Beberapa metode yang efektif untuk Pengendalian Polusi Udara adalah sebagai berikut: (a) Metode Koreksi Sumber (b) Peralatan Pengendalian Polusi (c) Difusi polutan di udara (d) Vegetasi (e) Zonasi.
(a) Metode Koreksi Sumber:
Industri memberikan kontribusi besar terhadap penyebab polusi udara. Pembentukan polutan dapat dicegah dan emisinya dapat diminimalkan pada sumbernya sendiri.
Dengan hati-hati menyelidiki tahap awal desain dan pengembangan dalam proses industri, misalnya, metode yang memiliki potensi polusi udara minimum dapat dipilih untuk mencapai pengendalian polusi udara pada sumbernya sendiri.
Metode koreksi sumber ini adalah:
(i) Pergantian bahan baku:
Jika penggunaan bahan baku tertentu mengakibatkan polusi udara, maka harus diganti dengan bahan baku lain yang lebih murni yang mengurangi pembentukan polutan. Dengan demikian,
(a) Bahan bakar belerang rendah yang memiliki potensi polusi yang lebih kecil dapat digunakan sebagai bahan bakar alternatif dari bahan bakar belerang tinggi, dan,
(b) Bahan bakar gas cair (LPG) atau gas alam cair (LNG) yang relatif lebih halus dapat digunakan sebagai pengganti bahan bakar kontaminan tradisional yang tinggi seperti batu bara.
(ii) Modifikasi Proses:
Proses yang ada dapat diubah dengan menggunakan teknik yang dimodifikasi untuk mengendalikan emisi pada sumbernya. Sebagai contoh,
(a) Jika batubara dicuci sebelum dihaluskan, maka emisi abu terbang dapat dikurangi.
(b) Jika pemasukan udara dari tungku boiler disesuaikan, maka emisi Fly-ash berlebih pada pembangkit listrik dapat dikurangi.
(iii) Modifikasi Peralatan yang Ada:
Polusi udara dapat sangat diminimalkan dengan melakukan modifikasi yang sesuai pada peralatan yang ada:
(a) Misalnya, asap, karbon monoksida, dan asap dapat dikurangi jika tungku perapian terbuka diganti dengan tungku oksigen dasar terkontrol atau tungku listrik.
(b) Di kilang minyak, hilangnya uap hidrokarbon dari tangki penyimpanan akibat penguapan, perubahan suhu atau perpindahan selama pengisian dll. dapat dikurangi dengan merancang tangki penyimpanan dengan penutup atap terapung.
(c) Memberi tekanan pada tangki penyimpanan dalam kasus di atas juga dapat memberikan hasil yang serupa.
(iv) Perawatan Peralatan:
Jumlah polusi yang cukup besar disebabkan karena pemeliharaan peralatan yang buruk yang mencakup kebocoran di sekitar saluran, pipa, katup, dan pompa, dll. Emisi polutan karena kelalaian dapat diminimalkan dengan pemeriksaan rutin segel dan gasket.
(b) Peralatan Pengendalian Polusi:
Kadang-kadang pengendalian polusi pada sumbernya tidak mungkin dilakukan dengan mencegah emisi polutan. Kemudian menjadi perlu untuk memasang peralatan pengontrol polusi untuk menghilangkan polutan gas dari aliran gas utama.
Polutan hadir dalam konsentrasi tinggi pada sumbernya dan ketika jaraknya dari sumber meningkat, mereka menjadi encer dengan berdifusi dengan udara lingkungan.
Peralatan pengendalian polusi umumnya diklasifikasikan menjadi dua jenis:
(a) Kontrol perangkat untuk kontaminan partikulat.
(b) Alat kontrol untuk kontaminan gas.
Dalam buku ini hanya perangkat kontrol untuk kontaminan partikulat yang dibahas.
Perangkat Kontrol untuk Kontaminan Partikulat:
(1) Ruang Pengendapan Gravitasi:
Untuk menghilangkan partikel berukuran lebih dari 50 µm dari aliran gas yang tercemar, digunakan ruang pengendapan gravitasi (Gambar 5.1).
Perangkat ini terdiri dari ruang persegi panjang yang besar. Aliran gas yang tercemar partikulat dibiarkan masuk dari satu ujung. Kecepatan horizontal aliran gas dijaga rendah (kurang dari 0,3 m/s) untuk memberikan waktu yang cukup bagi partikel untuk mengendap oleh gravitasi.
Partikulat yang memiliki densitas lebih tinggi mematuhi hukum Stoke dan menetap di dasar bilik dari tempat mereka akhirnya dikeluarkan. Beberapa rak atau baki horizontal meningkatkan efisiensi pengumpulan dengan memperpendek jalur pengendapan partikel.
(2) Pemisah Siklon (Siklon Aliran Balik):
Alih-alih gaya gravitasi, gaya sentrifugal digunakan oleh pemisah siklon, untuk memisahkan partikel dari gas yang tercemar. Gaya sentrifugal, beberapa kali lebih besar dari gaya gravitasi, dapat dihasilkan oleh aliran gas yang berputar dan kualitas ini membuat pemisah siklon lebih efektif dalam menghilangkan partikulat yang jauh lebih kecil daripada yang mungkin dapat dihilangkan oleh ruang pengendapan gravitasi.
Pemisah siklon sederhana (Gambar 5.2) terdiri dari sebuah silinder dengan alas berbentuk kerucut. Saluran masuk tangensial yang keluar di dekat bagian atas dan saluran keluar untuk mengeluarkan partikulat ada di dasar kerucut.
Mekanisme aksi:
Gas sarat debu masuk secara tangensial, menerima gerakan berputar dan menghasilkan gaya sentrifugal yang menyebabkan partikel terlempar ke dinding siklon saat gas berputar ke atas di dalam kerucut (yaitu aliran berbalik untuk membentuk pusaran dalam yang meninggalkan aliran melalui saluran keluar). ). Partikulat meluncur ke bawah dinding kerucut dan dikeluarkan dari outlet.
(3) Filter Kain (Filter Baghouse):
Dalam sistem filter kain, aliran gas yang tercemar dibuat untuk melewati kain yang menyaring polutan partikulat dan memungkinkan gas bening melewatinya. Partikulat dibiarkan dalam bentuk keset debu tipis di bagian dalam tas. Keset debu ini bertindak sebagai media penyaringan untuk menghilangkan partikulat lebih lanjut, meningkatkan efisiensi kantong filter untuk menyaring lebih banyak partikel sub mikron (0,5 µm).
Filter tipikal (Gbr 5.3) adalah kantong tubular yang ditutup di ujung atas dan memiliki hopper yang dipasang di ujung bawah untuk mengumpulkan partikel saat dikeluarkan dari kain. Banyak tas seperti itu digantung di baghouse. Untuk filtrasi yang efisien dan masa pakai yang lebih lama, kantong filter harus dibersihkan sesekali dengan pengocok mekanis untuk mencegah terlalu banyak lapisan partikel menumpuk di permukaan bagian dalam kantong.
(4) Precipitator Elektrostatis:
Pengendapan elektrostatik (Gbr. 5.4) bekerja berdasarkan prinsip pengendapan elektrostatik yaitu partikulat bermuatan listrik yang terdapat dalam gas tercemar dipisahkan dari aliran gas di bawah pengaruh medan listrik.
Precipitator kawat dan pipa tipikal terdiri dari:
(a) Permukaan pengumpul bermuatan positif (dibumikan).
(b) Kabel elektroda pelepasan tegangan tinggi (50 KV).
(c) Insulator untuk menangguhkan kawat elektroda dari atas.
(d) Pemberat di bagian bawah kawat elektroda untuk menjaga agar kawat tetap pada posisinya.
Mekanisme aksi:
Gas yang tercemar masuk dari bawah, mengalir ke atas (yaitu antara kabel tegangan tinggi dan permukaan pengumpul yang diarde). Tegangan tinggi di kawat mengionisasi gas. Ion negatif bermigrasi ke permukaan ground dan meneruskan muatan negatifnya ke partikel debu juga. Kemudian partikel debu bermuatan negatif ini ditarik secara elektrostatis ke permukaan kolektor bermuatan positif, di mana mereka akhirnya disimpan.
Permukaan pengumpul diketuk atau digetarkan untuk menghilangkan partikel debu yang terkumpul secara berkala sehingga ketebalan lapisan debu yang diendapkan tidak melebihi 6 mm, jika tidak daya tarik listrik menjadi lemah dan efisiensi pengendap elektrostatik berkurang.
Karena presipitasi elektrostatis memiliki efisiensi 99+ persen dan dapat dioperasikan pada suhu tinggi (600°C) dan tekanan dengan kebutuhan daya yang lebih kecil, oleh karena itu, ekonomis dan mudah dioperasikan dibandingkan dengan perangkat lain.
(5) Pengumpul Basah (Penggosok):
Dalam kolektor atau scrubber basah, kontaminan partikulat dihilangkan dari aliran gas yang tercemar dengan memasukkan partikulat ke dalam tetesan cairan.
Scrubber basah yang umum adalah:
(i) Menara Penyemprot
(ii) Penggosok Venturi
(iii) Penggosok Siklon
(i) Menara Penyemprotan:
Air dimasukkan ke dalam menara penyemprot (Gbr. 5.5.) melalui nosel penyemprot (yakni ada aliran air ke bawah). Saat gas tercemar mengalir ke atas, partikel (ukuran melebihi 10 µm) yang ada bertabrakan dengan tetesan air yang disemprotkan ke bawah dari nosel semprot. Di bawah pengaruh gaya gravitasi, tetesan cairan yang mengandung partikulat mengendap di dasar menara penyemprot.
(ii) Penggosok Venturi:
Partikel submikron (ukuran 0,5 hingga 5 µn) yang terkait dengan asap dan asap sangat efektif dihilangkan dengan Venturi Scrubber yang sangat efisien. Seperti ditunjukkan pada Gambar 5.6 Venturi Scrubber memiliki bagian tenggorokan berbentuk Venturi. Gas yang tercemar mengalir ke bawah melalui tenggorokan dengan kecepatan 60 hingga 180 m/detik.
Aliran air kasar disuntikkan ke atas ke tenggorokan di mana ia diatomisasi (yaitu memecah air menjadi tetesan) karena dampak dari kecepatan tinggi gas. Tetesan cairan bertabrakan dengan partikulat dalam aliran gas yang tercemar.
Partikel-partikel terperangkap dalam tetesan dan jatuh untuk dihilangkan nanti. Scrubber Venturi juga dapat menghilangkan kontaminan gas terlarut . Karena atomisasi air ada kontak yang tepat antara cairan dan gas yang meningkatkan efisiensi Scrubber Venturi (biaya dayanya tinggi karena kecepatan gas masuk yang tinggi).
Untuk memisahkan droplet yang membawa partikulat dari aliran gas, campuran gas-cair di Venturi Scrubber ini kemudian diarahkan ke alat pemisah seperti pemisah siklon.
(iii) Penggosok Topan:
Ruang siklon kering dapat diubah menjadi scrubber siklon basah dengan memasang nozel semprot bertekanan tinggi di berbagai tempat di dalam ruang kering (Gbr. 5.7).
Nosel semprot bertekanan tinggi menghasilkan semprotan halus yang mencegat partikel kecil dalam gas yang tercemar. Gaya sentrifugal melemparkan partikel-partikel ini ke arah dinding dari tempat mereka dialirkan ke bawah ke dasar scrubber.
(c) Difusi Polutan di Udara:
Pengenceran kontaminan di atmosfer adalah pendekatan lain untuk mengendalikan polusi udara. Jika sumber polusi melepaskan hanya sejumlah kecil kontaminan maka polusi tidak terlihat karena polutan ini mudah menyebar ke atmosfer tetapi jika jumlah kontaminan udara melebihi kapasitas lingkungan yang terbatas untuk menyerap kontaminan maka akan terjadi polusi.
Namun, pengenceran kontaminan di atmosfer dapat dilakukan melalui penggunaan tumpukan tinggi yang menembus lapisan atmosfer bagian atas dan menyebarkan kontaminan sehingga polusi permukaan tanah sangat berkurang. Ketinggian tumpukan biasanya dijaga 2 hingga 2 1/2 kali tinggi bangunan di dekatnya.
Pengenceran polutan di udara tergantung pada suhu atmosfer, kecepatan dan arah angin. Kerugian dari metode ini adalah tindakan kontak jangka pendek yang pada kenyataannya membawa efek jangka panjang yang sangat tidak diinginkan.
Ini karena pengenceran hanya mengencerkan kontaminan ke tingkat di mana efek berbahayanya kurang terlihat di dekat sumber aslinya sedangkan pada jarak yang cukup jauh dari sumber kontaminan ini akhirnya turun dalam beberapa bentuk atau lainnya.
(d) Vegetasi:
Tanaman berkontribusi terhadap pengendalian polusi udara dengan memanfaatkan karbon dioksida dan melepaskan oksigen dalam proses fotosintesis. Ini memurnikan udara ( penghilangan polutan gas—CO 2 ) untuk pernapasan manusia dan hewan.
gas seperti karbon monoksida difiksasi oleh beberapa tanaman, yaitu Coleus Blumeri, Ficus variegata dan Phascolus Vulgaris. Spesies Pinus, Quercus, Pyrus, Juniperus dan Vitis menghilangkan polusi udara dengan memetabolisme nitrogen oksida. Banyak pohon harus ditanam terutama di sekitar daerah yang dinyatakan sebagai daerah berisiko tinggi pencemaran.
(e) Zonasi:
Metode pengendalian polusi udara ini dapat diadopsi pada tahap perencanaan kota. Pendukung zonasi menyisihkan area terpisah untuk industri sehingga mereka jauh dari area pemukiman. Industri berat tidak boleh terletak terlalu dekat satu sama lain.
Industri baru, sejauh mungkin, harus didirikan jauh dari kota-kota besar (ini juga akan mengawasi peningkatan konsentrasi penduduk perkotaan hanya di beberapa kota besar) dan keputusan lokasi industri besar harus dipandu oleh perencanaan regional. Kawasan industri Bangalore terbagi menjadi tiga zona yaitu industri ringan, menengah dan besar. Di Bangalore dan Delhi, industri yang sangat besar tidak diizinkan.
