德国工业废气治理经验谈

说起雾霾，德国作为工业大国，也曾有过一段“灰蒙蒙”的历史。与之相应的，德国的空气净化法规是在漫长的演变过程后，逐渐走上了规范化的轨道。

在1959年前，只有商业法的条款对空气污染治理有一定规定。在此之后的几年这些条款不断变化，1965年一部针对的空气污染防治措施的法规诞生。而第一部空气质量的技术规范在1966年颁布，而这期间，德国的许多城市经历了第一场严重的雾霾。尤其在德国重工业区鲁尔区硫化物的数量竟然一时达到了每立方米5000微克，而该年的人口死亡数比起去其前一年即1965年同期多出156人。

环保法律逐步健全

1970年9月联邦政府决定实施一个环境保护应急项目，并且在下一年演变成了一个环境保护长期规划。这个项目的重点在于统一了德国各联邦州的对气体排放标准的法律规定。但是随着工业化带来的日渐严峻的污染，各个联邦州被迫自行制定更加详尽的法律法规。尽管如此，1979年和1985年，德国鲁尔区又出现严重雾霾，杜塞尔多夫市政府发布了历史上的第一次三级灾难等级的警告，首都柏林的居民需要忍受每立方米5000微克的硫化物。德国人民怨声载道，却对其中的危害并不知晓。在80年代，联邦政府终于颁发一些针对发电厂，焚化炉和工业生产过程中排放大户的具体排放法规。这些法规推动了相应的的废气净化技术发展，这些技术同时推进了八九十年代的德国国民经济。

超过90％在德国的气体排放来自于热过程，例如，燃烧炉和焚化炉。在化工和矿石产业也会排放废气，例如石灰，水泥，玻璃生产，以及是油炼气，特别是重油炼气生产过程中废气排放量非常大。通过合理使用能源，可以有效减少“初级气体排放”，即从最初生产端避免气体排放生成过程。这会对在一氧化碳排放和有机物的生成有很大的缓解。而无铅和低硫燃料在机动车的使用方面的作用也不可低估。在这方面中国既做出了一些积极的努力，又因能源结构等原因仅有有限的减少排放和对抗雾霾的可能性。所以对在德国的工业废气的治理技术的研究可以为中国所用。

几类成熟的净化技术

德国工业废气净化技术也主要集中在当今较为常见的脱硫，脱硝，除尘和酸性污染物的沉淀。最初一段时间，德国一度有些依赖来自日本的专利，但是很快就形成了自己的发展路线，并使其演化成为了国际标准。乃至今天，“德国制造”的废气排放净化标准变为了衡量一个企业技术性能和业务质量的一个要点。废气净化的方法具有多样性，但是只有几项技术是认可度较高的。

颗粒污染物的沉积法，主要有静电除尘设备，过滤除尘设备和用于小型设备的旋风机。静电除尘设备的工作原理是使灰尘颗粒带电，并使其在电场力作用下与气流分离。过滤除尘设备则具有一个纺织纤维或塑料纤维的制成的多层结构的过滤介质，烟道气流可从中通过，但是过滤层对于在废气中的颗粒具有锁定阻截的效果。这两种类型的除尘有极高的去除率，远远超过99％，通常甚至超过99.9％。剩下的千分之一以下的颗粒则为非常细小的颗粒，只有在大气中与一些粗颗粒结合才会对形成污染。在小型设备中，比如木材加工业，会常常用到旋风机。这些都基于离心力原则和惯性定律。所述颗粒随着废气流旋转通过锥形外壁时，分离度也可达到90％以上。

气态污染物的沉积则始于70年代的吸收（洗涤）法。可溶性气态污染物，特别是酸性成分，比如二氧化硫，氯化氢和氟化氢将通过含水溶剂从排气流中变为酸性液体冲洗了出去。此方法也可实现较高的去除率。当水饱和之后，剩下的气体在烟囱中排出，可见白色蒸汽冒出，这是清洁的废汽的标志。而含有污染物的废水通常必须经过处理，方可导入一个接收装置。在此之后，例如大型发电厂进行脱硫，才逐渐形成了废物回收的概念。例如当废水中含稀石灰浆时，二氧化硫会和其中的氢氧化钙发生反应，形成硫酸钙，这又俗称为粗石膏，可用作建材。这样一来，污染物也会从水中透析出来。特别是在80年代，干沉积工艺已经发展的很成熟了，吸附法就技术上来讲是比较简单易懂的。这里污染物会被含有细粉和多孔的固体例如石灰或活性炭储存起来。它们会部分与固体起化学反应。然而，最初只有少量的物质可用作吸附剂。在90年代，吸附剂开始大量发展，使得今日可用的吸附剂有着多种规格，往往具有非常特殊的性质，这些德国生产的吸附剂，可以针对不同的污染物进行沉积，提供了较经济的解决方案。

特别是对无机和有机微量物质的沉积，可采取不同的吸附处理步骤。特别是重金属，二恶英和呋喃等物质，对环境有很强的毒性影响，随着采用新的的吸附剂，可以成功地把废气中的有毒物质降到最低浓度。而针对其中涉及到的催化过程，德国也有很好的技术工艺。

特别是氮氧化物的沉积，对于无机和有机微量元素的组合沉积起着重要的作用。例如，如果废气中含有汞或二恶英和呋喃，它们从陶瓷制成的一个紧密蜂窝状或板式结构中流出。污染物需在次结构中与活性化合物（例如氧化性物质）进行反应。而氮氧化物的沉积过程以注入氨为主。这种技术已经也可用于移动设备，所以现在也在汽车排气系统安装。这方面近年德国也有很多新的特殊的工业路线发展。

工业废气治理是关键

而随着废气排放净化标准技术开发和企业在这方面的经验的增加，德国工业废气排放逐年下降。空气污染治理设备在90年代中期的覆盖率提高，德国主抓工业废气治理是德国整个国家年排放量的大幅减少的原因。

通过现如今的技术，工业排放气体中的粉尘，二氧化硫和一氧化碳的数量可以很有效的降低，这也是德国的空气中污染物含量常年保持非常低的水平，很少有雾霾现象的原因。而氮氧化物而言，介于德国工业设备的这类排放物的数量的减少，尽管机动车的数量的也有上升，但其整体曲线还是略呈下降趋势的。

废气清洁的过程本身可以是一个可持续的过程，但是可能产生的废弃物或废水对环境的可承受性又会产生的新挑战。因此欧盟法律规定环境保护需要“跨媒介方法论”。即所有的减排治理需要对环境尽可能减少对水，空气和土壤的整体影响。 只有这样的方法才可以因此获取属性“最佳可行技术 （BVT）“的称号。而且会作为欧洲议会的对于工业排放的2010/75/EU项指令，在整个欧盟执行，约束每个成员国。

由以上分析可见，德国人的较高的环保意识也是由于严重的环境污染的激励，以及空气净化法规的不断的完善规范而来。德国治理工业废气使用的吸附剂和催化剂可以为中国的雾霾治理借鉴。然而这些流程种类繁多，工艺步骤繁琐。一个企业需要有专业人士负责这些方法的综合使用，尽量用较少的工艺步骤去除尽可能大的范围的有害气体。同时也要考虑到尽可能少的使用化学制品，消耗能量以及尽可能少的产生新的废物。就此，德国商会也定期邀请专家举办专业的培训课程。