انواع آلاینده های زیست محیط بر اساس ماهیت های فیزیکی

این مقاله شامل موارد زیر می باشد :
انواع آلاینده های زیست محیط بر اساس ماهیت های فیزیکی
تاثیرات آلاینده ها بر سلامت انسان ها
معرفی ویژگی، خصوصیات و کارایی سیستم های پاک کننده های جریان هوا از آلاینده ها
انواع غبارگیر ها
⦁ رسوب دهنده های الکتوراستاتیکی
⦁ غبارگیر های پارچه ای
⦁ غبار گیر های گریز از مرکز
⦁ غبارگیر های تر
سیستم های کنترل گاز ها و بخارات
⦁ جاذب ها
⦁ جاذبهای سطحی
⦁ اکسید کننده های گرمایی
⦁ سوزاننده های مستقیم
⦁ اکسید کننده های کاتالیستی

مقدمه
پیرو آشکار شدن جنبه های مختلف آثار مخرب بهداشتی، زیست محیطی و اقتصادی آلاینده های هوا در طی دهه های اخیر، پیشرفت چشم گیری در توسعه و اجرای اقدامات قانونی، اجرایی و فنی و مهندسی به منظور کنترل آنها حاصل شده است. صنایع به عنوان یکی از اصلی ترین منابع تولید آلاینده های هوا از لحاظ کثرت و تنوع آلاینده های تولیدی، از محور های اصلی تمرکز کلیه این اقدامات می باشد. آلاینده های هوای منتشره از صنایع علاوه بر تهدید سلامت شاغلین در آن، قادر هستند سلامت کلیه شاغلین صنایع مجاور، ساکنان مناطق مسکونی، محیط زیست مناطق مجاور و حتی اکوسیستم منطقه ای و جهانی را نیز تهدید نمایند.
بطور کلی آلاینده های منتشره از صنایع به دو دسته کلی ذرات یا آئروسل ها ، گاز ها و بخارات دسته بندی می شوند که بر اساس ماهیت و نوع آلاینده روش های بدام اندازه و تصفیه این آلاینده ها با یک دیگر متفاوت می باشد که در ادامه به بررسی می پردازیم.

⦁ انواع آلاینده های شیمیایی
الف- گاز ها و بخارات
بطور کلی گاز، سیالی است که در دما و فشار معمولی در دمایی بیشتر از درجه حرارتی بحرانی خود قرار دارد و در فاز گازی است. گاز ها با کاهش دما و افزایش فشار بطور همزمان به صورت مایع در می آیند.
بخار ماده است که در حالت گاز زیر حرارت بحرانی خود قرار دارد و درنتیجه ی تبخیر یا تصفیه بوجود می آیند و در دمای 25 درجه ی سانتی گراد و فشار 1 اتمسفر معمولا به شکل مایع یا جامد هستند.
در اکثر فرآیند های صنعتی به ویژه پالایشگاهها و پتروشیمی، گاز ها و بخارات طی فرآیند های صنعتی منتشر می شوند.

ب- ذرات آئروسل

ذرات آئروسل در اثر فرایندهای مهم در صنعت که به ایجاد ذرات کوچک منجر میگردد، به وجود می آیند. این فرایند از ساده ترین فرایند در صنعت مانند آسیاب کردن، کوبیدن و خرد کردن شروع میشود و عملیات بزرگ صنعتی همچون عملیات متالوژی، ریخته گری را در بر میگیرد.
اندازه ی ذرات آئروسل متفاوت است ولی معمولاً اندازه ذرات در صنعت از 002/0 تا ۱۰۰ میکرومتر است. ذرات بسیار بزرگتر از ۱۰ میکرومتر تا ۴۰۰ میکرومتر در هوا پخش میگردند ولی از نظر تأثیر بر سلامتی انسان اهمیت کمتری دارد. اثرات آئروسل بر بدن انسان به اندازه، شکل، ماهیت خواص شیمیایی ذره و غلظت بستگی دارد. مهمترین آئروسل هایی که در محیط کار وجود دارند گرد و غبار، فیوم یا دودفلزی، میست، مه، دود، الیاف و ذرات نانو هستند.
گرد و غبار: ذرات بسیار کوچک جامد است که در اثر فرایندهای مکانیکی مانند کوبیدن، خرد کردن، آسیاب کردن، ساییدن، الک کردن و غیره تولید می شود.
پیدایش گرد و غبارهایی با نقطه ی برش کمتر از ۱۰۰ میکرومتر اهمیت دارد، زیرا جزو ذرات تنفسی هستند. ذرات بیش از ۱۰۰ میکرومتر به علت اندازه خود توانایی ورود به سیستم تنفسی را ندارند، چون معمولاً مخاط بینی آنها را جذب می کند. ذرات بیش از ۳۰۰ میکرومتر نیز تولید میشوند ولی بلافاصله در سطح زمین ته نشین میگردند. اندازه ذرات با توجه به نوع آن، از نظر سلامتی بر بدن انسان اهمیت زیادی دارد؛ مثلاً ذرات سیلیس با نقطه برش 5/3 میکرومتر به دلیل اینکه ذرات استنشاقی است، در همین اندازه میتوانند بیماری سیلیکوزیس را ایجاد کنند.
گردو غبارها ممکن است جزیی از بدن حشرات، اسپورهای قارچی یا میکروارگانیسم های زنده باشند، در صورت به آنان بیوآئروسل گفته می شود. بیوآئروسل ها به دو دسته ی اصلی تقسیم می گردند: بیوآئروسلهای زنده که شامل میکرو کارگانیسم ها و اسپورهای قارچی است و بیوآئروسل های غیرزنـده کـه شامل اجزای بدن حشرات، میکروارگانیسم های غیرزنده و غیره هستند.
گرد و غبارهایی که در محیط کار تولید میگردند در اندازه های متفاوت است، به همین علت به آنها پل دیسپرس گفته می شود.
الیاف یا گرد و غبارهای رشته ای: ذرات کشیده شده یا بلندی هستند که نسبت طول به عرض آنها بزرگتر از ۳ به ۱ است. فیبرها ممکن است به طور طبیعی باشند؛ مانند الیاف گیاهی و آزبست و ممکن است مصنوعی باشند؛ مانند پشم شیشه گرافیت آزبست که از معروفترین الیاف رشتهای استفاده شونده در صنعت است و باعث ایجاد بیماریهای مختلفی مانند آزبستوزیس و مزوتلیوما و سرطان برونشها میگردد.
ذرات نانو: ذراتی است که ابعاد آنها در حدود ۱ تا ۱۰۰ نانومتر است. ذرات نانو به صورت طبیعی یا مصنوعی تولید میشوند. نانو ذرات مصنوعی، مشتق از صنعت و احتراق مثل دود ديزل و نانو ذرات تولید شده مانند نانو تیوب های کربن است و نانو ذرات طبیعی، مانند فوران آتشفشان، مواد شیمیایی محیط و … است. ذرات نانو باعث خطرات احتمالی پزشکی و محیطی میگردند که بیشتر به علت سطح زیاد آنان نسبت به حجم بوده که باعث میشود ذرات خیلی واکنش پذیر باشند یا به صورت کاتالیست عمل نمایند. همچنین قادر خواهند بود از میان غشای سلولی در ارگانیسم عبور نمایند و با سیستمهای بیولوژیکی که نسبتاً ناشناخته هستند، واکنش بدهند.
فیوم یا دود فلزی : آئروسل های بسیار ریز جامد هستند که از به هم چسبیدن ذرات تبخیر شده از فلزات یا پلاستیک ها در هوا، طی عمل تصعید، ذوب، احتراق و غیره به وجود می آیند. جوشکاری قوس الکتریکی یا استیلن،کوره های ذوب و ریخته گری، برش با شعله ی پلاسما و آسفالت کاری از فرآیندهایی هستند که در آنها فیومهای فلزی زیاد به همراه گازها و بخارات مختلف تولید میشوند.
ذرات فلزی تولید شده در هوا اکسید میشوند و ذرات ۱ تا 001/0 میکرومتر تولید می کنند و درصورت استنشاق، بسته به نوع فیوم، خطرهای بسیار بزرگی برای کارگران به وجود می آورند.
میست : قطرات ریز مایع کروی شکل هستند که در اثر تراکم گازها یا انتشار مایعات ایجاد می شوند و خواص همان مایع اولیه را دارند. اندازه میست،ها ۰1/0 تا ۱۰ میکرومتر است. مهمترین منابع تولید میست مخزن های روبازآبکاری، روغن ناشی از آب فلزکاری و میست های اسپری رنگ است
مه : قطرات ریز مایع معلق در هوا هستند که بر اثر تراکم فاز بخار ایجاد می شوند. ذرات مه کوچکتر از ذرات میست است و در آلودگی هوا نقش دارند.
⦁ وسایل پاک کننده هوا
وسایل پاک کننده هوا، آلاینده ها را از جریان هوا یا گاز می زدایند و برای رفع نیازمندی های گوناگون در محدوده وسیعی از طرحها موجودند. در انتخاب این وسایل برای یک کاربرد خاص، میزان برداشت موردنیاز، مقدار و خصوصیات آلاینده ای که باید تمیز شود و شرایط جریان هوا یا گاز مؤثرند. علاوه بر آن در کلیه موارد باید کنترل آتش سوزی و انفجار احتمالی نیز درنظر گرفته شود.
وسایل پاک کننده مورد نیاز برای ذرات (گرد و غبارات) به دو دسته اصلی تقسیم میشوند
⦁ صافيها Air Filters
⦁ غبارگیرها Dust Collectors
صافی های هوا برای دفع ذرات و هنگامی که غلظت آن در هوا در حد کم یعنی در حدی که در هوای بیرون یافت می شوند طراحی شده اند. این وسایل معمولاً در سیستم های تهویه، تهویه مطبوع و گرم کننده ها (سیستمهای گرمایشی) و در محلهایی که غلظت آلاینده به ندرت از ۱ گرین بر ۱۰۰۰ فوت مکعب هوا تجاوز کرده و اغلب از ۰٫۱ گرین در ۱۰۰۰ فوت مکعب هوا کمتر است به کار میروند. هر پوند معادل ۷۰۰۰ گرین است. غلظت ذرات در هوای مناطق شهری به طور معمول حدود ۰٫۰۳۸ گرین بر ۱۰۰۰ فوت مکعب هوا (حدود ۸۷ میکرو گرم بر متر مکعب) است.
غبارگیرها معمولاً برای بار سنگین تر آلودگی ناشی از فرآیندهای صنعتی همچنین برای جریان گازی که باید تمیز شود و اغلب در سیستم های تهویه یا گاز تخلیه شده از دودکش فرایندها یافت می شوند، طراحی میشوند. غلظت آلاینده در این مکانها از ۰٫۱ تا ۲۰ گرین در هر فوت مکعب هوا یا گاز و حتی بیشتر تغییر می کند. بنابراین غبارگیرها قادرند و باید بتوانند ۱۰۰ تا ۲۰۰۰۰ مرتبه بیش از غلظتهایی را که صافی های هوا برای آن طراحی می شوند تحمل کنند. انواع گوناگونی از وسایل ارزان و کوچک پاک کننده هوا موجود است که اصول انتخاب، کاربرد و عمل آنها نظیر وسایل بزرگتر است. به هر حال به دلیل ماهیت بازار که بر کوچکی، ارزانی و در دسترس بودن سریع این وسایل تأکید دارد، تمام دستگاههای موجود ساختار و طراحی ضعیف داشته و برای کاربردهای سبک مناسب هستند. یکی از جنبه های اقتصادی غبارگیر، وجود سیستم گردش مجدد هوا است که ممکن است این وسیله مورد نیاز باشد و یا نباشد. برای پیشگیری کامل از مخاطرات بهداشتی، حریق و انفجار، جنبه های فنی مورد نیاز در کاربرد واحدهای غبارگیر مانند سایر سیستم هاست.
انتخاب غبارگیر ( Selection of Dust Collection Equipment):
غبارگیرها در طرحهای متفاوت و با اصول کار گوناگون از نظر کارایی، قیمت اولیه، هزینه راهبری و نگهداری، فضای مورد نیاز برای نصب، جنس و غیره در دسترسند. در رابطه با انتخاب غبارگیرها توصیه میشود که موضوع با سازنده این وسایل نیز مشورت شده مشکلات خاص طرح با آنها در میان گذاشته شود. علاوه بر آن در انتخاب غبارگیرها موارد زیر نیز مهم اند.
غلظت آلاینده (Contaminant Concentration)
در سیستمهای مکنده، آلاینده ها از نظر غلظت و اندازه ذرات دارای محدوده وسیعی هستند. غلظتها ممکن است از ۰٫۱ تا ۲۰ گرین در هر فوت مکعب هوا باشد. در سیستم های کم فشار انتقال مواد، اندازه غبارات از ۰٫۵ تا بیش از ۱۰۰ میکرون می رسد. انحراف از میانگین اندازه ذرات نیز با توجه به جنس ماده تغییر خواهد کرد.
کارآیی لازم (Efficiency Required)
مقدار پاک کنندگی لازم، به مشکل ویژۀ طرح و اینکه هوای تمیز شده قرار است مجدداً به جریان افتد یا در هوای بیرون تخلیه شود بستگی دارد ارزیابی ها منجر به این سؤال خواهد شد که آیا به وسیله ای با کارآیی، بالا قیمت بالا و حداقل انرژی مصرفی نظیر غبارگیرهای الکترو استاتیکی نیاز است، یا احتیاج به کارآیی بالا و قیمت متوسط نظیر جمع آوری کننده های تر و پارچه ای است و یا اینکه پیش تصفیه کننده ارزانتری نظیر وسایل خشک گریز از مرکز مورد نیاز است. چنانچه هر یک از دو گروه انتخاب شوند لازم است به همراه آنها پیش تصفیه کننده نیز در نظر گرفت.
هنگام تخلیه هوای تمیز شده به بیرون، مقدار پاک کنندگی لازم بستگی دارد به: محل مجتمع، مقایسه مقادیر مواد رها شده به فضا در پاک کننده های مختلف، طبیعت آلاینده (میزان پسماند، پساب، مخاطرات بهداشتی آن، قابلیت صدمه به املاک و محیط و میزان تحریک عمومی) و قوانین سازمان های دولتی در محل های دور افتاده، آسیب زدن به مزارع و افزایش مشکلات آلودگی هوای شهرهای دورتر، در تعیین پاک کنندۀ مؤثر دخالت دارد. اساساً بسیاری از صنایع سنگین بدواً دور از مناطق مسکونی تأسیس می شوند اما به مرور در اطراف آنها مناطق مسکونی احداث میشود. این مسئله باعث میشود تا هزینه وسایل پاک کننده هوا در این مجتمع ها افزایش یابد. البته امروزه قوانین مربوط به کنترل آلودگی هوا در صنایع دور دست نیز نظیر صنایعی است که در مناطق شهری قرار دارند. لذا موضوع پیشگیری از رها سازی آلاینده ها چه توسط صنایع سنگین و چه سبک یکی است و همه را به رعایت قوانین مربوطه ملزم میکند.
جرم آلاینده نیز در انتخاب پاک کننده مؤثر است. برای یک غلظت معین، هر قدر حجم هوای تخلیه شده بیشتر باشد، نیاز بیشتری به پاک کننده های مؤثرتر است. مثلاً دودکش بویلرهای ذغال سنگی در مجتمع های بزرگ مولد بخار مرکزی، ممکن است به غبارگیرهای الکترواستاتیکی یا پارچه ای نیاز باشد. در حالی که ممکن است در بویلرهای دارای سوخت مایع در صنایع کوچکتر، از پاک کننده هایی با کارآیی کمتر استفاده کرد.
انتخاب یک پاک کننده که کمترین آلودگی را در محیط رها میسازد، با قیمت اولیۀ مناسب و هزینه راهبری پایین، خصوصاً به هنگام رعایت قوانین کنترل آلودگی هوا، یک توصیه مطمئن به شمار میرود. در برخی کاربردها به منظور رعایت استانداردهای کنترل آلودگی هوا یا پیشگیری از مخاطرات بهداشتی و زیان های وارده به اموال، باید از مسئلهی قیمت مناسب اولیه و نگهداری آن صرف نظر کرد.
باید به خاطر داشت که قابل رؤیت بودن آلاینده در هوای تخلیه شده، تابعی از سطح انعکاس نور در مواد رها شده است. مقدار سطح هر پوند از ماده با عکس مربع اندازه ذرات تشکیل دهندۀ آن، افزایش می یابد این بدان معنی است که پاکسازی 80% وزنی و یا بیشتر آلاینده، ممکن است فقط ذرات درشت را بدون تغییر در ظاهر هوای تخلیه شده از دودکش پاکسازی کند.
خصوصیات جریان گاز (Gas Stream Characteristics)
خصوصیات جریان گازهای تخلیه شده نیز در انتخاب پاک کننده مؤثر است. دمای جریان گاز ممکن است طراح را در جنس پاک کننده های پارچه ای محدود کند. وجود بخار آب نیز باعث چسبیدن ذرات و مسدود شدن مجاری عبور هوا در پاک کننده های خشک می شود. مواد شیمیایی خورنده ممکن است پارچه و مواد جمع آوری کننده های خشک را از بین برده و به هنگام اختلاط با آب در جمع آوری کننده های تر باعث صدمات جدی شود. خصوصیات الاینده (Contaminant Characteristics)
خصوصيات آلاینده نیز در انتخاب پاک کننده مؤثرند. مواد شیمیایی تخلیه شده ممکن است به اجزای جمع آوری کننده اثر کرده و یا سبب خوردگی جمع آوری کننده های تر شوند. مواد چسبنده نیز ممکن است باعث چسبندگی و نهایتاً مسدود کردن مسیرهای عبور هوا شوند. مواد خورنده در غلظتهای متوسط و بالا نیز ممکن است باعث خوردگی سریع یا متوسط سطوح فلزی خشک برخی از جمع آوری کننده ها شوند. اندازه، شکل و چگالی نیز در طراحی پاک کننده نقش مهمی بازی می کنند. مثلاً ذرات چتری شکل، نظیر بال های زنبور از میان پاک کننده های گریز از مرکز عبور خواهند کرد زیرا سرعت متوسط آنها به مراتب کمتر از سرعت ذرات کوچکتری است که دارای همان چگالی اما به شکل کروی است. طبیعت قابل اشتعال بودن بسیاری از موادی که به ذرات ریز تبدیل شده اند نیز نیاز به طراحی جمع آوری کننده های خاصی دارند تا بتوان از ایمنی عملیات مطمئن شد.
جنبه های انرژی (Energy Considerations)
هزینه و در دسترس بودن انرژی نیز از جمله نکاتی است که در انتخاب پاک کننده مورد نظر مؤثر است. مثلاً اگر چه هزینه اولیه مورد نیاز برای جدا کننده های الکترو استاتیکی (الکتروفیلترها) زیاد است، اما به دلیل افت فشار کم آنها، هزینه انرژی لازم برای راهبری بسیار اندک است.
دفع غبارات جمع شده (Dust Disposal)
روشهای جداسازی و دفع پسماندهای جمع شده با توجه به نوع ماده، نوع مجتمع و فرآیند، مقدار ماده و طراحی جمع آوری کننده متفاوت است. جمع آوری کننده های خشک را به سادگی می توان از طریق دریچه، سوراخ تخلیه و دستگیره های گردان و غیره به درون ظرف یا تسمه نقاله تخلیه کرد.
جمع آوری کننده های تر را میتوان به صورت پاتیلی یا پیوسته تخلیه کرد. در این مورد مشکل گرد و غبار مجدد منتفی است، زیرا فرایند مرطوب است. اما ممکن است در دفع لجن جمع شده مشکل جابه جایی وجود داشته باشد. چنانچه مواد دفع شده را وارد سیستم فاضلاب سازند ممکن است در صورت عدم تصفیه فاضلاب ها مشکل آلودگی آنها مطرح باشد. خواص مواد نیز ممکن است مشکلاتی را هنگام دفع آنها فراهم کند از جمله این مشکلات میتوان به مشکل بسته بندی و دفع گرد و غبار و یا خواص روان بودن لجن جمع شده در پاک کننده های تر اشاره کرد.
انواع غبارگیرها (Dust Collector Types)
چهار دسته از عمده ترین انواع غبارگیرها برای آلاینده های گرد و غبار عبارتند از:
⦁ رسوب دهنده های الکترواستاتیکی الکترو فیلترها
⦁ غبارگیرهای پارچه ای
⦁ جمع آوری کننده های تر
⦁ جمع آوری کننده های خشک گریز از مرکز
رسوب دهنده های الکترواستاتیکی Electrostatic Precipitators
در الکترو فیلترها یک میدان الکتریکی با اختلاف پتانسیل قوی (و با بارهای مخالف) بین الکترودهای تخلیه و جمع آوری کننده برقرار می شود. الکترود تخلیه با سطح مقطع كم (نظير سيم يا مفتول) و الکترود جمع آوری کننده دارای سطح مقطع زیاد، نظیر ورقه است.
گازی که قرار است تمیز شود از میدان بین الکتریکی دو الکترود عبور می کند. در یک ولتاژ بحرانی، مولکول های گاز به یون های مثبت و منفی تبدیل می شوند. این عمل که یونیزاسیون نامیده میشود در نزدیکی سطح الکترود تخلیه صورت می گیرد. یون هایی که دارای بار همنام الکترود تخلیه هستند ضمن عبور جریان گاز از روسوب دهنده، خود را به ذرات خنثی می چسبانند و در نتیجه آنها را نیز باردار می کنند. ذرات باردار به وسیلۀ الکترودی که دارای بار مخالف است یعنی الکترود جمع آوری کننده جذب می شوند. به محض تماس ذرات با سطح الکترود جمع آوری کننده، بار خود را از دست می دهند و به سادگی میتوان از طریق، شستن لرزش یا نیروی جاذبه، آنها را جمع کرد.
فرآیند جمع آوری ذرات در الکتروفیلترها شامل مراحل زیر است:
⦁ یونیزاسیون گاز
⦁ باردار شدن ذرات غبار
⦁ جذب ذرات در سطح جمع آوری کننده
⦁ خنثی سازی یا گرفتن بار از ذرات
⦁ برداشت ذرات از سطح جمع آوری کننده
عملاً دو نوع الكتروفيلتر وجود دارد. این دو نوع عبارتند از:
⦁ الکتروفیلتر یک مرحله ای یا کوترل Cottrell or Single – Stage
⦁ الکترو فیلتر دو مرحله ای یا پنی Penny or Two – Stage

غبارگیرهای پارچه ای Fabric Collectors
غبارگیرهای پارچه ای، ذرات را از طریق الک کردن، برخورد، گیراندازی، پخش و بار الکتریسیته ساکن جدا می سازند. پارچه ممکن است از الیاف های مصنوعی یا طبیعی به صورت بافته و یا پرس شده باشد. پارچه های بافته شده به وسیلۀ وزن واحد سطح پارچه و تعداد خلل و فرج آن در واحد سطح پارچه مشخص می شوند. صافیهای بافته نشده ( نمدی و پـرس شده) بوسیله ی ضخامت و وزن واحد سطح پارچه مشخص می شوند. گذشته از ساختار پارچه ها میتوان آنها را به صورت توده متخلخلی در نظر گرفت که ذرات موجود در جریان گازها ضمن عبور غیر مستقیم از آن در صافی گیر کرده و هوای تمیز عبور می کند. توانایی عبور گاز از پارچه، گذر دهی (نفوذ پذیری Permeability) نامیده می شود و عبارت است از « میزان گذر حجمی هوا (فوت مکعب بر دقیقه) که با افت فشار ۰٫۵ اینچ آب از واحد سطح پارچه (یک فوت مربع) عبور میکند». مقدار گذر دهی معمولاً در حدود ۲۵ تا ۴۰ فوت مکعب بر دقیقه بر فوت مربع است. یک پارچه نمدی (بافته نشده) از پارچه های بافته شده هم وزن خود کارآیی بیشتری دارد. زیرا خلل و فرج (پور سایز) آن کوچکتر است. با استفاده از الیافی با قطر کوچکتر، وزن بیشتر در واحد سطح و متراکم تر ساختن پارچه میتوان کارآیی آنرا بالا برد. در پارچه های بافته نشده به کار بردن سوزنهای ظریفتر در تهیه پارچه، کارآیی آن را افزایش میدهد. با بالابردن کارآیی پارچه با روشهای یاد شده، توانایی پاکسازی و نفوذپذیری کاهش می یابد. در پارچه ای که کارآیی بالایی دارد و غبار آن روی برداشته نمی شود مقاومت در برابر عبور جریان هوا بالا رفته و برای آن راه حل فنی اقتصادی وجود ندارد. بالاخره در انتخاب پارچه معمولاً باید بین کارآیی و گذر دهی به توافق رسید. انتخاب پارچه ای با توان پاکسازی بالاتر یا نفوذپذیری بیشتر اما راندمان ذاتی پائین تر برخلاف تصور، مضر نیست. راندمان یک پارچه به عنوان یک صافی فقط زمانی که پارچۀ نو برای اولین بار مورد استفاده قرار میگیرد دارای مفهوم است. با قرار دادن صافی در سیستم و با گذشت زمان، ذرات جمع شده در روی پارچه نیز به صافی کمک می کنند تا کارآیی آن افزایش یابد. با توجه به مقدار ذرات و فاصلهی زمان جایگزینی (یا تمیز کردن) صافی، مواد جمع شده در روی صافی یا کیک غبار ایجاد شده باعث افزایش سطح پالایش گردیده و راندمان جمع آوری را افزایش می دهد. در حالی که می توان راندمان یــک صافی نو و تمیز را به آسانی با تستهای آزمایشگاهی تعیین کرد و این اطلاعات نیز اغلب در دسترس است، این کمیت هـا نمی توانند معرف شرایط کاری آن باشند و لذا در انتخاب پاک کنندۀ مناسب از اهمیت کمتری برخوردارند. پاک کننده های پارچه ای ۱۰۰ کارآ نیستند اما چنانچه به خوبی طراحی شده، اندازه کافی داشته و به خوبی کارکنند ممکن است کارآیی آنها (بر مبنای وزن) از ۹۹ فراتر رفته و به بیش از 9/۹9 % نیز برسد. کارآیی پایین صافی پارچه ای بجز هنگام تعویض و تمیزکاری، ممکن است به دلیل سوراخ ها یا نشتی موجود در پارچه یا بین اتصالات اطراف آن و غیره باشد. هنگامی که به صافی پارچه ای با کارآیی بالا نیاز است باید نشتی مکانیکی آن را به وسیله آزمایشهای مکانیکی آزمود. این کار با تزریق پودر به صافی و بررسی نشتی آن با نور فرابنفش صورت میگیرد. به مرور با افزایش مواد جمع شده بر روی صافی یعنی با حجیم تر شدن کیک صافی، کارآیی آن بالا میرود. همزمان، مقاومت عبور هوا نیز افزایش می یابد. چنانچه وسیلهی به حرکت درآورندۀ هوا برای جبران این افزایش مقاومت تنظیم نگردد، حجم جریان هوای عبوری کاهش مییابد. غبارگیرهای پارچه ای برای محیطهایی با بار آلودگی بالا .مناسبند. میزان غبار جمع شده در هر یارد مربع از پارچه ممکن است از 5 پوند در هر ساعت نیز فراتر رود. در کاربرد های واقعی، کیک غبار تشکیل شده در مدت چند ساعت باعث افزایش مقاومت و کاهش غیر قابل قبول جریان هوا میشود.

در یک سیستم غبارگیر با طراحی خوب قبل از اینکه کاهش گذر هوا به حد بحرانی برسد، پارچه یا نمد تمیز میشود. این عمل ممکن است با حرکت مکانیکی یا حرکت هوا صورت گیرد. با این عمل قسمت عمده ای از غبارات جمع شده از پارچه جدا شده و فقط مقدار کمی از آن چسبیده به کیک باقی خواهد ماند که آن نیز در کارآیی و عبور هوا بی تأثیر نیست. از نظر تجاری، غبارگیرهای پارچه ای به صورت کیسه ای یا لوله ای، پاکتی یا فشنگی (کارتریجی) چین دار در دسترس است. بیشتر پارچه های بافته شده و نمدی به شکل کیسه ای یا پاکتی در دسترس اند. نوع فشنگی چین دار (پلیسه ای) که بصورت استوانه ای یا مسطح و از پارچه هایی با الیافی شبیه کاغذ ساخته میشوند در غلظت های پایین غبارات خشک و کروی نظیر غبارات حاصل از سنگ زنی یا عملیات پوشش دهی با گرد، دارای کارآیی فوق العاده ای هستند. در صافیهای فشنگی از پارچه های معمولی نظیر پلی استر و یا پلی پروپیلین نیز گهگاه استفاده میشود. زیرا الیاف های کاغذی را نمی توان در شرایط مرطوب، دمای زیاد و دیگر شرایط گازها استفاده کرد. این عملیات، کارآیی و قابلیت بازیابی صافی را کاهش میدهد. انواع مختلف غبارگیرهای پارچه ای موجود ممکن است براساس موارد زیر دسته بندی شوند:
⦁ نوع پارچه (بافته شده یا بافته نشده)
⦁ شکل بندی پارچه (کیسه ای، لوله پاکت، فشنگی و … )
⦁ طول دورۀ سرویس (کار ممتد یا متناوب)
⦁ شیوه تمیز کردن صافی (لرزش، هوای معکوس با فشار کم یا زیاد)
⦁ شکل محفظه (یک بخشی یا چند بخشی)
البته در هر صافی پارچه ای ممکن است حداقل دو و یا چند مورد از موارد ذکر شده بالا مشترک باشد مثلا پارچه های بافته نشده را مشکل میتوان تمیز کرد. بنابراین برای این کار نیاز به فشار زیاد هوا دارند. نوع پارچه براساس خواص مکانیکی، شیمیایی و حرارتی آن انتخاب میشود. برای پیشگیری از افت زیاد در صافی پارچه ای، باید اندازۀ آن را مناسب اختیار کرد. سطح مورد نیاز بستگی به عوامل مختلف زیر دارد:
⦁ ویژگیهای رهاسازی گرد و غبار
⦁ تخلخل کیک گرد و غبار
⦁ غلظت غبار در گاز حاصل
⦁ نوع پارچه و صافی سطح آن (در صورت وجود)
⦁ نحوه پاکسازی صافی
⦁ فاصله پاکسازیها
⦁ گسترۀ جریان هوا (نحوۀ توزیع هوا) در جمع آوری کننده
⦁ دما و رطوبت جریان گاز
با توجه به اینکه عوامل مختلفی در تعیین اندازه صافی پارچه ای مؤثر است قضاوت مناسب براساس تجربیات است. معمولاً اندازه آن توسط سازندۀ وسیله ارائه می شود. اما در صورت تأکید از سوی مصرف کننده میتوان از تجربیات گذشته، پروژه های مشابه و یا طرحهای آزمایشی که میتوان انجام داد، اندازۀ مناسب سطح صافی را توصیه کرد.
جمع آوری کننده های تر Wet Collectors
جمع آوری کننده های تر یا اسکرابرها به طور تجاری در طرحهای متفاوتی با افت فشاری از ۱٫۵ تا ۱۰۰ اینچ آب در دسترس می باشند. از نظر کاری نیز ممکن است نحوه عمل آنها متفاوت باشد. این امر پذیرفته شده است که در طراحی مناسب سیستم، کارآیی آن، به اصول کار دستگاه ارتباطی نداشته بلکه به انرژی داده شده به آب یا هوا بستگی دارد. راندمان دستگاه، تابعی از انرژی کل ورودی به ازای هر فوت مکعب گذر حجمی هوا میباشد که ممکن است به هوا یا آب اعمال گردد. این بدان معناست که جمع آوری کننده هایی با طراحی مناسب که توسط سازندگان مختلف ساخته میشوند چنانچه دارای انرژی مصرفی مساوی باشند، کارآیی مشابهی خواهند داشت.
با جمع آوری کننده های تر، میتوان گازهایی با دما و رطوبت زیاد را تصفیه کرد. جمع آوری غبار در فرم تر، مشکلات ثانویه ناشی از دفع مواد جمع شده را ندارد. جمع آوری برخی از غبارات به شکل خشک ممکن است خطر حریق و انفجار به همراه داشته باشد. اما جمع آوری آنها به صورت تر، موجب کاهش و یا حذف این مخاطرات در محیط کار میشود. به هر حال استفاده از آب در سیستم جمع آوری کننده، ضمن ایجاد خوردگی در درون جمع آوری کننده، در هوای سرد نیز ممکن است باعث یخ زدن آب درون آن گردد لذا در صورتی که غبارگیر تر در خارج مجتمع نصب میشود باید برای مقابله با یخ زدگی آب آن تمهیداتی اندیشید. از نظر نیاز به فضا، راندمان و افت فشار ناشی از آن در طرحهای مختلف متفاوت است. برای حل مشکلات آلودگی هوا، بیشتر از سیستمهای تر خصوصاً از نوعی که انرژی زیاد دارند استفاده می شود. باید توجه داشت که دفع مواد جمع آب، بدون تصفیه، آن ممکن است موجب بروز مشکلات ناشی از آلودگی آب شود. یکی از ویژگیهایی که در سایر سیستم ها دیده نمیشود اما در سیستمهای تر وجود دارد، موضوع مرطوب سازی و یا افزایش آب در فرم بخار به جریان هوا است. این امر ممکن است برحسب مورد و موقعیت مزیت و یا عیب به حساب آید. هنگامی که دمای اولیه هوا بالا بوده و اشباع نشده باشد، افزودن بخار آب موجب کاهش دمای جریان هوا و در نتیجه کاهش حجم هوای خروجی می شود. در نتیجه، (نسبت به حالتی که آب اضافه نمی شود) به هواکش کوچکتری با انرژی مصرفی کمتر نیاز خواهد بود. این یکی از مزایای نم زنی به جریان هوا است. به هر حال، موارد هم هست که نم زنی به جریان گاز مناسب نیست. مثلا تخلیه هوای مرطوب به محیطثی که هوای آن به صورت فرآوری شده(مطبوع) تهویه می شود، معمولا موجب افزایش بار هوای تهویه شده می شود. رطوبت زیاد همچنین می تواند منجر به خوردگی وسایل و اشیاء شود. بنابر این اثرات مرطوب سازی باید قبل از تکمیل طرح ها در نظر گرفته شود.
انواع غبار گیر های تر شامل:
⦁ محفظه یا برج اسپری (Spray Tower)
⦁ غبارگیر های تر گریز از مرکز (Wet Centrifugal Collectors)
⦁ غبارگیرهای تر نوع اوریفیس
⦁ غبارگیر های تر نوع ونتوری
اجزاء سیستم اسکرابر تر:
⦁ سیستم هواکش و کانال
⦁ اتاقک اشباع سازی (اختیاری)
⦁ مخزن اسکرابر
⦁ حذف کننده میست
⦁ سیستم پمپاژ
⦁ سیستم تصفیه آب
⦁ دودکش خروجی

طرح های ساختاری مختلفی از اسکرابر ها و سیستم های شویش آلودگی هوا وجود دارد.

کنترل آلاینده های بخار، گاز و میست :
در بحث قبل در رابطه با جمع آوری غبارات، دمه و ذرات موجود در شکل جامد صحبت شد.شستشو دهنده های آکنده Packed Towers تنها و اصلی ترین وسیله جمع آوری میست ، گاز و بخار می باشد. خصوصیات آئرودینامیکی آئروسل میست، بسیار شبیه آئروسلهای غبار و دمه است. میست را می توان با بکار گیری اصول مورد استفاده در جداسازی ذرات جامد از جریان هوا جدا کرد.
سیستم های کنترلی و حذف گاز و بخار شامل:
⦁ وت اسکرابرها (اسکرابر های بستر دار، ونتوری، مه پاش و … )
⦁ اکسید کننده های حرارتی
⦁ جاذب های سطحی
⦁ بیوراکتورها

جاذب ها:
جاذبها، گازهای مایع یا گازهای ناشی از واکنش های شیمیایی را از طریق تماس با یک مایع مناسب از جریان هوا جدا میسازند. در حالی که در کلیه طرحها تماس کامل بین آلایندۀ گازی شکل و جاذب صورت میگیرد، انواع مختلف آنها به طور وسیعی در شکل و عمل با یکدیگر فرق دارند. چنانچه حلالیت گاز و یا فشار بخار باعث بهبود میزان جذب یا واکنش شیمیایی شود جداسازی از طریق جذب انجام می.شود. آب معمول ترین جاذب است، اما اغلب مواد افزاینده نیز لازم است و گهگاه مایعات شیمیایی دیگر نیز باید به کار روند.
جاذبهای سطحی
در این وسایل، آلاینده از طریق جمع آوری بر روی یک جامد جدا میشود. از آنجایی که جذب سطحی یک فرآیند فیزیکی است که در آن ملکولهای گاز به سطوح جامد می چسبند لذا هیچگونه واکنش شیمیایی صورت نمی گیرد. کربن فعال یا الکهای ملکولی (ملکولهای متخلخل) از جاذبهای عمده و مشهور هستند.
اکسید کننده های گرمایی
در جایی که آلاینده قابل سوختن است میتوان از اکسید کننده های گرمایی یا پس سوزها استفاده کرد. در این وسایل، جریان هوای آلوده به یک وسیله گرم کننده و یا دارای شعلهی باز که دارای محفظه ای است هدایت میشود. در آنجا مواد قابل احتراق میسوزند و تولید دی اکسید کربن و بخار آب می کنند. مواد قابل احتراق اغلب در دمای بین ۱۰۰۰ و ۱۵۰۰ درجه فارنهایت می سوزند. برای سوختن کامل گاز در محفظه، نیاز به زمان و جریان کافی است.
سوزاننده های مستقیم
تفاوت این وسایل با اکسید کننده های گرمایی در این است که در این وسایل آلاینده گازی، هوا و سوخت، مستقیماً به سوزاننده هدایت می شوند. سوخت اضافی معمولاً گاز طبیعی، گازوئیل و یا سایر سوختهای فسیلی است. اغلب برای شروع احتراق و گاهی برای ادامه آن نیاز به سوخت است.
اکسید کننده های کاتالیستی
این وسایل ممکن است در جائی که آلاینده قابل احتراق است به کار روند. جریان گاز آلاینده قبلاً گرم و سپس از یک بستر کاتالیستی عبور داده می شود.کاتالیست، اکسیداسیون مواد قابل احتراق را بهبود می بخشد و آلاینده ها در اثر سوختن به دی اکسید کربن و بخار آب تبدیل می شوند. معمولاً فلزات خانوادۀ پلاتینوم که در دمای ۷۰۰ تا ۹۰۰ درجه اکسیداسیون را بهبود می بخشند به کار می روند.
برای استفاده از اکسیداسیون حرارتی یا کاتالیستی، غلظت آلاینده قابل احتراق باید کمتر از حد پائین قابلیت اشتعال یا انفجار باشد. هنگامی که جریان هوا دارای ذرات جامد نیز باشد در کاربرد وسایل مخصوصی که برای کنترل آلاینده های گاز و بخارطراحی شده اندباید دقت کافی به عمل آید، زیرا ذرات جامد ممکن است سبب انسداد جاذبها، جاذبهای سیطحی و کاتالییستی شده و چنانچه غیر قابل احتراق باشنددر اکسید کننده های گرمایی و یا سوزاننده های مستقیم نیز از بین نخواهد رفت. برای تصفیه جریان هوایی که هم شامل ذرات جامد و هم آلاینده های گازی شکل است ممکن است از وسایل کنترل مربوط به هر یک بطور سری و توام استفاده کرد.