1.2　大氣污染物來源

1.2.1　燃料燃燒

火力發電廠、鋼鐵廠、煉焦廠等工礦企業的燃料燃燒，各種工業窯爐的燃料燃燒以及各種民用爐灶、取暖鍋爐的燃料燃燒均向大氣排放出大量污染物。燃燒排氣中的污染物組分與能源消費結構有密切關系。發達國家能源以石油為主，大氣污染物主要是一氧化碳、二氧化硫、氮氧化物和有機化合物。我國能源以煤為主，主要大氣污染物是顆粒物和二氧化硫。

燃料燃燒的排放量與燃料的數量和組成有關，一般來說，燃料含的雜質越多，它的燃燒需氧量對應的燃燒理論空氣量就越大。

對于構成為CxHySzOw的可燃性化合物來說，燃燒方程式如下：

單位燃料所需的理論空氣量為

煤的單位燃燒理論空氣量在4～7m3/kg，液體燃料如汽油在11～12m3/kg。

燃料的燃燒還會產生大量顆粒物，人們通過顆粒物的類型將其進行了分類：飛灰、黑煙、霧、煙和粉塵。而通過顆粒物的粒徑分布，又單獨列出兩類粒徑的顆粒物作為空氣質量評價指標的一部分：細顆粒物PM2.5、可吸入顆粒物PM10，此外，還有被稱為總懸浮顆粒物的PM100，這些顆粒物有的能進入人體呼吸系統造成疾病，也可能在地面附近聚集造成視線受阻，具有廣泛危害。

1.2.2　工業生產過程

1.2.2.1　化工行業

在化工行業的生產過程中，從生產到使用、從原料成為產品，所有階段都有造成環境污染的可能，因此，在生產和使用共同作用下導致了化工污染物的產生，換句話說，不僅生產化工產品能夠導致化工污染，使用化工產品也是造成環境污染的原因。但是，通常人們所說的化工污染，多指生產過程中導致的環境污染。

生產化工產品的過程中，很多途徑都能導致污染物的產生，例如，冷卻過程產生的冷卻廢水、管道和設備的泄漏、燃燒所排放的廢氣、發生副反應的生成物、不完全反應導致出現的廢料等，如果沒有妥善處理這些物質也沒有進行回收，這將有可能造成環境的污染。使用化工產品導致的環境污染主要是因為使用不恰當，或使用過度。

化工企業產生有機廢氣的部位主要為：

①儲罐區大小儲罐日常進出料產生的呼吸尾氣；

②輸送系統-真空泵的排放口；

③反應釜固體投料口及呼吸口；

④高位槽的呼吸口；

⑤離心機及烘干機的無組織排放。

［化工行業生產舉例——生產73號紅產品］

在重氮鍋中加入450kg硫酸，少量冰，亞硝酰硫酸（40％）395kg，待溫度下降后緩慢加入鄰氰對硝基苯胺200kg，保溫4h以上，準備偶合。在偶合鍋中加入冰水3000kg稀釋重氮鹽，加10kg氨基磺酸后，緩慢滴加N-乙基N-氰乙基苯胺320kg，反應6h，過濾，打漿，水洗可得產品。

73號紅重氮化反應釜產生的氮氧化物為：1.11kg/批，同時生產的最大批數為7批，排氣時間為5h，因此按最不利原則，氮氧化物的最大排放量為：1.55kg/h。

73號紅產品生產工藝流程如圖1.2所示。

1.2.2.2　涂裝行業

涂裝行業主要是產生的揮發性有機物VOC（Volatile Organic Compounds，簡稱VOC）及顆粒粉塵的污染，一般涂裝行業均有底漆和面漆兩道工序以及打磨工序。在工件噴涂工序中，噴涂廢氣主要來自于溶劑和稀釋劑，通常在手動噴漆及自動噴漆房中揮發一部分，另一部分在烘房區域產生；顆粒粉塵主要來自于成膜物質或者打磨工序，如不進行處理，會對操作工的身心健康造成一定的影響，不利于企業的長期發展。

要想從源頭上消除或減輕噴涂廢氣的污染，首先要從涂料的選擇上考慮，采用揮發分含量低的環保涂料，特別是水性涂料，它是解決噴涂廢氣污染環境的有效措施。水性涂料是采用水溶性及水分散性樹脂及各種助劑制成，不需加入含苯稀釋劑，以水稀釋即可；污染物主要是醇類和醚類等污染相對低的有機物，對環境的影響較小，同時也利用末端對其進行處理分解。

涂裝行業產生的有機廢氣其污染物主要為甲苯、二甲苯、醋酸乙酯、醋酸丁酯、醇類及醚類等。

1.2.2.3　染整行業

染整行業中的工業油煙是工廠生產過程中使用油脂在潤滑、冷卻、清洗、飛濺過程中霧化、蒸發，產生大量的煙霧。

（1）染整過程

染整行業過程復雜，主要包括染色工程及整理加工，染色后織物的外觀及觸摸感尚不完整，為使之美化并提高其效用性，后續常用定型（一般整理）或樹脂加工（處理加工）等整理加工程序。定型是利用織物具有熱可塑性，使織物內部纖維分子因受熱疏松達到某種程度經冷卻以固定其型，而后低于此溫度的熱處理無法改變其型，可分預先施加的預定型與在最后工程施加之整理定型。

預定型是為了避免織布在精練、染色過程中發生伸縮或形變，一般所謂的定型大多指整理定型而言，是為了除掉工程中產生的歪曲或變形并防止制品因洗滌發生形變或伸縮等情況而施行的。定型所需的熱源可以是天然氣直接加熱、電力加熱、蒸汽鍋爐或熱媒油爐，目前廣泛采用的方法是吹熱風式定型。定型機由于喂布時是以針或夾固定織布而適度拉張，同時又有定型定幅的效果，所以又稱為拉烘機或者定型烘干機。實際過程中，整理定型多與樹脂加工的熱處理同時開始，一般在定型機前端設有上漿系統，使樹脂液均勻飽和地滲入織布纖維內，這樣，定型程序除了具有烘干定型拉幅的功能外，又可以通過熱處理作用促使纖維樹脂化，達到樹脂加工的各種功效。

染整行業染整定型工藝全過程見圖1.3。

（2）定型機操作特點

定型機系統構造如圖1.4所示。用熱媒油烘干時，一般常用鍋爐燃燒重油加熱后的熱媒油，通過管路輸送至熱交換器散發熱量，使空氣加熱再經鼓風裝置吹入熱氣流至定型室內，進行烘干定型，熱媒油再到鍋爐循環利用，一般熱媒油溫度比定型機操作溫度高40～60℃。

因為對處理時間、布速及溫度的考慮，定型機大多為7室或8室，也有長至10室或短至4室以下。單室長約2.5m或3m，每室設有兩臺熱風循環風機使部分熱氣流循環使用，排氣風機裝在頂部以收集各室氣體，大多僅設置一臺，各室排氣支路皆設有擋板以控制排氣風量。

樹脂定型的操作溫度及處理所需時間，因織物種類、藥劑種類及特殊性能要求等不同而有差異，染整業常見定型操作的程序分類如表1.2所示。

（3）廢氣特性分析

定型機廢氣成分復雜，常含有大量亞微米級的黏稠性顆粒，單一的常規工藝處理效率不高，需采用包括高壓靜電除塵技術在內的組合工藝，對煙氣進行深度處理，才能達到良好的凈化效果。

定型機煙氣的出口溫度一般在100～190℃。當廢氣排入大氣、溫度降至露點以下時，其中的水蒸氣冷凝成為白色水汽，高沸點的有機化合物因降溫而凝聚，形成由大量微小粒徑、黏稠性顆粒組成的淡藍色煙霧，并帶有難聞的氣味。

廢氣中的油霧顆粒，粒徑分布主要介于0.01～1.0μm，是目前定型機廢氣處理的難點和重點，在加工定型化纖品時含量較高，加工純棉織物時含量較低。氣態污染物包括醛、酮、烴、脂肪酸、醇、酯、內酯、雜環化合物、芳香族化合物等。

據調查，高溫定型機油煙廢氣的典型參數為：廢氣量12000～20000m3/h，油煙質量濃度200～700mg/m3，顆粒物質量濃度300～600mg/m3。

錦綸紡絲油煙廢氣的冷凝油狀物的化學成分及相對質量分數見表1.3。

1.2.2.4　油品存儲行業

（1）加油站

加油站在日常加油過程中油品的自然蒸發是揮發性有機物（VOC）排放的一個重要來源，油氣中所含VOC的化學活性非常高，因此其對臭氧生成的貢獻率不容忽視；而VOC物質自身具有很強的毒性，含有苯、二甲苯、乙基苯等致癌物質，油氣揮發物被吸入人體后，會對人體產生直接危害；同時，油氣遇煙火、金屬碰撞、發電機排氣管噴火等都可導致火災，由于絕大多數的加油站都位于城鎮交通要道等人群相對集中的地方，因而存在較大的潛在危險。實施油氣回收，可以從根本上解決污染，切斷危險源的存在，消除可能導致爆炸、燃燒等的安全隱患。

（2）油庫

油庫儲罐日常進出料巨大，在裝卸過程中，會有大量的油品自然蒸發；另外儲罐日常呼吸氣同樣存在大量的有機物。

1.2.3　二次污染

1.2.3.1　光化學煙霧污染

在人們的生產生活中，不僅有直接排放的污染物，還有在大氣環境中發生化學反應再次造成危害的二次污染物。二次污染物中危害最大，也最受到人們普遍重視的是光化學煙霧。光化學煙霧主要有如下類型。

（1）倫敦型煙霧

大氣中未燃燒的煤塵、SO2，與空氣中的水蒸氣混合并發生化學反應所形成的煙霧，也稱為硫酸煙霧。

（2）洛杉磯型煙霧

汽車、工廠等排入大氣中的氮氧化物或烴類化合物，經光化學作用所形成的煙霧，也稱為光化學煙霧。

（3）工業型光化學煙霧

在我國蘭州西固地區，氮肥廠排放的NOx、煉油廠排放的烴類化合物，經光化學作用所形成的光化學煙霧。

1.2.3.2　污水處理站惡臭

污水處理站在進行廢水處理過程中，在微生物氧化分解過程中，含硫/氮等有機物也會產生二次污染物，其二次污染物閾值較低，在常溫下均會散發出陣陣的惡臭，感觀效應差。

污水處理廠的進水提升泵房產生的主要臭氣為硫化氫，初沉淀池污泥厭氧消化過程中產生的臭氣以硫化氫及其他含硫氣體為主，污泥消化穩定過程中會產生氨氣和其他易揮發物質。垃圾堆肥過程中會產生氨氣、胺、硫化物、脂肪酸、芳香族和二甲基硫等臭氣。好氧化及污泥風干過程可能產生少量的硫化氫，但主要有硫醇和二甲基硫氣體產生。主要惡臭物質如下。

（1）氨氣

氨氣在污水中的濃度通常不高，主要由污水中的固體顆粒經過厭氧消化和好氧消化而產生。

（2）硫醇

硫醇和其他含硫的污水氣態化合物（如甲基二硫化物、二甲基二硫化物）由于在低濃度極限時也可以產生強烈的惡臭，而成為污水處理廠惡臭控制的難點。這些含硫氣態化合物和硫化氫產生的途徑相同，且存在于同樣的廢氣中。

（3）VFAs（揮發性脂肪酸）

VFAs是有機物在缺氧或厭氧條件下分解產生的，包括丁酸（臭鼬味）、乙酸（醋）和丙酸。它們的特點是惡臭閾值低，強度大、VFAs是由污泥和污水的分解產生的。在整個處理廠內，只要是氧氣濃度低或為零且pH值相對較低的地方，都可能產生VFAs。

（4）VOCs（揮發性有機化合物）

VOCs包括一系列合成和自然生成的有機化合物，有些是惡臭的，有些是氣態有毒物。它們大多數來自工業污染源，且通常是不能進行生物降解的。污水處理工藝中攪動的地方可以揮發出VOCs。

常見惡臭物質官能團見表1.4。