環(huán)保設(shè)備設(shè)計(jì)優(yōu)化及新技術(shù)運(yùn)用研究

汪騰英

（新疆建設(shè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，新疆 烏魯木齊 830054）

環(huán)保設(shè)備可以對(duì)固廢、廢水、廢氣進(jìn)行處理，減少工業(yè)污染物和生活垃圾對(duì)環(huán)境的污染。雖然其屬于環(huán)保行業(yè)，但是應(yīng)用領(lǐng)域卻十分廣泛，可應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)、節(jié)能減排、環(huán)境治理等多個(gè)領(lǐng)域。環(huán)保設(shè)備包括廢水處理設(shè)備、固廢處理設(shè)備、控制噪音設(shè)備、除塵設(shè)備以及用于科研實(shí)驗(yàn)的設(shè)備等，應(yīng)用環(huán)保設(shè)備可極大減少?gòu)U氣、廢棄物、污水的排放量，并實(shí)現(xiàn)部分資源的二次利用，提高資源利用率，環(huán)保效益明顯。

1 環(huán)保設(shè)備產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀和未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)

1.1 環(huán)保設(shè)備產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀

目前我國(guó)環(huán)保設(shè)備生產(chǎn)技術(shù)逐步成熟，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，環(huán)保設(shè)備類型多達(dá)5 000種，涉及空氣污染、水污染、固廢污染等多個(gè)領(lǐng)域。由于人們環(huán)保意識(shí)的提高及政府和各行各業(yè)對(duì)環(huán)保的高度重視，環(huán)保設(shè)備的生產(chǎn)進(jìn)入了快速發(fā)展的時(shí)期。從產(chǎn)值上看，2016年環(huán)保設(shè)備產(chǎn)值達(dá)到6 200 億元，2017年產(chǎn)值為6 800 億元，2020年產(chǎn)值突破了1 萬(wàn)億元，整個(gè)行業(yè)發(fā)展呈上升趨勢(shì)。我國(guó)環(huán)保設(shè)備的設(shè)計(jì)、技術(shù)和市場(chǎng)都比較成熟，但缺乏完整的管理體系和環(huán)保設(shè)備設(shè)計(jì)人才。因此，需要進(jìn)一步建設(shè)和完善環(huán)保設(shè)備產(chǎn)業(yè)，為生產(chǎn)制造業(yè)的綠色發(fā)展提供支持。

1.2 發(fā)展趨勢(shì)

由于環(huán)保市場(chǎng)需求旺盛，固廢處理、污水處理、除塵設(shè)備的銷量逐年增長(zhǎng)，整個(gè)行業(yè)市場(chǎng)初步成熟，預(yù)計(jì)在2021年，我國(guó)環(huán)保設(shè)備產(chǎn)值將超過(guò)1.2萬(wàn)億元?，F(xiàn)階段，環(huán)保設(shè)備還面臨總體技術(shù)水平有待提升、市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈、區(qū)域發(fā)展不平衡等問(wèn)題，但是在人們環(huán)保意識(shí)日益提高的情況下，環(huán)保行業(yè)有著良好的發(fā)展前景，市場(chǎng)潛在需求較大。在我國(guó)環(huán)保政策的支撐下，環(huán)保設(shè)備行業(yè)還會(huì)迎來(lái)進(jìn)一步的發(fā)展。

1.2.1 產(chǎn)業(yè)化發(fā)展

在過(guò)去，環(huán)保設(shè)備只是用來(lái)輔助環(huán)保工作，其未來(lái)將不再局限于單一的設(shè)備生產(chǎn)制造，將向工業(yè)化、規(guī)?；⒍嘣姆较蛏钊氚l(fā)展，在環(huán)保領(lǐng)域得到普遍的推廣和應(yīng)用從而逐漸形成綜合型項(xiàng)目，并向二次細(xì)分領(lǐng)域不斷滲透，構(gòu)建環(huán)保設(shè)備在各個(gè)領(lǐng)域應(yīng)用的大格局[1]。

1.2.2 智能化發(fā)展

人工智能技術(shù)已經(jīng)在生產(chǎn)制造行業(yè)得到初步應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)制造行業(yè)智能化、自動(dòng)化的發(fā)展。物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)技術(shù)在環(huán)境治理中的作用逐漸凸顯，通過(guò)信息系統(tǒng)來(lái)控制設(shè)備的運(yùn)行，使環(huán)保設(shè)備進(jìn)入智能化時(shí)代。在環(huán)保領(lǐng)域的引領(lǐng)下，環(huán)保設(shè)備將實(shí)現(xiàn)智能化監(jiān)測(cè)，自動(dòng)控制運(yùn)行程序。另外，環(huán)境保護(hù)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展促進(jìn)了環(huán)保產(chǎn)業(yè)的升級(jí)換代，而環(huán)保設(shè)備作為其中的組成部分，在產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的基礎(chǔ)上加強(qiáng)智能技術(shù)在環(huán)保設(shè)備中的應(yīng)用，給整個(gè)行業(yè)的智能化發(fā)展提速。

2 環(huán)保設(shè)備的優(yōu)化設(shè)計(jì)

2.1 遵循環(huán)境保護(hù)的要求

環(huán)保設(shè)備的生產(chǎn)制造需要多種材料，應(yīng)盡量選擇環(huán)保型材料，在同等質(zhì)量前提下，應(yīng)優(yōu)先選擇可分解、無(wú)毒、無(wú)害的綠色材料，減少使用有毒材料如石棉、氯橡膠等。選擇環(huán)保設(shè)備材料時(shí)還涉及到附加材料，在確保設(shè)備運(yùn)行質(zhì)量的同時(shí)，要盡量控制附加材料的用量，一切設(shè)計(jì)都要從環(huán)保角度出發(fā)，降低設(shè)備在生產(chǎn)過(guò)程中的能耗，確保設(shè)備在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中的能耗最小化[2]。

2.2 設(shè)備結(jié)構(gòu)盡量簡(jiǎn)單化

設(shè)備結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)可減少材料用量和設(shè)備重量，這種優(yōu)化設(shè)計(jì)是所有設(shè)備制造技術(shù)所追求的。利用高新技術(shù)可使設(shè)備體積更小，功能更強(qiáng)大，在保證設(shè)備質(zhì)量的前提下，減少材料和能耗，達(dá)到設(shè)備制造效益最大化。設(shè)備在運(yùn)行時(shí)會(huì)產(chǎn)生一定的噪聲，所以在設(shè)計(jì)時(shí)要應(yīng)用降噪技術(shù)，像密封發(fā)動(dòng)機(jī)、隔離發(fā)動(dòng)機(jī)噪音、使用液壓馬達(dá)以及調(diào)整液壓管路、減少油泵震動(dòng)；也可使用隔音材料密封噪音源頭，隔離設(shè)備運(yùn)行噪音。在選擇發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)應(yīng)依據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，首選功能穩(wěn)定、油耗低、噪音小的發(fā)動(dòng)機(jī)。

2.3 人性化設(shè)計(jì)

在優(yōu)化環(huán)保設(shè)備設(shè)計(jì)時(shí)，要以操作方便、簡(jiǎn)單易行為原則。在設(shè)計(jì)控制室時(shí)，要應(yīng)用噪音隔離技術(shù)，保證控制室噪音在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。另外，還要使用減震和保溫設(shè)計(jì)，為操作人員創(chuàng)造良好的工作空間?？照{(diào)可選擇環(huán)保型空調(diào)即蒸發(fā)冷風(fēng)機(jī)，核心部件是蒸發(fā)式濕簾和1.1 KW主電機(jī)，耗電量低，僅為傳統(tǒng)中央空調(diào)的1/8，節(jié)能效果良好，并且其結(jié)構(gòu)中沒(méi)有使用壓縮機(jī)、冷媒、銅管等，本身就是一個(gè)環(huán)保型產(chǎn)品[3]。操作臺(tái)設(shè)計(jì)以人體工學(xué)為依據(jù)，合理設(shè)置各個(gè)操縱桿的位置，以符合人們的操作習(xí)慣。

2.4 智能化設(shè)計(jì)

環(huán)保設(shè)備的智能化設(shè)計(jì)，可以實(shí)現(xiàn)設(shè)備的自動(dòng)控制，減少人工操作的錯(cuò)誤率。在設(shè)備中設(shè)計(jì)一個(gè)控制中心，通過(guò)它對(duì)設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)控制，降低設(shè)備的運(yùn)行成本。人工操作存在一定的失誤率，而智能化的自動(dòng)控制，可有效地防止這一問(wèn)題，使生產(chǎn)更加高效化。智能化設(shè)計(jì)設(shè)有自動(dòng)故障診斷系統(tǒng)，當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，控制中心會(huì)接收到設(shè)備的故障信息及故障發(fā)生的原因和位置，進(jìn)而提高維修效率。還可設(shè)計(jì)全天候監(jiān)控系統(tǒng)，對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備運(yùn)行的全過(guò)程監(jiān)管，保證設(shè)備的高質(zhì)量運(yùn)行。

2.5 審美設(shè)計(jì)

環(huán)保設(shè)備的外觀是優(yōu)化設(shè)計(jì)的內(nèi)容之一，也是高水平制造工藝的體現(xiàn)?；趯徝佬枨筮M(jìn)行外觀設(shè)計(jì)，尤其是電子環(huán)保設(shè)備的外觀使用綠色表示其環(huán)保屬性，使用黃色和白色加以襯托，改變以往設(shè)備外觀粗糙的特點(diǎn)，展現(xiàn)出現(xiàn)代化高科技設(shè)備的良好形象。環(huán)保設(shè)備也是城市形象的體現(xiàn)，對(duì)環(huán)保設(shè)備的外觀進(jìn)行美化，能夠使其在使用過(guò)程中與城市的整體景觀和形象融為一體。

2.6 標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)

環(huán)保設(shè)備有很多種，主要是處理固廢、廢水和廢氣，可以整合成一套完整的綜合生產(chǎn)設(shè)備。集成化、系統(tǒng)化是環(huán)保設(shè)備的發(fā)展方向，由于我國(guó)這方面技術(shù)比較落后，核心技術(shù)需要從技術(shù)先進(jìn)的國(guó)家引進(jìn)，所以對(duì)配套設(shè)備形成標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，是我國(guó)環(huán)保設(shè)備邁向高端的重要基礎(chǔ)。

3 環(huán)保設(shè)備新技術(shù)的運(yùn)用

3.1 自動(dòng)化技術(shù)

水污染治理問(wèn)題是環(huán)保設(shè)備研發(fā)的重點(diǎn)內(nèi)容，尤其是工業(yè)廢水中含有大量的金屬和有毒物質(zhì)，要求環(huán)保設(shè)備具有較高的水質(zhì)凈化功能。在環(huán)保設(shè)備設(shè)計(jì)中，使用自動(dòng)化控制技術(shù)，使其自動(dòng)區(qū)分廢水中的組分，比如冶金廢水，其中含有不同種類的金屬，在環(huán)保設(shè)備中使用自動(dòng)監(jiān)測(cè)設(shè)備，對(duì)廢水中的金屬種類和含量進(jìn)行檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)廢水處理的自動(dòng)化監(jiān)管。自動(dòng)化控制技術(shù)的應(yīng)用可以減少企業(yè)人力的投入，節(jié)省大量的人力成本，降低人工操作出錯(cuò)的概率，同時(shí)可以極大地提高企業(yè)的生產(chǎn)和經(jīng)營(yíng)效率。

3.2 水力透平技術(shù)

水力透平裝置具有回收功能，由葉片狀的配件構(gòu)成，安裝在設(shè)備的透平軸上，可實(shí)現(xiàn)資源回收二次利用的目的，應(yīng)用在環(huán)保設(shè)備中，可控制廢棄物的不合理排放。該技術(shù)一般應(yīng)用于石化領(lǐng)域。過(guò)去采用反向泵回收石油生產(chǎn)廢棄物，節(jié)能效果甚微，通常只有20%。此外，反流泵需要達(dá)到一定的轉(zhuǎn)速才能利用廢棄物，因此會(huì)產(chǎn)生一定的能量消耗。水力透平技術(shù)在合成氨裝置中的應(yīng)用，可達(dá)到70%的節(jié)能效果，與反轉(zhuǎn)泵相比節(jié)能優(yōu)勢(shì)非常明顯。

3.3 PLC技術(shù)

目前除塵設(shè)備分為兩種，一種是工廠應(yīng)用較多的靜電除塵器，可去除顆粒大的粉塵，另一種是布袋除塵器，主要用于去除小顆粒粉塵。在除塵器中安裝PCL裝置，對(duì)除塵設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)化控制，使用傳感器收集除塵器運(yùn)行中的數(shù)據(jù)，然后將信息反饋給控制中心，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備運(yùn)行的實(shí)時(shí)監(jiān)控，以及使用PLC技術(shù)設(shè)置控制時(shí)間、頻率等參數(shù)，使設(shè)備始終處于良好的工作狀態(tài)。

4 結(jié)論

在社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生固體廢物、廢水和廢氣，對(duì)生態(tài)環(huán)境造成破壞，所以在生產(chǎn)中要應(yīng)用環(huán)保設(shè)備，對(duì)三廢進(jìn)行處理，從而減少工業(yè)生產(chǎn)對(duì)環(huán)境的影響。在制造環(huán)保設(shè)備過(guò)程中，以先進(jìn)技術(shù)設(shè)備改進(jìn)生產(chǎn)模式，延展低碳發(fā)展模式于整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈，優(yōu)化設(shè)計(jì)，運(yùn)用新技術(shù)、新材料，打造智能化、自動(dòng)化的環(huán)保設(shè)備，提升其使用性能，使其在環(huán)境治理中發(fā)揮更大的作用。