土壤重金屬污染治理過程開放性粉塵控制技術(shù)分析

黃凡凡，朱波波

（杭州中美華東制藥江東有限公司，浙江 杭州 310000）

針對受污染土壤的有效處理，需要對空氣當(dāng)中含有重金屬物質(zhì)的粉塵進(jìn)行收集。其中空氣污染處理是工作難度非常大的一項內(nèi)容，以污染區(qū)域空氣流動性進(jìn)行增加，將局部空間當(dāng)中的粉塵濃度降低，并不能與最終的治理目標(biāo)相符，所以針對開放性粉塵污染問題的高效處理，采用最普遍的方式便是借助水霧進(jìn)行降塵。具體來說便是通過霧滴以及霧滴荷電的形式，使粉塵出現(xiàn)凝聚，重量增加。霧滴荷電可以使粉塵與物體之間產(chǎn)生的聚合能力有所加大，進(jìn)而將空氣與粉塵進(jìn)行了分離，最后依據(jù)自身產(chǎn)生的重力，逐漸下沉。

1 開放性粉塵控制技術(shù)分析

荷電噴霧方式的應(yīng)用，需要在常規(guī)水霧噴射壓力給予強(qiáng)化的前提下，將靜電磁場加入到水霧當(dāng)中，這樣能夠?qū)Ψ蹓m顆粒產(chǎn)生良好的吸附效果，使污染粉塵隨著霧滴慢慢凝聚，最后下沉至地面[1]。與一般的水霧相比，荷電量水霧在逐步凝聚之后，對于粉塵產(chǎn)生的吸附效應(yīng)非常強(qiáng)，可以對空氣當(dāng)中存在的粉塵含量進(jìn)行高效控制。同時，水霧當(dāng)中存在的靜電，會吸附中粒粉塵，對普通水霧吸附中粒粉塵效果不佳的情況給予了彌補(bǔ)。在當(dāng)前的實驗進(jìn)行中，探究的主要方向便是針對粉塵污染源怎樣做好控制工作；在某一區(qū)域的粉塵顆粒怎樣做好控制工作等。但對于擴(kuò)散性粉塵進(jìn)行控制的探究還有些不足，所以荷電噴霧技術(shù)針對開放性粉塵展開的控制效果探究，對研究方面存在的不足進(jìn)行了彌補(bǔ)。荷載噴霧技術(shù)，針對開放性粉塵產(chǎn)生的效果探究，在此基礎(chǔ)之上，制定了荷電噴霧降塵技術(shù)進(jìn)行測試的形式。在多次測試開展之后，對霧化噴嘴噴霧壓力以及荷電電壓產(chǎn)生的降塵效果影響程度給予了明確。此外，荷電噴霧以及常規(guī)噴霧、靜電除塵技術(shù)進(jìn)行了相應(yīng)的對比分析，明確了三種不同措施下的降塵效率[2]。

2 實驗系統(tǒng)

因為實驗環(huán)境會受到一些條件的限制，并不能將荷電噴霧針對重金屬污染揚(yáng)塵產(chǎn)生的控制效果最大程度的展現(xiàn)。相關(guān)實驗開展的關(guān)鍵目的是對荷電噴霧技術(shù)產(chǎn)生的重金屬污染揚(yáng)塵控制效果給予明確，所以有些實驗過程以及形式作出了簡化。污染揚(yáng)塵采用滑石粉替代，并且風(fēng)速保持在3.6m/s。對揚(yáng)塵環(huán)境現(xiàn)場模擬之后，借助荷電噴霧裝置，對各壓力環(huán)境以及電壓環(huán)境當(dāng)中產(chǎn)生的除塵效果開展了測試[3]。

3 實驗結(jié)果分析

該項實驗內(nèi)容的開展，最核心的目的是對荷電噴霧處理之后的水霧稀釋粉塵的濃度情況給予監(jiān)測，為了對每個測試點(diǎn)的精準(zhǔn)性給予保障，將測試孔布置在了實驗的上端以及下端，這樣可以對不同水霧壓力以及荷電電壓環(huán)境下的粉塵濃度變化情況給予監(jiān)測。同時，也會掌握好管道截面當(dāng)中存在的動態(tài)壓力值。第一階段的測試內(nèi)容，需要先對噴霧壓力不同情況下的非荷電噴霧產(chǎn)生的降塵效果開展測試，在取得具體的數(shù)據(jù)之后，針對噴嘴部位，將靜電場進(jìn)行添加，以便使水霧有荷載能力，從而對噴霧不同壓力以及荷電電壓下的降塵效果開展測試。

（1）非荷電噴霧環(huán)境中，不同噴霧壓力產(chǎn)生的降塵效率。各種噴霧壓力環(huán)境當(dāng)中，對常規(guī)霧滴產(chǎn)生的降塵效率參數(shù)，如表一所示。通過對數(shù)據(jù)的分析可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)增加一定量的噴霧壓力時，非荷電噴霧產(chǎn)生的降塵效果會明顯提升，在壓力處于0.1MPa時，除塵效率達(dá)到了43%左右，水霧壓力達(dá)到1.0MPa 時，這一階段的除塵效果為75%左右[4]。通過數(shù)據(jù)的比對分析發(fā)現(xiàn)水霧壓力差雖然只有0.9MPa 時，但是產(chǎn)生的除塵效果卻有大幅度提升，這也表明了最終的除塵效率與噴霧壓力有著直接的影響關(guān)系。此外，當(dāng)上升噴霧壓力時，盡管產(chǎn)生的降塵效率會有一定程度的提升，但增長的幅度卻在連續(xù)下降，在0.1MPa 的水壓上升到0.2MPa 時，降塵產(chǎn)生的效果提升了7%左右，水壓由之前的0.5提升至0.6MPa，水壓上升的具體幅度為3.67%；水壓由之前的0.8提升至0.9MPa 時，產(chǎn)生的降塵效果也有所提升，為0.9%；當(dāng)水壓由之前的0.9 提升至1.0MPa 時，霧滴產(chǎn)生的降塵效果提升非常小。通過這組數(shù)據(jù)有效說明了水霧產(chǎn)生的壓力，對于霧滴發(fā)生的降塵效果并沒有太大的影響，所以沒有正相關(guān)性。壓力在有所增大時，降塵效果進(jìn)行上升的幅度反而會出現(xiàn)持續(xù)下降的情況。

表1 非荷電噴霧環(huán)境中，不同噴霧壓力產(chǎn)生的降塵效率

結(jié)合非荷電噴霧的原理進(jìn)行分析，水霧在慢慢凝結(jié)成水滴的過程中，產(chǎn)生的粉塵顆粒吸附效果會借助水霧分子與粉塵微粒之間產(chǎn)生撞擊以及接觸中完成。在不斷增加噴霧壓力的過程中，如果噴出的水霧有較大的密度，會使相同空間當(dāng)中的水霧分布密度有所加大，進(jìn)而使其與粉塵顆粒之間的接觸面增加，所以會產(chǎn)生更高的降塵效果[5]。但由于增加了霧滴的密度，在噴灑之后，四周氣流對其產(chǎn)生的帶動作用也會有所加強(qiáng)，那么霧滴和粉塵顆粒之間產(chǎn)生的相對運(yùn)動，便不如之前的效率。所以，粉塵的捕捉力有所下降。此外，由于水霧粒徑在越來越小時，水量便會逐漸下降，并且擴(kuò)大了蒸發(fā)面積，這便會使空氣當(dāng)中停留的水霧時間有所減少，含水量漸漸下降，因此針對粉塵產(chǎn)生的捕捉能力會持續(xù)減弱。

（2）荷電噴霧，各個噴霧壓力產(chǎn)生的降塵效率分析。不同的噴霧壓力，對荷電噴霧產(chǎn)生的影響效果是不同的，為了對這一問題進(jìn)行探究，在該實驗當(dāng)中借助了15 千伏的荷電噴霧，從而測試了降塵效果。如表二所示。通過這一測試結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，在加大噴霧壓力時，產(chǎn)生的降塵效果會有一定程度的增加，壓力處于0.1MPa 時，降塵率為56%左右，上升至1.0MPa 時，產(chǎn)生的降塵率也會有所增加，并且幅度很大[6]。兩種壓力環(huán)境當(dāng)中產(chǎn)生的降塵效率，都有所提升。但是在持續(xù)增大壓力時，產(chǎn)生的降塵幅度，開始逐步下降，這一數(shù)據(jù)充分說明荷電與非荷電產(chǎn)生的噴霧降塵效果，會因為壓力的提升有所增加，但不同壓力狀態(tài)下產(chǎn)生的增加幅度幾乎沒有差異。這種現(xiàn)象出現(xiàn)的因素是因為降塵率只能對一定環(huán)境內(nèi)的水霧與粉塵顆粒的接觸面進(jìn)行反應(yīng)，越大的接觸面產(chǎn)生的碰撞幾率便會越大，在荷載電壓處于一定穩(wěn)定狀態(tài)時，霧滴顆粒的大小以及相應(yīng)的分布情況對最終的降塵效果產(chǎn)生了決定性影響。電場荷載，只對水霧產(chǎn)生的吸附粉塵效果進(jìn)行了增加，如果面積比較小的水霧環(huán)境下，強(qiáng)化的吸附效果便會比較有限，只能將一定程度的降塵效果給予提升。

在對兩組表格數(shù)據(jù)進(jìn)行分析之后，可以發(fā)現(xiàn)，增加噴霧壓力時，相應(yīng)的也會增加降塵效果。兩種水霧的降塵曲線沒有較大的差異性，但是荷載噴霧產(chǎn)生的降塵效果要比非荷載噴霧產(chǎn)生的降塵效果更突出一些，水壓狀態(tài)相同的環(huán)境下，降塵效率增長幅度大概為15%，這也充分說明了，荷電霧滴產(chǎn)生的捕捉粉塵能力更突出一些。因此，將靜電力導(dǎo)入霧滴當(dāng)中，可以使噴霧降塵產(chǎn)生更加理想的效果。

表2 不同噴霧壓力條件下產(chǎn)生的水霧降塵效率

4 結(jié)語

總之，針對不同實驗環(huán)境中，產(chǎn)生的降塵效果進(jìn)行了比對分析發(fā)現(xiàn)，荷電霧滴產(chǎn)生的捕捉粉塵能力更突出一些，降塵效率增長幅度大概為15%。但是壓力以及荷載在達(dá)到一定水平之后，降塵效果反而會下降。其中，最理想的狀態(tài)為，當(dāng)設(shè)備壓力處于0.8MPa 時，荷電電壓為15kv。