5 metodi efficaci per controllare l'inquinamento atmosferico (spiegato con lo schema)

Alcuni dei metodi efficaci per controllare l'inquinamento atmosferico sono i seguenti: (a) Metodi di correzione della fonte (b) Apparecchiature di controllo dell'inquinamento (c) Diffusione di sostanze inquinanti nell'aria (d) Vegetazione (e) Zonizzazione.

(a) Metodi di correzione dell'origine:

Le industrie danno un contributo importante alla causa dell'inquinamento atmosferico. La formazione di inquinanti può essere prevenuta e la loro emissione può essere ridotta al minimo alla fonte stessa.

Analizzando attentamente le prime fasi della progettazione e dello sviluppo dei processi industriali, ad esempio, è possibile selezionare quei metodi che hanno un potenziale minimo di inquinamento atmosferico per realizzare il controllo dell'inquinamento dell'aria alla fonte stessa.

Questi metodi di correzione della fonte sono:

(i) Sostituzione delle materie prime:

Se l'uso di una particolare materia prima causa inquinamento atmosferico, allora dovrebbe essere sostituito da un'altra materia prima di grado più puro che riduce la formazione di sostanze inquinanti. Così,

a) Il combustibile a basso tenore di zolfo che ha un minore potenziale di inquinamento può essere utilizzato come alternativa agli alti combustibili di zolfo e,

(b) È possibile utilizzare un gas di petrolio liquido (GPL) comparativamente più raffinato o un gas naturale liquefatto (LNG) al posto dei tradizionali combustibili ad alta contaminazione come il carbone.

(ii) Modifica del processo:

Il processo esistente può essere modificato utilizzando tecniche modificate per controllare l'emissione alla fonte. Per esempio,

(a) Se il carbone viene lavato prima della polverizzazione, le emissioni di cenere volatile vengono considerevolmente ridotte.

(b) Se si regola la presa d'aria del forno della caldaia, si possono ridurre le emissioni di ceneri volanti in eccesso nelle centrali elettriche.

(iii) Modifica dell'attrezzatura esistente:

L'inquinamento atmosferico può essere considerevolmente ridotto apportando opportune modifiche alle attrezzature esistenti:

(a) Ad esempio, fumo, monossido di carbonio e fumi possono essere ridotti se i forni a focolare aperto vengono sostituiti con fornaci ad ossigeno controllato di base o forni elettrici.

(b) Nelle raffinerie di petrolio, la perdita di vapori di idrocarburi dai serbatoi di stoccaggio a causa dell'evaporazione, i cambiamenti di temperatura o lo spostamento durante il riempimento ecc. possono essere ridotti progettando i serbatoi di stoccaggio con coperture per tetti galleggianti.

(iv) Manutenzione delle attrezzature:

Una quantità apprezzabile di inquinamento è causata da una scarsa manutenzione dell'apparecchiatura che include la perdita intorno a condotti, tubi, valvole e pompe ecc. L'emissione di inquinanti dovuti a negligenza può essere ridotta al minimo mediante un controllo periodico delle guarnizioni e delle guarnizioni.

(b) Apparecchiature per il controllo dell'inquinamento:

A volte il controllo dell'inquinamento alla fonte non è possibile impedendo l'emissione di sostanze inquinanti. Quindi diventa necessario installare apparecchiature di controllo dell'inquinamento per rimuovere gli inquinanti gassosi dalla corrente principale del gas.

Gli inquinanti sono presenti in alta concentrazione alla fonte e man mano che la loro distanza dalla sorgente aumenta, si diluiscono diffondendosi con l'aria ambientale.

Le apparecchiature di controllo dell'inquinamento sono generalmente classificate in due tipi:

(a) Dispositivi di controllo per agenti contaminanti particolati.

(b) Dispositivi di controllo per contaminanti gassosi.

Nel presente libro vengono trattati solo i dispositivi di controllo per i contaminanti particolati.

Dispositivi di controllo per contaminanti particolati:

(1) Camera di sedimentazione gravitazionale:

Per la rimozione di particelle di dimensioni superiori a 50 μm da flussi di gas inquinati, vengono utilizzate le camere di sedimentazione gravitazionale (Fig 5.1).

Questo dispositivo è costituito da enormi camere rettangolari. La corrente di gas inquinata da particolato può entrare da un'estremità. La velocità orizzontale della corrente gassosa è mantenuta bassa (meno di 0, 3 m / s) in modo da dare un tempo sufficiente affinché le particelle si depositino per gravità.

I particolati a densità più elevata obbediscono alla legge di Stoke e si depositano sul fondo della camera da dove vengono rimossi alla fine. I numerosi ripiani o vassoi orizzontali migliorano l'efficienza della raccolta accorciando il percorso di sedimentazione delle particelle.

(2) Separatori a ciclone (ciclone a flusso inverso):

Invece della forza gravitazionale, la forza centrifuga viene utilizzata dai separatori a ciclone per separare il particolato dal gas inquinato. La forza centrifuga, molte volte maggiore della forza gravitazionale, può essere generata da una corrente di gas rotante e questa qualità rende i separatori a ciclone più efficaci nella rimozione di particelle molto più piccole di quelle che potrebbero essere rimosse dalle camere di sedimentazione gravitazionale.

Un semplice separatore a ciclone (Fig. 5.2) è costituito da un cilindro con una base conica. Alla base del cono è presente un scarico tangenziale in ingresso vicino alla sommità e un'uscita per lo scarico del particolato.

Meccanismo di azione:

Il gas carico di polvere entra tangenzialmente, riceve un movimento rotatorio e genera una forza centrifuga grazie alla quale i particolati vengono proiettati sulle pareti del ciclone quando il gas si muove verso l'alto all'interno del cono (cioè il flusso si inverte per formare un vortice interno che lascia fluire attraverso l'uscita ). Il particolato scivola lungo le pareti del cono e viene scaricato dalla presa.

(3) Filtri di tessuto (filtri a maniche):

In un sistema di filtraggio del tessuto, una corrente del gas inquinato viene fatta passare attraverso un tessuto che filtra l'inquinante particolato e consente al gas trasparente di passare attraverso. Il particolato è lasciato sotto forma di un sottile tappeto di polvere sull'interno della borsa. Questo tappeto di polvere agisce come un mezzo filtrante per un'ulteriore rimozione di particolato aumentando l'efficienza del sacchetto filtro per setacciare più particelle submicroniche (0, 5 μm).

Un filtro tipico (Fig. 5.3) è un sacchetto tubolare che è chiuso all'estremità superiore e ha una tramoggia attaccata all'estremità inferiore per raccogliere le particelle quando vengono spostate dal tessuto. Molte di queste borse sono appese in una borsa. Per una filtrazione efficiente e una maggiore durata, i sacchetti filtro devono essere puliti occasionalmente da uno scuotitore meccanico per evitare che troppi strati di particolato si accumulino sulle superfici interne della borsa.

(4) Precipitatori elettrostatici:

Il precipitatore elettrostatico (Fig. 5.4) funziona secondo il principio della precipitazione elettrostatica, cioè le particelle caricate elettricamente presenti nel gas inquinato sono separate dalla corrente di gas sotto l'influenza del campo elettrico.

Un tipico precipitatore per cavi e condutture è costituito da:

(a) Una superficie di raccolta caricata positivamente (messa a terra).

(b) Un filo per elettrodo di scarica ad alta tensione (50 KV).

(d) Un peso nella parte inferiore del filo dell'elettrodo per mantenere il filo in posizione.

Meccanismo di azione:

Il gas inquinato entra dal basso, scorre verso l'alto (cioè tra il filo ad alta tensione e la superficie di raccolta messa a terra). L'alta tensione nel filo ionizza il gas. Gli ioni negativi migrano verso la superficie a terra e trasmettono anche la loro carica negativa alle particelle di polvere. Quindi queste particelle di polvere caricate negativamente vengono aspirate elettrostaticamente verso la superficie del collettore caricata positivamente, dove vengono infine depositate.

La superficie di raccolta viene rappresa o vibrata per rimuovere periodicamente le particelle di polvere raccolte in modo che lo spessore dello strato di polvere depositato non superi 6 mm, altrimenti l'attrazione elettrica diventa debole e l'efficienza del precipitatore elettrostatico si riduce.

Poiché la precipitazione elettrostatica ha un'efficienza del 99% e può essere utilizzata a temperature elevate (600 ° C) e pressione a un fabbisogno energetico inferiore, è economica e semplice da utilizzare rispetto ad altri dispositivi.

(5) Wet Collectors (Scrubbers):

Nei collettori o depuratori umidi, i contaminanti particolato vengono rimossi dalla corrente di gas inquinata incorporando il particolato in goccioline liquide.

Scrubbers bagnati comuni sono:

(i) Torre di spruzzatura

(ii) Scrubber Venturi

(iii) Scrubber Cyclone

(i) Torre di spruzzatura:

L'acqua viene introdotta in una torre di spruzzatura (Fig. 5.5.) Per mezzo di un ugello di spruzzatura (cioè c'è un flusso di acqua verso il basso). Quando il gas inquinato fluisce verso l'alto, le particelle (dimensioni superiori a 10 μm) presenti si scontrano con le goccioline d'acqua che vengono spruzzate verso il basso dagli ugelli. Sotto l'influenza della forza gravitazionale, le goccioline liquide contenenti i particolati si depositano sul fondo della torre di spruzzatura.

(ii) Scrubber Venturi:

I particolati submicronici (dimensioni da 0, 5 a 5 μn) associati a fumo e fumi sono rimossi in modo molto efficace dagli scrubber Venturi altamente efficienti. Come mostrato nella figura 5.6, uno Scrubber Venturi ha una sezione della gola a forma di Venturi. Il gas inquinato passa attraverso la gola alla velocità di 60-180 m / sec.

Una corrente d'acqua grossolana viene iniettata verso l'alto nella gola dove viene atomizzata (cioè rompe l'acqua in goccioline) a causa dell'impatto dell'alta velocità del gas. Le goccioline liquide si scontrano con il particolato nella corrente di gas inquinata.

Le particelle vengono intrappolate nelle goccioline e cadono per essere rimosse in seguito. Venturi Scrubbers può anche rimuovere contaminanti gassosi solubili. A causa della nebulizzazione dell'acqua vi è un contatto corretto tra il liquido e il gas aumentando l'efficienza dello scrubber Venturi (il loro costo di alimentazione è elevato a causa dell'elevata velocità del gas in ingresso).

Per separare le goccioline che trasportano il particolato dalla corrente gassosa, questa miscela gas-liquido nell'impianto di lavaggio Venturi viene quindi diretta in un dispositivo di separazione come un separatore a ciclone.

(iii) Scrubber Cyclone:

La camera a ciclone secco può essere convertita in un impianto di lavaggio a ciclone bagnato inserendo ugelli di spruzzatura ad alta pressione in vari punti all'interno della camera asciutta (Fig. 5.7).

Gli ugelli spruzzatori ad alta pressione generano uno spruzzo fine che intercetta le piccole particelle nel gas inquinato. La forza centrifuga getta queste particelle verso la parete da dove sono drenate verso il basso fino alla base del lavatore.

(c) Diffusione di inquinanti nell'aria:

La diluizione dei contaminanti nell'atmosfera è un altro approccio al controllo dell'inquinamento atmosferico. Se la fonte di inquinamento rilascia solo una piccola quantità di contaminanti, l'inquinamento non si nota perché questi inquinanti si diffondono facilmente nell'atmosfera, ma se la quantità di contaminanti dell'aria è al di là della limitata capacità dell'ambiente di assorbire i contaminanti, si genera inquinamento.

Tuttavia, la diluizione dei contaminanti nell'atmosfera può essere ottenuta mediante l'uso di pile alte che penetrano negli strati atmosferici superiori e disperdono i contaminanti in modo che l'inquinamento del livello del suolo sia notevolmente ridotto. L'altezza delle pile è solitamente mantenuta da 2 a 2 _1/2 volte l'altezza delle strutture vicine.

La diluizione degli inquinanti nell'aria dipende dalla temperatura atmosferica, dalla velocità e dalla direzione del vento. Lo svantaggio del metodo è che si tratta di una misura di contatto a breve termine che in realtà causa effetti indesiderati a lungo raggio.

Questo perché la diluizione diluisce solo i contaminanti a livelli ai quali i loro effetti dannosi sono meno evidenti vicino alla loro fonte originale mentre a una distanza considerevole dalla fonte questi stessi contaminanti finiscono per cadere in una forma o nell'altra.

(d) Vegetazione:

Le piante contribuiscono a controllare l'inquinamento atmosferico utilizzando anidride carbonica e rilasciando ossigeno nel processo di fotosintesi. Questo purifica l'aria (rimozione di inquinanti gassosi-CO ₂ ) per la respirazione di uomini e animali.

Gli inquinanti gassosi come il monossido di carbonio sono fissati da alcune piante, cioè Coleus Blumeri, Ficus variegata e Phascolus Vulgaris. Specie di Pinus, Quercus, Pyrus, Juniperus e Vitis depolverano l'aria metabolizzando gli ossidi di azoto. Un sacco di alberi dovrebbero essere piantati soprattutto intorno a quelle aree che sono dichiarate come zone ad alto rischio di inquinamento.

(e) Zonizzazione:

Questo metodo di controllo dell'inquinamento atmosferico può essere adottato nelle fasi di pianificazione della città. La zonizzazione promuove l'accantonamento di aree separate per le industrie in modo che siano molto lontane dalle zone residenziali. Le industrie pesanti non dovrebbero essere collocate troppo vicine l'una all'altra.

Le nuove industrie, per quanto possibile, dovrebbero essere stabilite lontano dalle grandi città (ciò manterrà anche un controllo sull'aumento della concentrazione della popolazione urbana solo in alcune grandi città) e le decisioni locali delle grandi industrie dovrebbero essere guidate dalla pianificazione regionale. La zona industriale di Bangalore è divisa in tre zone: industria leggera, media e grande. A Bangalore e Delhi non sono consentite industrie molto grandi.