1.2　大气污染物来源

1.2.1　燃料燃烧

火力发电厂、钢铁厂、炼焦厂等工矿企业的燃料燃烧，各种工业窑炉的燃料燃烧以及各种民用炉灶、取暖锅炉的燃料燃烧均向大气排放出大量污染物。燃烧排气中的污染物组分与能源消费结构有密切关系。发达国家能源以石油为主，大气污染物主要是一氧化碳、二氧化硫、氮氧化物和有机化合物。我国能源以煤为主，主要大气污染物是颗粒物和二氧化硫。

燃料燃烧的排放量与燃料的数量和组成有关，一般来说，燃料含的杂质越多，它的燃烧需氧量对应的燃烧理论空气量就越大。

对于构成为CxHySzOw的可燃性化合物来说，燃烧方程式如下：

单位燃料所需的理论空气量为

煤的单位燃烧理论空气量在4～7m3/kg，液体燃料如汽油在11～12m3/kg。

燃料的燃烧还会产生大量颗粒物，人们通过颗粒物的类型将其进行了分类：飞灰、黑烟、雾、烟和粉尘。而通过颗粒物的粒径分布，又单独列出两类粒径的颗粒物作为空气质量评价指标的一部分：细颗粒物PM2.5、可吸入颗粒物PM10，此外，还有被称为总悬浮颗粒物的PM100，这些颗粒物有的能进入人体呼吸系统造成疾病，也可能在地面附近聚集造成视线受阻，具有广泛危害。

1.2.2　工业生产过程

1.2.2.1　化工行业

在化工行业的生产过程中，从生产到使用、从原料成为产品，所有阶段都有造成环境污染的可能，因此，在生产和使用共同作用下导致了化工污染物的产生，换句话说，不仅生产化工产品能够导致化工污染，使用化工产品也是造成环境污染的原因。但是，通常人们所说的化工污染，多指生产过程中导致的环境污染。

生产化工产品的过程中，很多途径都能导致污染物的产生，例如，冷却过程产生的冷却废水、管道和设备的泄漏、燃烧所排放的废气、发生副反应的生成物、不完全反应导致出现的废料等，如果没有妥善处理这些物质也没有进行回收，这将有可能造成环境的污染。使用化工产品导致的环境污染主要是因为使用不恰当，或使用过度。

化工企业产生有机废气的部位主要为：

①储罐区大小储罐日常进出料产生的呼吸尾气；

②输送系统-真空泵的排放口；

③反应釜固体投料口及呼吸口；

④高位槽的呼吸口；

⑤离心机及烘干机的无组织排放。

［化工行业生产举例——生产73号红产品］

在重氮锅中加入450kg硫酸，少量冰，亚硝酰硫酸（40％）395kg，待温度下降后缓慢加入邻氰对硝基苯胺200kg，保温4h以上，准备偶合。在偶合锅中加入冰水3000kg稀释重氮盐，加10kg氨基磺酸后，缓慢滴加N-乙基N-氰乙基苯胺320kg，反应6h，过滤，打浆，水洗可得产品。

73号红重氮化反应釜产生的氮氧化物为：1.11kg/批，同时生产的最大批数为7批，排气时间为5h，因此按最不利原则，氮氧化物的最大排放量为：1.55kg/h。

73号红产品生产工艺流程如图1.2所示。

1.2.2.2　涂装行业

涂装行业主要是产生的挥发性有机物VOC（Volatile Organic Compounds，简称VOC）及颗粒粉尘的污染，一般涂装行业均有底漆和面漆两道工序以及打磨工序。在工件喷涂工序中，喷涂废气主要来自于溶剂和稀释剂，通常在手动喷漆及自动喷漆房中挥发一部分，另一部分在烘房区域产生；颗粒粉尘主要来自于成膜物质或者打磨工序，如不进行处理，会对操作工的身心健康造成一定的影响，不利于企业的长期发展。

要想从源头上消除或减轻喷涂废气的污染，首先要从涂料的选择上考虑，采用挥发分含量低的环保涂料，特别是水性涂料，它是解决喷涂废气污染环境的有效措施。水性涂料是采用水溶性及水分散性树脂及各种助剂制成，不需加入含苯稀释剂，以水稀释即可；污染物主要是醇类和醚类等污染相对低的有机物，对环境的影响较小，同时也利用末端对其进行处理分解。

涂装行业产生的有机废气其污染物主要为甲苯、二甲苯、醋酸乙酯、醋酸丁酯、醇类及醚类等。

1.2.2.3　染整行业

染整行业中的工业油烟是工厂生产过程中使用油脂在润滑、冷却、清洗、飞溅过程中雾化、蒸发，产生大量的烟雾。

（1）染整过程

染整行业过程复杂，主要包括染色工程及整理加工，染色后织物的外观及触摸感尚不完整，为使之美化并提高其效用性，后续常用定型（一般整理）或树脂加工（处理加工）等整理加工程序。定型是利用织物具有热可塑性，使织物内部纤维分子因受热疏松达到某种程度经冷却以固定其型，而后低于此温度的热处理无法改变其型，可分预先施加的预定型与在最后工程施加之整理定型。

预定型是为了避免织布在精练、染色过程中发生伸缩或形变，一般所谓的定型大多指整理定型而言，是为了除掉工程中产生的歪曲或变形并防止制品因洗涤发生形变或伸缩等情况而施行的。定型所需的热源可以是天然气直接加热、电力加热、蒸汽锅炉或热媒油炉，目前广泛采用的方法是吹热风式定型。定型机由于喂布时是以针或夹固定织布而适度拉张，同时又有定型定幅的效果，所以又称为拉烘机或者定型烘干机。实际过程中，整理定型多与树脂加工的热处理同时开始，一般在定型机前端设有上浆系统，使树脂液均匀饱和地渗入织布纤维内，这样，定型程序除了具有烘干定型拉幅的功能外，又可以通过热处理作用促使纤维树脂化，达到树脂加工的各种功效。

染整行业染整定型工艺全过程见图1.3。

（2）定型机操作特点

定型机系统构造如图1.4所示。用热媒油烘干时，一般常用锅炉燃烧重油加热后的热媒油，通过管路输送至热交换器散发热量，使空气加热再经鼓风装置吹入热气流至定型室内，进行烘干定型，热媒油再到锅炉循环利用，一般热媒油温度比定型机操作温度高40～60℃。

因为对处理时间、布速及温度的考虑，定型机大多为7室或8室，也有长至10室或短至4室以下。单室长约2.5m或3m，每室设有两台热风循环风机使部分热气流循环使用，排气风机装在顶部以收集各室气体，大多仅设置一台，各室排气支路皆设有挡板以控制排气风量。

树脂定型的操作温度及处理所需时间，因织物种类、药剂种类及特殊性能要求等不同而有差异，染整业常见定型操作的程序分类如表1.2所示。

（3）废气特性分析

定型机废气成分复杂，常含有大量亚微米级的黏稠性颗粒，单一的常规工艺处理效率不高，需采用包括高压静电除尘技术在内的组合工艺，对烟气进行深度处理，才能达到良好的净化效果。

定型机烟气的出口温度一般在100～190℃。当废气排入大气、温度降至露点以下时，其中的水蒸气冷凝成为白色水汽，高沸点的有机化合物因降温而凝聚，形成由大量微小粒径、黏稠性颗粒组成的淡蓝色烟雾，并带有难闻的气味。

废气中的油雾颗粒，粒径分布主要介于0.01～1.0μm，是目前定型机废气处理的难点和重点，在加工定型化纤品时含量较高，加工纯棉织物时含量较低。气态污染物包括醛、酮、烃、脂肪酸、醇、酯、内酯、杂环化合物、芳香族化合物等。

据调查，高温定型机油烟废气的典型参数为：废气量12000～20000m3/h，油烟质量浓度200～700mg/m3，颗粒物质量浓度300～600mg/m3。

锦纶纺丝油烟废气的冷凝油状物的化学成分及相对质量分数见表1.3。

1.2.2.4　油品存储行业

（1）加油站

加油站在日常加油过程中油品的自然蒸发是挥发性有机物（VOC）排放的一个重要来源，油气中所含VOC的化学活性非常高，因此其对臭氧生成的贡献率不容忽视；而VOC物质自身具有很强的毒性，含有苯、二甲苯、乙基苯等致癌物质，油气挥发物被吸入人体后，会对人体产生直接危害；同时，油气遇烟火、金属碰撞、发电机排气管喷火等都可导致火灾，由于绝大多数的加油站都位于城镇交通要道等人群相对集中的地方，因而存在较大的潜在危险。实施油气回收，可以从根本上解决污染，切断危险源的存在，消除可能导致爆炸、燃烧等的安全隐患。

（2）油库

油库储罐日常进出料巨大，在装卸过程中，会有大量的油品自然蒸发；另外储罐日常呼吸气同样存在大量的有机物。

1.2.3　二次污染

1.2.3.1　光化学烟雾污染

在人们的生产生活中，不仅有直接排放的污染物，还有在大气环境中发生化学反应再次造成危害的二次污染物。二次污染物中危害最大，也最受到人们普遍重视的是光化学烟雾。光化学烟雾主要有如下类型。

（1）伦敦型烟雾

大气中未燃烧的煤尘、SO2，与空气中的水蒸气混合并发生化学反应所形成的烟雾，也称为硫酸烟雾。

（2）洛杉矶型烟雾

汽车、工厂等排入大气中的氮氧化物或烃类化合物，经光化学作用所形成的烟雾，也称为光化学烟雾。

（3）工业型光化学烟雾

在我国兰州西固地区，氮肥厂排放的NOx、炼油厂排放的烃类化合物，经光化学作用所形成的光化学烟雾。

1.2.3.2　污水处理站恶臭

污水处理站在进行废水处理过程中，在微生物氧化分解过程中，含硫/氮等有机物也会产生二次污染物，其二次污染物阈值较低，在常温下均会散发出阵阵的恶臭，感观效应差。

污水处理厂的进水提升泵房产生的主要臭气为硫化氢，初沉淀池污泥厌氧消化过程中产生的臭气以硫化氢及其他含硫气体为主，污泥消化稳定过程中会产生氨气和其他易挥发物质。垃圾堆肥过程中会产生氨气、胺、硫化物、脂肪酸、芳香族和二甲基硫等臭气。好氧化及污泥风干过程可能产生少量的硫化氢，但主要有硫醇和二甲基硫气体产生。主要恶臭物质如下。

（1）氨气

氨气在污水中的浓度通常不高，主要由污水中的固体颗粒经过厌氧消化和好氧消化而产生。

（2）硫醇

硫醇和其他含硫的污水气态化合物（如甲基二硫化物、二甲基二硫化物）由于在低浓度极限时也可以产生强烈的恶臭，而成为污水处理厂恶臭控制的难点。这些含硫气态化合物和硫化氢产生的途径相同，且存在于同样的废气中。

（3）VFAs（挥发性脂肪酸）

VFAs是有机物在缺氧或厌氧条件下分解产生的，包括丁酸（臭鼬味）、乙酸（醋）和丙酸。它们的特点是恶臭阈值低，强度大、VFAs是由污泥和污水的分解产生的。在整个处理厂内，只要是氧气浓度低或为零且pH值相对较低的地方，都可能产生VFAs。

（4）VOCs（挥发性有机化合物）

VOCs包括一系列合成和自然生成的有机化合物，有些是恶臭的，有些是气态有毒物。它们大多数来自工业污染源，且通常是不能进行生物降解的。污水处理工艺中搅动的地方可以挥发出VOCs。

常见恶臭物质官能团见表1.4。