वायु प्रदूषण की रोकथाम और नियंत्रण
सदियों से मनुष्य वायुमंडल में कचरे को डंप कर रहा है, और ये प्रदूषक हवा के साथ गायब हो गए हैं।
हमने देखा है कि वायु प्रदूषण के मुख्य स्रोत हैं:
(i) मोटर वाहन,
(ii) उद्योग, विशेषकर उनके चिमनी अपशिष्ट,
(iii) थर्मल पावर प्लांट के रूप में जीवाश्म-ईंधन (कोयला) आधारित संयंत्र।
स्रोत (रोकथाम) के साथ-साथ वायुमंडल में प्रदूषकों की रिहाई के बाद प्रदूषण को नियंत्रित करने के लिए कदम उठाए जाने हैं। वायु प्रदूषण के प्रमुख स्रोतों से उत्सर्जन को रोकने के लिए एक तत्काल आवश्यकता है।
[वायु प्रदूषकों के संभावित उत्सर्जन के नियंत्रण के पांच बिंदु]
उत्सर्जन के नियंत्रण को कई तरीकों से महसूस किया जा सकता है।
नियंत्रण के लिए पांच अलग-अलग संभावनाओं को छवि 2.6 में दिखाया गया है।
इन्हें संक्षेप में यहाँ इस प्रकार माना गया है:
1. स्रोत सुधार:
1 उसका वायु प्रदूषण की समस्या का सबसे आसान समाधान है, जहां हम दोषी प्रक्रिया को रोकते हैं। इसलिए, इसे रोकथाम भी कहा जाता है। अभियंता को प्रक्रिया को बदलकर उत्सर्जन को नियंत्रित करने की संभावना पर विचार करना चाहिए। उदाहरण के लिए, अगर ऑटोमोबाइल को हवा में उच्च स्तर का स्तर जारी करने के लिए पाया जाता है, तो गैस में सीसा को खत्म करने के लिए सबसे उचित समाधान है। स्रोत को ठीक कर दिया गया है और समस्या हल हो गई है।
कच्चे माल के परिवर्तन के अलावा, प्रक्रिया का एक संशोधन भी वांछित परिणाम प्राप्त करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, नगर निगम के इनकार incinerators बदबू के लिए जाना जाता है। यदि अंग को पूरी तरह से ऑर्गेनिक ऑक्सीकरण किया जाता है जो गंध का कारण बनता है, तो गंधकों को अक्सर आसानी से नियंत्रित किया जा सकता है। प्रक्रिया में बदलाव, कच्चे माल के रूपांतरण या उत्सर्जन मानकों को पूरा करने के लिए उपकरण संशोधन जैसे उपायों को नियंत्रण के रूप में जाना जाता है।
इसके विपरीत, निरस्तीकरण शब्द का उपयोग सभी उपकरणों और तरीकों के लिए किया जाता है, जो कि स्रोत से सामान पहले ही उत्सर्जित हो जाने के बाद वायुमंडल को प्रदूषित करने वाले प्रदूषकों की मात्रा को कम करते हैं। व्यापक अर्थों में और सरलता के लिए, सभी प्रक्रियाओं को नियंत्रण के रूप में संदर्भित करना बेहतर है।
2. प्रदूषकों का संग्रह:
वायु प्रदूषण नियंत्रण में अक्सर सबसे गंभीर समस्या प्रदूषकों का संग्रह है ताकि उपचार प्रदान किया जा सके। ऑटोमोबाइल सबसे खतरनाक हैं, केवल इसलिए कि उत्सर्जन को आसानी से एकत्र नहीं किया जा सकता है। अगर हम ऑटोमोबाइल से कुछ केंद्रीय सुविधाओं तक निकास कर सकते हैं, तो उनका उपचार प्रत्येक व्यक्तिगत कार को नियंत्रित करने की तुलना में अधिक उचित होगा।
प्रदूषकों को इकट्ठा करने में एक सफलता आंतरिक दहन इंजन में धुँधली गैसों का पुनरावर्तन है। कार के निकास प्रणाली के माध्यम से इन गैसों को फिर से उत्सर्जित करके और उन्हें उत्सर्जित करके, कार के लिए एक अलग उपचार उपकरण स्थापित करने की आवश्यकता को समाप्त किया जा सकता है। वायु प्रदूषण नियंत्रण इंजीनियरों के पास अपना सबसे कठिन समय होता है जब एक उद्योग चाप के प्रदूषकों को एकत्र नहीं किया जाता है, लेकिन खिड़कियों, दरवाजों आदि से उत्सर्जित किया जाता है।
3. ठंडा:
इलाज के लिए निकास गैसों को कभी-कभी नियंत्रण उपकरणों के लिए बहुत गर्म किया जाता है और गैसों को पहले ठंडा किया जाना चाहिए। यह तीन सामान्य तरीकों से किया जा सकता है: कमजोर पड़ना, शमन, या हीट एक्सचेंज कॉइल (चित्र। 2.7)। गर्म निकास की कुल मात्रा छोटी होने पर ही प्रदूषण स्वीकार्य है। इनमें से कुछ गैसों और पार्टिकुलेट को स्क्रब करने का अतिरिक्त फायदा क्वैश्चन को होता है। कूलिंग कॉइल शायद सबसे व्यापक रूप से उपयोग किए जाते हैं, और विशेष रूप से उपयुक्त होते हैं जब गर्मी को संरक्षित किया जा सकता है।
4. उपचार:
सही उपचार डिवाइस के चयन में प्रदूषक की विशेषताओं और नियंत्रण उपकरण की विशेषताओं के मिलान की आवश्यकता होती है। यह महसूस करना महत्वपूर्ण है कि वायु प्रदूषकों के आकार में परिमाण के कई क्रम होते हैं, और इसलिए सभी प्रदूषकों के लिए एक उपकरण के प्रभावी होने की उम्मीद करना उचित नहीं है।
इसके अलावा, उत्सर्जन में रसायनों के प्रकार अक्सर कुछ उपकरणों के उपयोग को निर्देशित करेंगे। उदाहरण के लिए, S02 की उच्च सांद्रता वाली एक गैस को पानी के स्प्रे से साफ किया जा सकता है, लेकिन परिणामस्वरूप H 2 SO 4 में गंभीर जंग की समस्या हो सकती है।
कई उपकरण बाजार में दिखाई देते हैं, निम्नलिखित सबसे व्यापक रूप से उपयोग किए जाते हैं:
(ए) चैंबर्स बेचना, फ्लेक्स में बड़े स्थानों से ज्यादा कुछ नहीं हैं, जल उपचार में टैंकों को बसाने के समान हैं। ये चैंबर केवल बड़े पार्टिकुलेट को हटाते हैं।
(b) बड़े कणों को हटाने के लिए व्यापक रूप से चक्रवातों का उपयोग किया जाता है। गंदी हवा को एक शंक्वाकार सिलेंडर में विस्फोट किया जाता है, लेकिन केंद्र रेखा से दूर। यह शंकु के भीतर एक हिंसक घूमता है, और भारी ठोस सिलेंडर की दीवार पर स्थानांतरित हो जाता है जहां वे घर्षण के कारण धीमा हो जाते हैं और शंकु के तल पर मौजूद होते हैं। स्वच्छ हवा सिलेंडर के बीच में है और शीर्ष से बाहर निकलती है। आगे के उपचार से पहले भारी सामग्री को हटाने के लिए चक्रवात का व्यापक रूप से प्री-क्लीनर्स के रूप में उपयोग किया जाता है।
(c) बैग फिल्टर आम वैक्यूम क्लीनर की तरह काम करते हैं। कपड़े की थैलियों का उपयोग धूल को इकट्ठा करने के लिए किया जाता है जिसे समय-समय पर थैलों से हिलाया जाना चाहिए। कपड़ा लगभग सभी पार्टिकुलेट को हटा देता है। कई उद्योगों में बैग फिल्टर व्यापक रूप से उपयोग किए जाते हैं; लेकिन उच्च तापमान और आर्द्रता के प्रति संवेदनशील हैं।
(d) वेट कलेक्टर कई आकार और शैली में आते हैं। सरल स्प्रे टॉवर (चित्र। 2.8) बड़े कण को हटाने के लिए एक प्रभावी तरीका है। अधिक कुशल स्क्रबर्स एक संकीर्ण खंड में हिंसक कार्रवाई द्वारा हवा और पानी के बीच संपर्क को बढ़ावा देते हैं जिसमें पानी पेश किया जाता है। आम तौर पर, अधिक हिंसक मुठभेड़, और इसलिए छोटे गैस बुलबुले या पानी की बूंदें, अधिक प्रभावी स्क्रबिंग।
(e) विद्युत संयंत्रों में इलेक्ट्रोस्टैटिक अवक्षेपक का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। पहले कणों द्वारा चार्ज होने पर पार्टिकुलेट मैटर को हटा दिया जाता है (एक उच्च वोल्टेज इलेक्ट्रोड से दूसरे में कूदते हुए, और फिर सकारात्मक चार्ज इलेक्ट्रोड की ओर पलायन होता है। चित्र 2.8 में दिखाया गया है। एक प्रकार के पाइप में एक तार होता है, जिसमें नीचे लटकते हुए तार होते हैं। । पार्टिकुलेट्स पाइप पर एकत्रित हो जाएंगे और हथौड़ों से पाइप को पीटकर निकाल दिया जाना चाहिए। इलेक्ट्रोस्टैटिक प्रीसिपिटेटर्स में कोई हिलने वाले हिस्से नहीं होते हैं, बिजली की आवश्यकता होती है, और उप माइक्रोन पार्टिकुलेट को हटाने में बेहद प्रभावी होते हैं।
(छ) सोखना प्रदूषकों को पकड़ने के लिए सक्रिय कार्बन जैसी सामग्री का उपयोग है। इस तरह के adsorbers को फिर से बनाना महंगा हो सकता है। इनमें से अधिकांश ऑर्गेनिक्स के लिए अच्छी तरह से काम करते हैं और अकार्बनिक प्रदूषकों के लिए सीमित उपयोग करते हैं। चित्र 2.9 एक सोखना टॉवर के चरणों को दर्शाता है।
(h) Incineration गैसीय प्रदूषकों को C02, H20 और आवेषण में जलाकर हटाने की एक विधि है। यह केवल दहनशील वाष्प के लिए काम करता है।
(i) कैटेलिटिक दहन में adsorb के लिए उत्प्रेरक के उपयोग या रासायनिक रूप से प्रदूषकों को बदलना शामिल है।
कण आकार पर एक उपचार उपकरण की प्रभावशीलता की निर्भरता पर जोर देना फिर से महत्वपूर्ण है। अंजीर। 2.10 ऊपर चर्चा की गई विभिन्न उपचार विधियों के लिए अनुकूलनशीलता की अनुमानित सीमाओं को दर्शाता है।
5. फैलाव:
मौसम विज्ञान के विज्ञान का वायु प्रदूषण पर बहुत प्रभाव है। वायु प्रदूषण की समस्या में तीन भाग शामिल हैं। स्रोत, प्रदूषक की गति और प्राप्तकर्ता (चित्र। 2.10)। प्राप्तकर्ता में प्रदूषकों की सांद्रता वायुमंडलीय फैलाव से प्रभावित होती है, या प्रदूषक स्वच्छ हवा से कैसे पतला होता है। यह फैलाव क्षैतिज रूप से और साथ ही लंबवत रूप से होता है।
पृथ्वी का परिभ्रमण सूर्य के चमकने और गर्म हवा के लिए नए क्षेत्रों को प्रस्तुत करता है। तदनुसार हवाओं का एक पैटर्न दुनिया भर में स्थापित है, कुछ मौसमी (जैसे तूफान) और कुछ स्थायी। वायु प्रदूषण इंजीनियर अक्सर पवन गुलाब की भिन्नता का उपयोग करते हैं (एक पवन गुलाब वायु वेग और दिशा डेटा के ग्राफिक चित्र हैं), जिसे प्रदूषक के स्रोत को निर्धारित करने के लिए प्रदूषण गुलाब कहा जाता है।
प्रसार एक बड़े क्षेत्र पर उत्सर्जन को फैलाने और इस प्रकार विशिष्ट प्रदूषकों की एकाग्रता को कम करने की प्रक्रिया है। प्लम फैल या फैलाव क्षैतिज और साथ ही ऊर्ध्वाधर है। प्रदूषकों की अधिकतम सांद्रता प्लम सेंटर लाइन में होती है, अर्थात प्रचलित हवा की दिशा में।
जैसे-जैसे हम केंद्र रेखा से आगे बढ़ते हैं, एकाग्रता कम होती जाती है। यदि हम मानते हैं कि दोनों दिशाओं में एक प्लम के प्रसार को गौसियन प्रायिकता वक्र द्वारा अनुमानित किया गया है, तो हम स्रोत से किसी भी दूरी एक्स डाउनविंड पर प्रदूषक की एकाग्रता की गणना कर सकते हैं।
मौसम संबंधी आंकड़ों के आधार पर प्रदूषण के खतरों की भविष्यवाणी की जा सकती है, और आसन्न खतरनाक परिस्थितियों के लिए प्रारंभिक चेतावनी और उद्योगों को बंद करने के लिए आपातकालीन योजनाएं विकसित की जा सकती हैं।
बढ़ते स्रोतों से प्रदूषकों का नियंत्रण:
यद्यपि उपरोक्त में से कई नियंत्रण विधियां चलती स्रोतों पर भी लागू हो सकती हैं, एक बहुत ही विशेष रूप से चलने वाला स्रोत ऑटोमोबाइल-योग्य विशेष उल्लेख करता है। इंजन संचालन का उत्सर्जन पर सीधा प्रभाव पड़ता है। सीओ, एचसी और एनओएक्स की मात्रा निष्क्रिय, त्वरित, परिभ्रमण और डीक्लेरेटिंग के दौरान भिन्न होती है।
आंतरिक दहन ऑटोमोबाइल इंजन के लिए उत्सर्जन नियंत्रण तकनीकों में ट्यून-अप, उत्प्रेरक रिएक्टर और इंजन संशोधन शामिल हैं। ट्यून-अप का उत्सर्जन घटकों पर एक महत्वपूर्ण प्रभाव हो सकता है। उदाहरण के लिए, एक उच्च वायु / ईंधन अनुपात (एक दुबला मिश्रण) सीओ और एचसी दोनों को कम करेगा, लेकिन एनओएक्स में वृद्धि के साथ।
दूसरा नियंत्रण रणनीति, अब बड़े पैमाने पर उपयोग किया जाता है, उत्प्रेरक रिएक्टर है जो सीओ और एचसी को सीओ 2 और एच 2 ओ पर ऑक्सीकरण करता है। दूसरा रिएक्टर एनओएक्स को एन 2 तक कम कर देता है। सबसे लोकप्रिय उत्प्रेरक रिएक्टरों में दो गंभीर कमियां हैं। सबसे पहले, वे आसानी से सीसा द्वारा fouled हैं। गैर-लीड गैसोलीन के लिए कदम को इस कारण से संकेत दिया गया है और वातावरण में सीसा के स्तर के लिए चिंता से नहीं। रिएक्टरों के साथ दूसरी समस्या यह है कि गैसोलीन में सल्फर यौगिकों को एसओ 3 को कणांकित करने के लिए ऑक्सीकरण किया जाता है, और इस तरह से वातावरण में सल्फर का स्तर बढ़ जाता है।
तीसरे नियंत्रण तकनीक-इंजन संशोधन में, स्तरीकृत चार्ज इंजन का उपयोग उत्प्रेरक प्रतिक्रियाओं के बिना किया जाता है। इन इंजनों में सिलेंडर के दो डिब्बे होते हैं, जिनमें से एक डिब्बे में एक समृद्ध मिश्रण प्राप्त होता है, प्रज्वलित होता है, और फिर मुख्य सिलेंडर डिब्बे में एक कुशल चूतड़ के लिए एक व्यापक लौ प्रदान करता है। अन्य संशोधनों को भी विकसित किया गया है। पूरी तरह से साफ आंतरिक दहन इंजन का निर्माण करना मुश्किल है। इलेक्ट्रिक कारें स्वच्छ हैं लेकिन वे केवल सीमित शक्ति को संग्रहीत कर सकते हैं और इस प्रकार उनकी सीमा सीमित है।
ऑटोमोबाइल और उद्योगों द्वारा वायु प्रदूषण को नियंत्रित करने के सामान्य तरीकों को संक्षेप में ऊपर माना गया है। हवा में वाहनों और औद्योगिक प्रदूषकों को नियंत्रित करने के कुछ विशिष्ट उपाय नीचे दिए गए हैं।
वाहन प्रदूषण:
1. वाहनों के निकास से प्रदूषक उत्सर्जन की जाँच करने के लिए:
इसके द्वारा प्राप्त किया जा सकता है:
(i) गैसोलीन और वायु के नए अनुपात का उपयोग करना,
(ii) ईंधन भक्षण का अधिक सटीक समय,
(iii) दहन में सुधार के लिए गैस योजक का उपयोग करना,
(iv) निकास यौगिकों को कम विषैले पदार्थों में परिवर्तित करने के लिए हवा में इंजेक्शन लगाकर और उसके द्वारा
(v) इंजन डिजाइन का अद्यतन और / या मौजूदा इंजन डिजाइन के साथ दहन को बेहतर बनाने के लिए अबेटमेंट उपकरण (उपकरण) स्थापित करना।
ईंधन मिश्रण की कम वायु सामग्री से कार्बन मोनोऑक्साइड का परिणाम होता है, जबकि NOx उत्पादन को उच्च दहन तापमान द्वारा बढ़ावा दिया जाता है। हाइड्रोकार्बन सीओ के पैटर्न का कम या ज्यादा पालन करता है।
इन तीन प्रदूषकों का पूर्ण उन्मूलन या तो इंजन के वर्तमान डिजाइन (जैसे चार स्ट्रोक इंजन) को अद्यतन करने या दहन में सुधार के लिए उपकरणों में उचित परिवर्तन करके प्राप्त किया जा सकता है।
2. ईंधन टैंक और कार्बोरेटर से वाष्पीकरण को नियंत्रित करने के लिए:
इसके द्वारा किया जा सकता है:
(i) इंजन बंद होने पर सक्रिय चारकोल के साथ वाष्प का संग्रह और इंजन चालू होने पर उसका प्रज्वलन,
(ii) गैस को वाष्पीकरण से बचाने के लिए थोड़ा दबाव में गैसोलीन के अधीन करना और
(iii) कम वाष्पशील गैसोलीन का विकास जो आसानी से वाष्पित नहीं होता है।
3. फिल्टर का उपयोग:
कुछ गैस वाष्प दीवारों और पिस्टन के बीच बच जाती हैं जो क्रैंककेस में प्रवेश करती हैं और फिर वातावरण में निर्वहन करती हैं। हाइड्रोकार्बन (लगभग 25%) इस तरह से जारी किए जाते हैं। इस प्रकार इंजन में इन बची हुई गैसों को पकड़ने और रीसायकल करने वाले फिल्टर का उपयोग इन हाइड्रोकार्बन के उत्सर्जन को नियंत्रित करना चाहिए।
4. कानून के माध्यम से नियंत्रण:
इन्हें मोटर वाहन अधिनियम और इंजनों के डिजाइन के लिए अन्य अधिनियमों के माध्यम से कुछ मानकों को लागू किया जाना है।
औद्योगिक प्रदूषण:
औद्योगिक संयंत्र चिमनी अपशिष्टों द्वारा वायु प्रदूषण की जांच करने के लिए, हमें कचरे से कण पदार्थ और गैसीय प्रदूषकों को हटाने के उपायों को तैयार करना होगा। पार्टिकुलेट मैटर को हटाने से अलग-अलग बलों के प्रभाव में उनका संग्रह होता है, जिससे वे गैस की धारा से लगातार बाहर निकलते रहते हैं।
उनके हटाने के लिए इस्तेमाल किए जाने वाले उपकरण हैं
(i) चक्रवात संग्राहक, और
(ii) इलेक्ट्रोस्टैटिक प्रीसिपिटेटर्स (ईएसपी)। इस प्रकार हमें नियंत्रण प्रौद्योगिकी उत्पन्न करनी होगी। वर्तमान में कुछ बिजली संयंत्र और उद्योग हैं जिन्होंने अपेक्षित ईएसपी स्थापित किया है।
1. चक्रवात संग्राहक:
यहां अपशिष्ट गैस युक्त कणों को सेंट्रीफ्यूजेशन के अधीन किया जाता है। निलंबित कण चक्रवात शरीर की दीवार की ओर बढ़ते हैं, और फिर उसके तल तक और अंत में छुट्टी दे दी जाती है। चक्रवात संग्राहक लगभग 70% कणों को हटा देते हैं।
2. इलेक्ट्रोस्टैटिक प्रीसिपिटेटर्स (ईएसपी):
गैस धारा से कणों को हटाने के लिए, विद्युत बलों को कक्ष में कक्ष के भीतर लगाया जाता है। निलंबित कण आवेशित या आयनित हो जाते हैं, और वे आवेशित इलेक्ट्रोडों की ओर आकर्षित होते हैं और फिर हटा दिए जाते हैं। ESP चिमनी के निकास से 99% कण प्रदूषक हटा सकते हैं
ईएसपी बिजली संयंत्रों, पेपर मिलों, सीमेंट मिलों, कार्बन ब्लॉक संयंत्रों आदि में बहुत अच्छी तरह से काम करते हैं। उच्च प्रतिरोधकता वाली धूल ईएसपी में अलगाव कर सकती है। इसे दूर करने के लिए, कपड़े फिल्टर या बैग फिल्टर कार्यरत हैं। लेकिन कपड़े गीले या चिपचिपे कणों, अत्यधिक संक्षारक स्थितियों और उच्च गैस तापमान के लिए अनुपयुक्त चाप को छानते हैं।
गैसीय प्रदूषक:
इन्हें निम्नलिखित तीन विधियों द्वारा हटाया जा सकता है।
(ए) गीले सिस्टम:
इनका उपयोग धुलाई टावरों के रूप में किया जाता है जिसमें क्षार द्रव लगातार प्रसारित होता है। यह तरल SO 2 के साथ प्रतिक्रिया करता है ताकि एक अवक्षेप बन सके।
(b) ड्राई सिस्टम:
यहां गैस प्रदूषकों को एक सूखे चरण के तहत एक शोषक के साथ प्रतिक्रिया करने की अनुमति है। डोलोमाइट, चूना (CaO) और चूना पत्थर (CaOH) को बहने वाली गैस (SO2) के रास्ते में रखा गया है। प्रक्रिया बहुत महंगी नहीं है और इसमें पानी का कोई स्प्रे शामिल नहीं है। SO2 के संपर्क में आने से पानी संक्षारक H 2 SO 4 पैदा करता है।
(c) गीले सूखे सिस्टम:
यहाँ शोषक में पानी एसिड घटकों के साथ प्रतिक्रिया करता है। यह कोयले से चलने वाले बॉयलर से ईंधन गैसों के निरसन के लिए इस्तेमाल की जाने वाली पारंपरिक गीली प्रक्रिया का विकल्प प्रदान करता है। अवशोषित कैल्शियम हाइड्रॉक्साइड छोटी बूंदों के रूप में गर्म गैस की धारा में फैलता है। एसओ 2 के साथ कैल्शियम प्रतिक्रिया करता है और गर्म गैसों के कारण पानी एक साथ वाष्पित हो जाता है।
अंत उत्पाद एक सूखी शक्ति है जिसमें ज्यादातर फ्लाई ऐश और लवण होते हैं। चारकोल को शोषक के रूप में भी इस्तेमाल किया जा सकता है। अन्य अवशोषक का उपयोग शराब और बेंजीन लेने के लिए भी किया जा सकता है। यह विधि ड्राई क्लीनिंग प्लांट्स, प्रिंटिंग शॉप्स और पेंट फैक्ट्रियों, फूड प्रोसेसिंग प्लांट्स, ब्रुअरीज और फार्मास्युटिकल इंडस्ट्रीज में बहुत प्रभावी है। गैसों के दहन का उपयोग पेट्रोलियम उद्योग आदि के लिए भी किया जा सकता है।
कानून के माध्यम से नियंत्रण:
मोटर वाहनों की तरह, मानकों को उद्योगों के लिए भी उपयुक्त अधिनियमों द्वारा लागू किया जाना है। ऐसी अन्य शर्तें हैं जिन्हें कानून द्वारा लागू किया जा सकता है।
