自動化技術在環保設備中的應用及發展

周井剛

重慶市生態環境工程評估中心 重慶 400000

引言

在保護環境、強化監管過程中，科學、合理的使用環保設備是十分有必要的，也是當前提高地區環保效率的唯一途徑，因此，環保設備的先進行與質量能夠決定環保工作的效果。而自動化技術，是一種適應性較強，可以廣泛使用的一種先進技術，該技術一般應用于工業生產之中，可以實現無人監管狀態自動工作，而該技術正在逐漸與大數據技術、AI人工智能技術、信息技術相結合，在真正意義上實現無人化操作。將該技術與環保設備相結合，可以有效提升環保工作效率，促使其能夠應用于更加苛刻的工作條件。

1 自動化技術應用在環境設備中的意義

首先，節約成本。因為在環保設備中應用自動化技術，能夠更好地減少人力成本的投入，能夠為環境治理提供具體的數據參考，確保環境治理的準確，取得理想的治理效果，不僅節約時間，而且還能夠保證治理的準確[1]。傳統人力監測會受到設備、環境等因素的影響，并不能夠實現實時監測，而自動化技術的應用，就能夠自動、實時監測污染源，保證最終監測結果的準確，更好的減少成本支出。其次，風險低。針對環境設備使用中所需要接觸到的污染源而言，在分析、收集等方面不僅要保證準確，而且還存在著一定的風險，如果利用人工采取的方法時間較長，還會容易出現偏差，影響工作人員自身的健康安全。而利用自動化技術應用，能夠實現對污染源的自動收集、分析，還能夠有效實現信息共享，降低工作人員在采集污染源中的危險，提高工作效率。最后，控制面廣。當前互聯網技術不斷發展，使得資源共享成為現實。比如，將控制軟件應用于環境設備中，這樣就能更好的控制環境設備，相比于以往需要大量的終端設備需求，在網上控制不僅成本低，而且技術非常成熟，能夠將數據、供應鏈體系等等儲存到云服務器上，這樣就能夠擴大控制面，更好的實現資源共享，擴大對環境設備的控制范圍。

2 自動化技術在環保設備中的具體應用

2.1 在污水處理設備中的應用

污水處理工作是當前國內環保最為重要的問題，因為污水處理工藝較為復雜，涉及的后續工作較多，生產成本也十分高昂。當下使用的污水處理設備是利用沉淀過濾的方法，將污水進行有效的凈化。但是該設備在工作結束后會產生一定的垃圾廢料，該廢料需要進行二次加工處理，方才能進行安全排放，這種方式過于煩瑣，所以傳統污水處理設備只簡單應用于學校、飯店、酒店等地區地下設施。無法得到廣泛的應用。而利用自動化設備可以提高污水處理效率與質量，如圖1所示，其設計處理系統的高梯度磁分離器，混合器以及PH調節箱，全程是通過機械自動化進行驅動，除去水中氨氮、磷、鉀等物質成分，去除率可達到95%以上。通過這樣的方法能夠針對性的處理廢水污水，而且還會根據廢水污水中的具體情況來進行多次處理，保證處理后的污水能夠達到一定要求。但是該設備最大缺點在于就是過于依賴消耗材料，需要設備之間的配合，無法單獨進行系統化污水處理。

圖1 污水處理流程

2.2 在空氣治理設備中的應用

空氣污染問題一直以來都是困擾人們主要難題，尤其是北京、上海、天津等發達地區，每到冬季就會有霧霾籠罩，不僅對當地人們生活環境造成了破壞，還嚴重威脅人們的身體健康。而將自動化技術在大吉環保設備中加以應用，有效防止空氣中污染成分蔓延，包上人們生活環境的空氣更加清新[2]。以常見污染物V0Cs為例，屬于一種揮發性有機物，主要來源有汽車尾氣排放、化工生產制造、電路涂料過程等，而將自動化技術應用于大氣環境治理設備中，治理V0Cs方法主要有以下三種：

其一：低溫冷卻法。是一種較為簡單的處理技術，其工作原理就是利用物質會隨著熱脹冷縮的變化而變化，從空氣中吸收V0Cs，再利用壓力系統進行分離，而V0Cs一旦離開冷凝器，其氣體會隨之上浮，設備其他裝置將該氣體進行收集，將其他無害氣體進行排除，以此來做到環保凈化的目的。該方法最大的優點是不需要大量的消耗品，但是只能在小范圍內進行使用，無法在露天場地進行室外空氣凈化，所以一般在體育館、健身房、寫字樓、辦公室等公共場合較為常見[3]。

其二，溶劑吸收法。該方法是利用特殊溶劑吸收有害氣體，通過化學反應實現廢氣分離，工作原理就是將氣體和液體放在同一氣罐內，氣體與溶劑相發生反應后，將有害氣體進行處理。這種方法一般難以應用于正常室內環境或者是露天戶外環境，只是利用其不挑剔環境的特點，可以在無氧密閉的條件下進行氣體分離[4]。

其三，生物分離法。該方法一種較為先進的環保處理方法，原理是利用是微生物新陳代謝，將有害物質進行生物降解，形成二氧化碳與水，而后再排出到室外。生物法需要將環境機械設備變成生物過濾器，將自動化生產設備變成培養照顧裝置，讓微生物在短時間內可以實現快速繁殖，進而提高大氣凈化處理效率。這種方法最大的優勢在于，可以將其獨立固定于室外，利用自動化設備進行無人監管，只需要將機械狀態發回至管理總部，進而實現無人化自動監管系統。但是值得注意的是，現階段生物分離法尚處于試用階段，微生物培養方法較為復雜，對于生長生存環境有著極為苛刻的要求，若無法利用自動化設備形成周期性、規范性培養實驗，生物分離法很可能面臨高失敗的風險。但該方法也是現階段較為理想的大氣凈化方法，利用微生物與人類進行共存，保證二者之間的生存關系[5]。

其四，活性炭吸附法。活性炭吸附法是一種常見的空氣過濾法，它不僅能夠有效凈化掉V0Cs，還可以過濾掉其他有害物質。其工作原理是利用多孔碳結構物質攔截空氣中的有害因子，進而完成空氣凈化的目的。該技術在我國已經擁有較長時間的普及，很多人民群眾都對其有著深刻的了解，其最大的優勢在于處理效果好，凈化速度較快，可以誰先有機物回收再利用，其缺點也較為明顯，如前期投資成本較高，后期維護較為復雜等[6]。

其五，建立空氣自動檢測維修站點。空氣自動檢測維修站是將采樣分析、數據評估、空氣總結為一體的大氣污染檢測裝置，它可以24小時不間斷地為城市大氣污染與管理提供重要疏于依據。該系統連續性、穩定性好，在現階段已經完成了自動化升級處理工作，為大城市空氣污染治理工作起到了促進性的作用。在一般情況下，該系統可以對大氣污染中的PM2.5、臭氧、一氧化碳等綜合性污染物質檢進行檢查，最終通過儀器設備對檢測數據進行顯示。該系統還可以與大氣遙感技術相互結合，提高大氣污染監測數據精準度，各項數據誤差不會超過8%。在實際運行方面，該設備可以自動進行自我修復、自我總結、自我報告，以及維修代碼申報等一系列復雜工作，維修人員只需要定期對其進行系統檢查，就保障設備長時間穩定運行。

以上五種將自動化技術應用都無法離開工作人員進行細致操作，或定期維修，且維修方法與維修過程各有不同，因此，使用單位必須對維修人員、操作人員綜合素養進行提升，進一步保障環保自動化設備能夠正常運轉，并能夠發揮其實際價值[7]。

3 自動化技術在環保設備中的未來發展趨勢

自動化技術能夠提升環保設備的使用效率，提升環保設備的應用性，使其可以為更多地區提供適當的服務，推動我國環保事業快速發展。自動化環保設備在兼備基礎環保功能的同時，還需要具備信息處理、信息分析、信息篩選以及特殊信息上報等多功能，并且在日常工作過程中，形成系統的工作數據，依照這些數據內容，設備可以對工作狀態進行調整，在發生設備故障時，自動化裝置會將其工作信息上傳至云端，通過云端電腦的分析，將分析結果制定成一個禁止命令，防止自動化環保設備再次因為自身操作失誤，導致設備出現故障問題，進而完成自動學習、自主成長的最終目的[8]。

在未來科技的帶動下，自動化環保設備將不再是一個單獨個體，通過互聯網連接，它們將實現有效的整合，逐漸成為一個整體環保系統，每一個設備都能夠各司其職，各個設備之間可以自動擬定環保工作計劃，消除人民生活中的安全隱患，為人民群眾生活提供更多的可能性。此外，若能夠實現自動化環保設備網格化工作，那么很多全新的技術也會加入其中，例如，無人機偵察技術。無人機可以代替人工對地區環保狀態進行掃描，并且分析通過懸停技術，讓無人機對土壤、水資源進行取樣，檢查該地區環保設備工作成效，若無法達到標準，則需要對該地區環保機器人工作狀態進行有效調整，重新制定環保工作狀態。而檢測區域可以擴大到50公里范圍內，而檢測時間可以在3小時之內完成。科學技術的發展是為人民提供高質量生活的依據，自動化的轉變知識智能化的開端。

4 結束語

總而言之，隨著我國經濟的快速增長，人民群眾對于環保工作的日益重視，再加之我國可持續發展戰略的實施，環保工作已經成為我國未來發展的必然選擇，針對這種時代趨勢，我國科研人員以及環保設備上市公司應該將工作的重點放在自動化技術與環保設備結合上，促使環保設備能夠滿足更多地區實際發展需求，以此來提升我國整體環保工作質量，為我們子孫后代留下一片碧海藍天。