5 Métodos efectivos para controlar la contaminación del aire (explicado con un diagrama)

Algunos de los métodos efectivos para controlar la contaminación del aire son los siguientes: (a) Métodos de corrección de la fuente (b) Equipo de control de la contaminación (c) Difusión del contaminante en el aire (d) Vegetación (e) Zonificación.

(a) Métodos de corrección de fuente:

Las industrias hacen una gran contribución para causar la contaminación del aire. La formación de contaminantes puede prevenirse y su emisión puede minimizarse en la propia fuente.

Al investigar cuidadosamente las primeras etapas de diseño y desarrollo en procesos industriales, por ejemplo, los métodos que tienen un potencial mínimo de contaminación del aire pueden seleccionarse para lograr el control de la contaminación del aire en la fuente misma.

Estos métodos de corrección de fuente son:

(i) Sustitución de materias primas:

Si el uso de una materia prima en particular resulta en contaminación del aire, entonces debe ser sustituido por otra materia prima de grado más puro que reduce la formación de contaminantes. Así,

(a) El combustible con bajo contenido de azufre que tiene menos potencial de contaminación se puede utilizar como alternativa a los combustibles con alto contenido de azufre, y

(b) Comparativamente, se puede usar un gas de petróleo líquido (GLP) más refinado o gas natural licuado (GNL) en lugar de los combustibles tradicionales altamente contaminantes, como el carbón.

(ii) Modificación del proceso:

El proceso existente se puede cambiar utilizando técnicas modificadas para controlar la emisión en la fuente. Por ejemplo,

(a) Si el carbón se lava antes de la pulverización, las emisiones de cenizas volantes se reducen considerablemente.

(b) Si se ajusta la entrada de aire del horno de caldera, se pueden reducir las emisiones excesivas de cenizas volantes en las centrales eléctricas.

(iii) Modificación de Equipos Existentes:

La contaminación del aire se puede minimizar considerablemente realizando modificaciones adecuadas en el equipo existente:

(a) Por ejemplo, el humo, el monóxido de carbono y los humos pueden reducirse si los hornos de hogar abierto se reemplazan por hornos de oxígeno básico controlado o hornos eléctricos.

(b) En las refinerías de petróleo, la pérdida de vapores de hidrocarburos de los tanques de almacenamiento debido a la evaporación, los cambios de temperatura o el desplazamiento durante el llenado, etc., puede reducirse diseñando los tanques de almacenamiento con cubiertas de techo flotantes.

(iv) Mantenimiento de Equipo:

Una cantidad apreciable de contaminación se debe a un mantenimiento deficiente del equipo, que incluye la fuga alrededor de conductos, tuberías, válvulas y bombas, etc. La emisión de contaminantes debido a negligencia se puede minimizar mediante un chequeo de rutina de los sellos y juntas.

(b) Equipo de Control de Contaminación:

A veces, el control de la contaminación en la fuente no es posible mediante la prevención de la emisión de contaminantes. Entonces se hace necesario instalar equipos de control de la contaminación para eliminar los contaminantes gaseosos de la corriente de gas principal.

Los contaminantes están presentes en alta concentración en la fuente y, a medida que aumenta su distancia de la fuente, se diluyen al difundirse con el aire ambiental.

Los equipos de control de la contaminación generalmente se clasifican en dos tipos:

(a) Dispositivos de control de partículas contaminantes.

(b) Dispositivos de control de contaminantes gaseosos.

En el presente libro solo se tratan los dispositivos de control de partículas contaminantes.

Dispositivos de control para contaminantes de partículas:

(1) Cámara de asentamiento gravitacional:

Para la eliminación de partículas que superan los 50 µm de las corrientes de gas contaminadas, se ponen en uso las cámaras de sedimentación gravitacional (Fig. 5.1).

Este dispositivo consta de enormes cámaras rectangulares. La corriente de gas contaminada con partículas puede entrar desde un extremo. La velocidad horizontal de la corriente de gas se mantiene baja (menos de 0, 3 m / s) para dar tiempo suficiente a las partículas para que se asienten por gravedad.

Las partículas que tienen una densidad más alta obedecen la ley de Stoke y se asientan en el fondo de la cámara desde donde finalmente se eliminan. Los diversos estantes o bandejas horizontales mejoran la eficiencia de recolección al acortar la trayectoria de sedimentación de las partículas.

(2) Separadores de ciclón (ciclón de flujo inverso):

En lugar de la fuerza gravitatoria, los separadores de ciclones utilizan la fuerza centrífuga para separar las partículas del gas contaminado. La fuerza centrífuga, varias veces mayor que la fuerza gravitacional, puede ser generada por una corriente de gas giratorio y esta calidad hace que los separadores de ciclones sean más efectivos para eliminar partículas mucho más pequeñas de lo que posiblemente pueden ser eliminadas por las cámaras de sedimentación gravitacional.

Un simple separador ciclónico (Fig. 5.2) consiste en un cilindro con una base cónica. Una entrada tangencial que se descarga cerca de la parte superior y una salida para descargar las partículas están presentes en la base del cono.

Mecanismo de acción:

El gas cargado de polvo entra tangencialmente, recibe un movimiento giratorio y genera una fuerza centrífuga debido a la cual las partículas se lanzan a las paredes del ciclón mientras el gas se desplaza hacia arriba dentro del cono (es decir, el flujo se invierte para formar un vórtice interno que deja fluir a través de la salida). ). Las partículas se deslizan por las paredes del cono y se descargan desde la salida.

(3) Filtros de tela (filtros de cámara de filtros):

En un sistema de filtro de tela, se hace que una corriente de gas contaminado pase a través de una tela que filtra el contaminante particulado y permite que pase el gas transparente. El material particulado se deja en forma de una fina capa de polvo en el interior de la bolsa. Esta esterilla para polvo actúa como un medio filtrante para la eliminación adicional de partículas, lo que aumenta la eficiencia de la bolsa de filtro para tamizar más partículas submicrónicas (0, 5 µm).

Un filtro típico (Fig. 5.3) es una bolsa tubular que está cerrada en el extremo superior y tiene una tolva unida en el extremo inferior para recoger las partículas cuando se desprenden de la tela. Muchas de estas bolsas se cuelgan en una casa de bolsas. Para lograr una filtración eficiente y una vida más larga, las bolsas de filtro deben limpiarse ocasionalmente con un agitador mecánico para evitar que se acumulen demasiadas capas de partículas en las superficies internas de la bolsa.

(4) Precipitadores electrostáticos:

El precipitador electrostático (Fig. 5.4) funciona según el principio de precipitación electrostática, es decir, las partículas cargadas eléctricamente presentes en el gas contaminado se separan de la corriente de gas bajo la influencia del campo eléctrico.

Un precipitador típico de alambre y tubería consiste en:

(a) Una superficie de recolección cargada positivamente (puesta a tierra).

(b) Un cable de electrodo de descarga de alto voltaje (50 KV).

(d) Un peso en la parte inferior del cable del electrodo para mantener el cable en posición.

Mecanismo de acción:

El gas contaminado ingresa desde la parte inferior, fluye hacia arriba (es decir, entre el cable de alto voltaje y la superficie de recolección conectada a tierra). La alta tensión en el cable ioniza el gas. Los iones negativos migran hacia la superficie conectada a tierra y también transmiten su carga negativa a las partículas de polvo. Luego, estas partículas de polvo con carga negativa se extraen electrostáticamente hacia la superficie del colector con carga positiva, donde finalmente se depositan.

La superficie colectora es golpeada o vibrada para eliminar periódicamente las partículas de polvo recolectadas, de modo que el espesor de la capa de polvo depositado no exceda los 6 mm, de lo contrario, la atracción eléctrica se debilita y la eficiencia del precipitador electrostático se reduce.

Como la precipitación electrostática tiene una eficiencia de más del 99% y puede operarse a altas temperaturas (600 ° C) y presión a un menor requerimiento de energía, por lo tanto, es económico y simple de operar en comparación con otros dispositivos.

(5) Colectores húmedos (Scrubbers):

En los colectores húmedos o lavadores, los contaminantes en partículas se eliminan de la corriente de gas contaminado incorporando las partículas en gotas de líquido.

Los lavadores húmedos comunes son:

(i) Torre Spray

(ii) Venturi Scrubber

(iii) Depurador de ciclón

(i) Torre de Spray:

El agua se introduce en una torre de pulverización (Fig. 5.5.) Por medio de una boquilla de pulverización (es decir, hay un flujo de agua hacia abajo). A medida que el gas contaminado fluye hacia arriba, las partículas (tamaño superior a 10 µm) presentes chocan con las gotas de agua que se rocían hacia abajo desde las boquillas de rociado. Bajo la influencia de la fuerza gravitatoria, las gotas de líquido que contienen las partículas se depositan en el fondo de la torre de pulverización.

(ii) Venturi Scrubber:

Las partículas altamente eficientes de depuración Venturi eliminan de manera muy efectiva las partículas submicrónicas (tamaño de 0.5 a 5 µn) asociadas con el humo y los humos. Como se muestra en la Fig. 5.6, una Fregadora Venturi tiene una sección de garganta con forma de Venturi. El gas contaminado pasa hacia abajo a través de la garganta a una velocidad de 60 a 180 m / s.

Una corriente de agua gruesa se inyecta hacia arriba en la garganta, donde se atomiza (es decir, rompe el agua en gotas) debido al impacto de la alta velocidad del gas. Las gotitas líquidas chocan con las partículas en la corriente de gas contaminado.

Las partículas quedan atrapadas en las gotitas y caen para ser eliminadas más adelante. Los lavadores Venturi también pueden eliminar los contaminantes gaseosos solubles. Debido a la atomización del agua, existe un contacto adecuado entre el líquido y el gas, lo que aumenta la eficiencia del Venturi Scrubber (su costo de energía es alto debido a la alta velocidad del gas de entrada).

Para separar las gotitas que transportan la materia particulada de la corriente de gas, esta mezcla de gas y líquido en el lavador Venturi se dirige luego a un dispositivo de separación como un separador de ciclón.

(iii) Depurador de ciclón:

La cámara de ciclón seca se puede convertir en un lavador de ciclón húmedo al insertar boquillas de rociado de alta presión en varios lugares dentro de la cámara seca (Fig. 5.7).

Las boquillas de rociado de alta presión generan un rociado fino que intercepta las pequeñas partículas en el gas contaminado. La fuerza centrífuga lanza estas partículas hacia la pared desde donde se drenan hacia abajo hasta la parte inferior del lavador.

(c) Difusión de contaminantes en el aire:

La dilución de los contaminantes en la atmósfera es otro enfoque para controlar la contaminación del aire. Si la fuente de contaminación libera solo una pequeña cantidad de contaminantes, la contaminación no se nota, ya que estos contaminantes se difunden fácilmente a la atmósfera, pero si la cantidad de contaminantes del aire supera la capacidad limitada del medio ambiente para absorber los contaminantes, se produce la contaminación.

Sin embargo, la dilución de los contaminantes en la atmósfera se puede lograr mediante el uso de pilas altas que penetran las capas atmosféricas superiores y dispersan los contaminantes para que la contaminación a nivel del suelo se reduzca considerablemente. La altura de las pilas generalmente se mantiene de 2 a 2 _1/2 veces la altura de las estructuras cercanas.

La dilución de los contaminantes en el aire depende de la temperatura atmosférica, la velocidad y la dirección del viento. La desventaja del método es que es una medida de contacto a corto plazo que en realidad produce efectos de largo alcance altamente indeseables.

Esto es así porque la dilución solo diluye los contaminantes a niveles en los que sus efectos dañinos son menos notables cerca de su fuente original, mientras que, a una distancia considerable de la fuente, estos mismos contaminantes eventualmente bajan de una forma u otra.

(d) Vegetación:

Las plantas contribuyen a controlar la contaminación del aire utilizando dióxido de carbono y liberando oxígeno en el proceso de la fotosíntesis. Esto purifica el aire (eliminación de contaminantes gaseosos, CO ₂ ) para la respiración de hombres y animales.

Los contaminantes gaseosos como el monóxido de carbono son fijados por algunas plantas, a saber, Coleus Blumeri, Ficus variegata y Phascolus Vulgaris. Especies de Pinus, Quercus, Pyrus, Juniperus y Vitis descontaminan el aire al metabolizar los óxidos de nitrógeno. Se deben plantar muchos árboles, especialmente alrededor de aquellas áreas que están declaradas como áreas de alto riesgo de contaminación.

(e) Zonificación:

Este método de control de la contaminación del aire se puede adoptar en las etapas de planificación de la ciudad. Los defensores de la zonificación reservan áreas separadas para las industrias de modo que estén muy alejadas de las áreas residenciales. Las industrias pesadas no deben estar ubicadas demasiado cerca unas de otras.

Las industrias nuevas, en la medida de lo posible, deben establecerse lejos de las ciudades más grandes (esto también mantendrá un control sobre la creciente concentración de la población urbana en unas pocas ciudades más grandes solamente) y las decisiones de ubicación de las grandes industrias deben guiarse por la planificación regional. El polígono industrial de Bangalore se divide en tres zonas: industrias ligeras, medianas y grandes. En Bangalore y Delhi no se permiten grandes industrias.