車運(yùn)行過(guò)程以及點(diǎn)火過(guò)程中HC的排放量，著重避免其對(duì)大氣產(chǎn)生污染。第二，要對(duì)汽油車的噴射過(guò)程予以改良，最大程度地提高發(fā)動(dòng)機(jī)的應(yīng)用效能，并配合性能檢測(cè)分析模式，在保證混合氣體完全燃燒的同時(shí)，大幅度降低排氣中一氧化碳和HC等有害氣體的產(chǎn)生率。第三，要積極落實(shí)廢氣再循環(huán)處理機(jī)制，有效降低最高燃燒溫度，避免氮氧化物生成后對(duì)大氣造成污染。

3.2.1.2 完善尾氣處理系統(tǒng)

為了減少機(jī)動(dòng)車尾氣，相關(guān)企業(yè)需要結(jié)合環(huán)境工程的標(biāo)準(zhǔn)化要求和控制規(guī)范，積極提升汽油車的管理水平，不僅要強(qiáng)化排放管理的水準(zhǔn)，也要升級(jí)汽油車尾氣處理系統(tǒng)，從而更好地減少尾氣對(duì)大氣造成的污染[8]。首先，要對(duì)排氣管進(jìn)行集中改良。結(jié)合汽車的應(yīng)用要求和規(guī)范，借助廢棄熱量處理方式，保證混合氣體能夠?qū)崿F(xiàn)進(jìn)一步氣化，為HC一級(jí)一氧化碳再循環(huán)提供良好的熱源。其次，要升級(jí)二次空氣噴射系統(tǒng)，確保高溫環(huán)境中能實(shí)現(xiàn)HC或一氧化碳的再次燃燒。最后，要配合汽車安裝的實(shí)際情況設(shè)置催化反應(yīng)器，以有效去除尾氣。除此之外，還要對(duì)曲軸箱予以封閉處理，并配合防熱隔熱措施，有效減少油箱和化油器出現(xiàn)汽油蒸發(fā)的現(xiàn)象。與此同時(shí)，配合“吸附-再生”回收處理機(jī)制，有效完成汽油蒸汽的回收處理。

3.2.2 柴油機(jī)的污染控制

相較于汽油機(jī)，柴油機(jī)污染控制的主要對(duì)象就是微粒的排放和氮氧化物的排放，并且，柴油本身具有粘度較大、不易蒸發(fā)的特點(diǎn)，所以無(wú)需考慮軸箱泄漏或者是燃油蒸發(fā)排放等問(wèn)題。

3.2.2.1 改進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)

第一，要整合具體的管理辦法和管理機(jī)制，建立廢氣再循環(huán)處理模式，更好地降低熱力型氮氧化物的生成，維持綜合管理水平，并確保相應(yīng)處理技術(shù)和控制效果更加優(yōu)化。

第二，要對(duì)供油系統(tǒng)進(jìn)行改良，在強(qiáng)化霧化水平的同時(shí)，積極改善燃燒過(guò)程中氮氧化物的排放，確保發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行中不會(huì)對(duì)大氣造成嚴(yán)重的污染現(xiàn)象。

第三，要結(jié)合實(shí)際技術(shù)要求和規(guī)范，增設(shè)增壓和中冷技術(shù)模式，保證進(jìn)氣溫度能夠降低，從而有效避免氮氧化物的過(guò)度排放。

第四，要積極推進(jìn)電控柴油噴油技術(shù)，利用計(jì)算機(jī)處理技術(shù)進(jìn)行精準(zhǔn)控制，有效避免噴油過(guò)多造成的影響，確保噴油參數(shù)得到有效管理，顯著改良柴油機(jī)的經(jīng)濟(jì)性能和排放性能，并維持良好的控制水平[9]。

3.2.2.2 排氣控制

要借助過(guò)濾補(bǔ)集處理方式和催化轉(zhuǎn)化處理方式完成相關(guān)工作，有效提升實(shí)時(shí)性監(jiān)督管理的水平，以維持柴油車污染控制的實(shí)效性。首先，利用過(guò)濾器、收集器等進(jìn)行補(bǔ)集處理，并配合清掃機(jī)制以及燃燒方式，有效發(fā)揮補(bǔ)集操作的實(shí)效性，減少污染物對(duì)環(huán)境造成的影響，提高環(huán)境工程中大氣污染處理水平。其次，利用催化轉(zhuǎn)化處理方式，該方式主要是借助氧化型催化轉(zhuǎn)化器或氮氧化物還原催化氧化器實(shí)現(xiàn)對(duì)排氣的控制，確保一氧化氮、HC以及氮氧化物的去除效率滿足預(yù)期。除此之外，還要積極推廣新型動(dòng)力車，并結(jié)合市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展動(dòng)態(tài)和環(huán)保要求，發(fā)揮新型動(dòng)力車的實(shí)效性價(jià)值，形成既環(huán)保又節(jié)能的車輛運(yùn)行管理體系。由于新型動(dòng)力車本身不會(huì)排放污染大氣的有害氣體，且能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)電力能源的處理控制，還可以利用晚間用電低谷時(shí)富余的電力完成充電，因而可以更好地提升經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保效益[10]。

3.3 強(qiáng)化管控力度

在環(huán)境工程管理控制工作中，相關(guān)部門(mén)要結(jié)合市場(chǎng)的實(shí)際需求和大氣污染治理的基本理念，提高管理水平，并轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)管理思維，積極強(qiáng)化新型管控模式，確保從源頭提升污染控制水準(zhǔn)，減少環(huán)境惡化造成的不良影響。第一，相關(guān)部門(mén)要強(qiáng)化監(jiān)管控制水平，將大氣污染管理控制要求和城市發(fā)展規(guī)劃、經(jīng)濟(jì)發(fā)展動(dòng)態(tài)相結(jié)合，建立更加符合城市轉(zhuǎn)型升級(jí)的管理制度，并且要嚴(yán)格落實(shí)相應(yīng)的管理措施，將相應(yīng)工作細(xì)則落實(shí)到各行各業(yè)，以形成協(xié)同環(huán)保管理的模式。第二，要制定相應(yīng)的法律法規(guī)，對(duì)不良現(xiàn)象和問(wèn)題進(jìn)行懲處，確保提高環(huán)境污染成本，從而降低環(huán)境污染的危害程度。第三，要切實(shí)觀測(cè)和控制大氣質(zhì)量，利用科學(xué)化的處理技術(shù)排查超標(biāo)污染物，并且要及時(shí)關(guān)注新型危害污染物，踐行全過(guò)程監(jiān)管控制的管理方案，提高相應(yīng)措施和管理辦法的合理性、科學(xué)性以及規(guī)范性，從根本上解決大氣污染問(wèn)題。

第四，要充分發(fā)揮新媒體的價(jià)值，向全社會(huì)宣傳大氣污染處理工作的重要性，利用多元化平臺(tái)宣傳和維護(hù)大氣污染控制工作的內(nèi)容，并落實(shí)針對(duì)性的管理辦法，引導(dǎo)民眾形成良好的管理意識(shí)，共同促進(jìn)管理控制工作的順利展開(kāi)[11]。

4 結(jié)語(yǔ)

總之，環(huán)境工程中大氣污染處理工作非常關(guān)鍵，相關(guān)部門(mén)要積極整合具體的管理機(jī)制，針對(duì)汽油車、柴油車等污染問(wèn)題予以嚴(yán)格監(jiān)督和管理，并著重控制燃燒中產(chǎn)生的污染氣體，建立規(guī)范化大氣污染治理?xiàng)l例，引導(dǎo)民眾形成良好的認(rèn)知模式，從而使企業(yè)更好地履行環(huán)保行為，為城市環(huán)境工程的可持續(xù)健康發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。