土壤重金属污染治理过程开放性粉尘控制技术分析

黄凡凡，朱波波

（杭州中美华东制药江东有限公司，浙江 杭州 310000）

针对受污染土壤的有效处理，需要对空气当中含有重金属物质的粉尘进行收集。其中空气污染处理是工作难度非常大的一项内容，以污染区域空气流动性进行增加，将局部空间当中的粉尘浓度降低，并不能与最终的治理目标相符，所以针对开放性粉尘污染问题的高效处理，采用最普遍的方式便是借助水雾进行降尘。具体来说便是通过雾滴以及雾滴荷电的形式，使粉尘出现凝聚，重量增加。雾滴荷电可以使粉尘与物体之间产生的聚合能力有所加大，进而将空气与粉尘进行了分离，最后依据自身产生的重力，逐渐下沉。

1 开放性粉尘控制技术分析

荷电喷雾方式的应用，需要在常规水雾喷射压力给予强化的前提下，将静电磁场加入到水雾当中，这样能够对粉尘颗粒产生良好的吸附效果，使污染粉尘随着雾滴慢慢凝聚，最后下沉至地面[1]。与一般的水雾相比，荷电量水雾在逐步凝聚之后，对于粉尘产生的吸附效应非常强，可以对空气当中存在的粉尘含量进行高效控制。同时，水雾当中存在的静电，会吸附中粒粉尘，对普通水雾吸附中粒粉尘效果不佳的情况给予了弥补。在当前的实验进行中，探究的主要方向便是针对粉尘污染源怎样做好控制工作；在某一区域的粉尘颗粒怎样做好控制工作等。但对于扩散性粉尘进行控制的探究还有些不足，所以荷电喷雾技术针对开放性粉尘展开的控制效果探究，对研究方面存在的不足进行了弥补。荷载喷雾技术，针对开放性粉尘产生的效果探究，在此基础之上，制定了荷电喷雾降尘技术进行测试的形式。在多次测试开展之后，对雾化喷嘴喷雾压力以及荷电电压产生的降尘效果影响程度给予了明确。此外，荷电喷雾以及常规喷雾、静电除尘技术进行了相应的对比分析，明确了三种不同措施下的降尘效率[2]。

2 实验系统

因为实验环境会受到一些条件的限制，并不能将荷电喷雾针对重金属污染扬尘产生的控制效果最大程度的展现。相关实验开展的关键目的是对荷电喷雾技术产生的重金属污染扬尘控制效果给予明确，所以有些实验过程以及形式作出了简化。污染扬尘采用滑石粉替代，并且风速保持在3.6m/s。对扬尘环境现场模拟之后，借助荷电喷雾装置，对各压力环境以及电压环境当中产生的除尘效果开展了测试[3]。

3 实验结果分析

该项实验内容的开展，最核心的目的是对荷电喷雾处理之后的水雾稀释粉尘的浓度情况给予监测，为了对每个测试点的精准性给予保障，将测试孔布置在了实验的上端以及下端，这样可以对不同水雾压力以及荷电电压环境下的粉尘浓度变化情况给予监测。同时，也会掌握好管道截面当中存在的动态压力值。第一阶段的测试内容，需要先对喷雾压力不同情况下的非荷电喷雾产生的降尘效果开展测试，在取得具体的数据之后，针对喷嘴部位，将静电场进行添加，以便使水雾有荷载能力，从而对喷雾不同压力以及荷电电压下的降尘效果开展测试。

（1）非荷电喷雾环境中，不同喷雾压力产生的降尘效率。各种喷雾压力环境当中，对常规雾滴产生的降尘效率参数，如表一所示。通过对数据的分析可以发现，当增加一定量的喷雾压力时，非荷电喷雾产生的降尘效果会明显提升，在压力处于0.1MPa时，除尘效率达到了43%左右，水雾压力达到1.0MPa 时，这一阶段的除尘效果为75%左右[4]。通过数据的比对分析发现水雾压力差虽然只有0.9MPa 时，但是产生的除尘效果却有大幅度提升，这也表明了最终的除尘效率与喷雾压力有着直接的影响关系。此外，当上升喷雾压力时，尽管产生的降尘效率会有一定程度的提升，但增长的幅度却在连续下降，在0.1MPa 的水压上升到0.2MPa 时，降尘产生的效果提升了7%左右，水压由之前的0.5提升至0.6MPa，水压上升的具体幅度为3.67%；水压由之前的0.8提升至0.9MPa 时，产生的降尘效果也有所提升，为0.9%；当水压由之前的0.9 提升至1.0MPa 时，雾滴产生的降尘效果提升非常小。通过这组数据有效说明了水雾产生的压力，对于雾滴发生的降尘效果并没有太大的影响，所以没有正相关性。压力在有所增大时，降尘效果进行上升的幅度反而会出现持续下降的情况。

表1 非荷电喷雾环境中，不同喷雾压力产生的降尘效率

结合非荷电喷雾的原理进行分析，水雾在慢慢凝结成水滴的过程中，产生的粉尘颗粒吸附效果会借助水雾分子与粉尘微粒之间产生撞击以及接触中完成。在不断增加喷雾压力的过程中，如果喷出的水雾有较大的密度，会使相同空间当中的水雾分布密度有所加大，进而使其与粉尘颗粒之间的接触面增加，所以会产生更高的降尘效果[5]。但由于增加了雾滴的密度，在喷洒之后，四周气流对其产生的带动作用也会有所加强，那么雾滴和粉尘颗粒之间产生的相对运动，便不如之前的效率。所以，粉尘的捕捉力有所下降。此外，由于水雾粒径在越来越小时，水量便会逐渐下降，并且扩大了蒸发面积，这便会使空气当中停留的水雾时间有所减少，含水量渐渐下降，因此针对粉尘产生的捕捉能力会持续减弱。

（2）荷电喷雾，各个喷雾压力产生的降尘效率分析。不同的喷雾压力，对荷电喷雾产生的影响效果是不同的，为了对这一问题进行探究，在该实验当中借助了15 千伏的荷电喷雾，从而测试了降尘效果。如表二所示。通过这一测试结果可以发现，在加大喷雾压力时，产生的降尘效果会有一定程度的增加，压力处于0.1MPa 时，降尘率为56%左右，上升至1.0MPa 时，产生的降尘率也会有所增加，并且幅度很大[6]。两种压力环境当中产生的降尘效率，都有所提升。但是在持续增大压力时，产生的降尘幅度，开始逐步下降，这一数据充分说明荷电与非荷电产生的喷雾降尘效果，会因为压力的提升有所增加，但不同压力状态下产生的增加幅度几乎没有差异。这种现象出现的因素是因为降尘率只能对一定环境内的水雾与粉尘颗粒的接触面进行反应，越大的接触面产生的碰撞几率便会越大，在荷载电压处于一定稳定状态时，雾滴颗粒的大小以及相应的分布情况对最终的降尘效果产生了决定性影响。电场荷载，只对水雾产生的吸附粉尘效果进行了增加，如果面积比较小的水雾环境下，强化的吸附效果便会比较有限，只能将一定程度的降尘效果给予提升。

在对两组表格数据进行分析之后，可以发现，增加喷雾压力时，相应的也会增加降尘效果。两种水雾的降尘曲线没有较大的差异性，但是荷载喷雾产生的降尘效果要比非荷载喷雾产生的降尘效果更突出一些，水压状态相同的环境下，降尘效率增长幅度大概为15%，这也充分说明了，荷电雾滴产生的捕捉粉尘能力更突出一些。因此，将静电力导入雾滴当中，可以使喷雾降尘产生更加理想的效果。

表2 不同喷雾压力条件下产生的水雾降尘效率

4 结语

总之，针对不同实验环境中，产生的降尘效果进行了比对分析发现，荷电雾滴产生的捕捉粉尘能力更突出一些，降尘效率增长幅度大概为15%。但是压力以及荷载在达到一定水平之后，降尘效果反而会下降。其中，最理想的状态为，当设备压力处于0.8MPa 时，荷电电压为15kv。