環保機械的技術發展與應用研究

趙勝

摘要：環保設備指的是用于控制環境污染和改善環境質量而制造與建造的，包括機械產品和構筑物以及系統。一般常見的包括廢水處理設備和廢棄物管理以及大氣污染控制設備等，為環保機械行業發展提供了支持與保障。新時期，環保機械行業迎來發展新機遇，促進環保機械技術的發展和應用，創造更多的效益。現針對環保機械的技術發展問題，展開具體的論述，提出環保機械應用發展的策略，供給相關人員參考借鑒。首先，概述了環保機械行業發展現狀。其次，分析了環保機械的技術類型及特點。最后，展望了環保機械技術的發展前景。

關鍵詞：環保機械;技術;節能型;循環化

基于雙碳實施背景下，各個行業都在積極探索轉型發展的新思路和新方法，促進著產業結構和投資結構等的變化。從機械制造行業分析，碳達峰與碳中和對行業而言會帶來很大變化，各個企業都在圍繞綠色制造、綠色機械產品等方面進行探索，力求實現生產和應用全過程的節能環保，助力環保事業的發展。未來，環保機械技術將會迎來更多的發展機遇，同時也面臨很多技術挑戰，加大環保機械技術的研究，促進技術的創新和優化，具有重要意義。

1 環保機械市場發展現狀

從中國環保產業鏈的結構角度分析，主要為工業三廢排放、廢品與廢水等。近年來，環保設備行業保持快速增長、區域發展不平衡、市場分散且競爭激烈。環保設備行業的產值不斷增加，表1整理了相關行業的企業營收情況。

環保產業鏈中環保設備制造為重要組成部分，上游為生產設備所需的原材料，比如PP塑料和有色金屬以及鋼材，下游則有電力熱力行業和鋼鐵等。環保設備的行業發展特點如下：（1）政策依賴性很高。在國家環保政策的引導下，加之雙碳目標的提出，環保設備行業迎來更多的發展新機會。（2）區域發展不平衡。環保設備行業的區域性特點明顯，行業發展程度和區域經濟發展程度有很大關系，東部沿海地區相對發達。（3）行業集中度不高。大型企業憑借自身的強大技術實力，占據著市場領先地位，中小企業數量多但集中度不高，面臨的市場競爭壓力大。從環保產品生產角度分析，集中于大氣污染防治以及水污染防治，設備產銷量占據行業市場的65%以上，產品主要包括防治設備和處置設備以及修復設備等。表2整理了2019年環保設備的產量情況。

2 環保機械技術及應用情況

2.1 環保監測及大氣污染防治設備

在國內環保市場需求的推動下，我國環境監測專用儀器儀表產業整體保持很快增長，2020年中國環境監測專用儀器儀表產量為497.40臺，2019年產量為528.42萬臺。生態文明建設與生態環境保護戰略目標提出2035年實現美麗中國建設目標，大氣污染監測和治理為重點內容，要求做好源頭控制，實現根源性解決。

從環保機械的應用角度分析，支持大氣污染在線監測的實現。例如，某企業設計的物聯工業大氣污染在線監測系統，基于環保數采儀+大氣污染監測云平臺，實現了工業區的有效監測，實時化掌握大氣環境數據和廢棄治理情況以及氣體排放情況，為源頭解決大氣污染問題提供了智能化監測系統的支持，可實現精準監測和實時化監測，快速處理異常情況，守衛工業區大氣環境質量。構建的監測系統，主要構成如下：（1）感知層。借助各類傳感器裝置，實現污染物和pH值以及氣象數據的實時化檢測。（2）傳輸層。利用環保數采儀TS511，基于4g/5g無線網絡，實現感知層數據采集和傳輸，達到遙測、遙控以及遙信的效果。（3）管理中心。此部分的應用，能夠實現數據監測分析和異常處理以及設備遠程管理，助力相關工作的實現。

大氣污染防治工作中監測是重點，污染防范與治理是關鍵。從環保機械技術的應用角度分析，使用廢氣處理設備，例如高壓低溫等離子體放電，通過電吸附有毒有害氣體抽板，打開分子鍵疊加脈沖作用，經過化學反應產生二氧化碳與水，借助配置的過濾材料，利用相應的排氣裝置，保證徹底凈化。例如，工業廢氣處理。一般來說，工業環境空氣污染物的特點如下：（1）濃度低。通常只有十位數PPm，部分甚至不足1PPm，使用普通空氣凈化器難以有效處理。（2效果緩慢。（3）儀器設備的慢性腐蝕問題突出，極易造成生產和更換配件等的損失。（4）很多工業生產實踐中使用了壓縮空氣，未經過凈化的空氣污染物被壓孔機壓縮濃縮，使得空壓機產生腐蝕損壞，并且影響著工藝條件以及產品工藝質量。結合工業大氣污染的特點，設計的工業廢氣處理技術，集成了干化學吸附技術和化學氧化技術，通過多層次多階段化學氧化，并且將結合物理過濾吸收，實現對解空氣中的塵埃、氣態污染物等，通過化學吸附、氧化與中和以及分解等，使得污染物被處理為無公害物質，例如H20等，釋放潔凈的空氣。

實例，以某城區為例，2019年空氣質量優良天數為297d、2020年上半年空氣優良天數同比增加8d，有效發揮了空天地一體化監測監管體系的作用。從環境監測實際分析，人工監測監管難度大，環境空氣質量管理難度大。對于各類問題，構建了大氣智能化監測監管網絡，不僅可以實現基于GIS的大氣環境質量數據分析，還可以滿足網格化布點+多元數據融合+時空數據分析。從具體部署的角度分析，利用空氣質量自動化監測市級站、小型站、微觀站，可以實現33個站點聯網，并且覆蓋城區和工業園區，達到實時化采集數據信息的效果，為大氣環境監測提供了有力支持與保障。通過不斷優化和完善，積極構建天地空一體化系統，綜合使用衛星遙感技術和無人船以及網格化大氣監測手段等，實現對城區和工業園區的污染全面化覆蓋，切實提高了監測工作的效率，促使城市環境空氣質量得到提高。

2.2 水質污染防治設備

近年來，我國推進了很多水污染治理行動計劃，例如重點流域水污染防治和清潔小流域治理以及海綿城市等。從水質污染防治實踐的角度分析，不斷增強污水處理能力，獲得了不錯的成效。在水污染防治工作的推進角度分析，需要水質監測分析設備的支持。早期的監測儀器設備多為國外進口，隨著不斷地引進和吸收新技術，國產采樣器和PH計等產品多樣化，為水質監測工作的開展提供了支持與保障[1]。通過水質監測掌握水體中污染物的類型和污染物的濃度等，進行水質的評估。一般來說，通過對溫度和色度以及濁度等指標的監測，可掌握水質的情況。收集有害物質，例如氰和砷以及鉛等，為大氣污染防治工作的開展提供支持。根據水質監測與檢測，能夠準確且全面反映水質情況，為水體質量管理以及污染源控制等提供數據信息支持。水質監測檢測實踐中，儀器設備發揮著重要的作用。例如，氣相色譜儀的應用，能夠檢測自來水中有機污染物和化學污染物以及重金屬污染物等的有效檢測。當水中含有有機氯農藥以及有機磷農藥殘留時，使用氣相色譜儀可準確獲得檢測結果。使用流動注射儀，開展檢測工作時，能夠快速檢測出氫化鈉和鋰離子等，助力水環境治理。使用監測檢測儀器設備，既快速又安全。隨著環保技術的不斷創新，機器人也被應用到水質監測檢測實踐，為水環境治理工作的開展提供支持與保障[2]。水處理實踐中水質檢測儀是重要工具，利用電化學反應或者電化學藥劑，使得水中的相應物質參與其中，運用比色法和滴定法等進行計算，獲得物質的含量。使用儀器設備進行水體指標與濃度的測定，可分析水質是否被污染或者存在其他問題。隨著環保事業的推進，加之人們對水質要求不斷提高，促進水質監測檢測行業的發展，帶動著技術的不斷創新。根據公開數據顯示，2020年我國水質監測市場容量超95億元。未來，水污染物監測和檢測實踐中水質在線監測系統的應用會不斷增加，促進遠程監測管理。與此同時，也會不斷促進監測儀表的環境適應性以及穩定性，擴大監測檢測的范圍[3]。

3 環保機械技術的未來發展

3.1 大數據

環境保護工作的開展和落實，生態環境監測為重要基礎和保障，備受關注與重視。從當前的生態環保監測工作開展情況分析，正在積極構建完善的生態環境監測網絡，為各項監測與檢測工作的開展，提高環保工作的水平。構建的生態環境監測網絡，在實際應用中需要實現數據互聯共享以及大數據平臺的支撐，搭建環保大數據中心，通過海量化數據信息的存儲以及超高效處理，利用龐大的數據中心體系，能夠為生態環境保護決策和管理以及執法提供數據信息支持。儀器儀表作為機械設備的靈魂，儀器儀表的本質就是數據的獲取工具，被譽為大數據的”采集器“，自然擁有海量的“大數據”。大數據的出現，使得更多的儀器儀表企業意識到利用數據能夠有更多的實現，促進企業的轉型發展，面向市場提供更多的計量產品，實現機械產品的完善和升級，滿足更多的支持。在環境污染防治實踐中，充分的利用數據信息的價值與優勢，根據數據信息進行分析，挖掘數據背后的意義，為污染防治工作的開展提供更多支持與保障[4]。

3.2 智能化

環保機械的智能化是發展主要方向，是環境污染防治工作的需求驅動。將AI技術和5G技術以及大數據技術等，集成到環保設備、環保系統以及工程等方面，為環境保護監測檢測和治理提供支持。例如，大氣走航監測車采用飛行時間質譜儀，實現秒級出數，便于快速摸清污染底數。結合使用氣相色譜-質譜聯用儀（GC-MS分析儀），能夠輸出VOCs特征因子污染全域圖，全面摸排、定性定量診斷污染情況。結合使用5G技術和GIS技術等，可實現對污染源的精準定位，為環保工作的開展提供有力支持和保障，高質量推進各項工作，保障環境污染防范與治理工作有序推進。隨著環保機械的智能化水平不斷提高，將會助力環保事業高水平發展。企業積極探索如何將智能化技術手段與儀器儀表等相互結合，不斷促進創新和優化，創造更多的效益，保障環境監測與治理工作高質量開展與落實[5]。

3.3 個性化

從環境污染防治工作的推進需求分析，污染防治工程的建設也不斷增加，帶動著環境機械技術的應用和發展。例如，某港口建設了碼頭水污染防治工程，力求實現零直排目標。在具體實踐中利用裝置，實現對船上的生活污水集中化收集到碼頭污水收集池內，再利用市政污水管網進行運輸，輸送到污水廠進行處理[6-7]。治理船舶污染是河流保護的重要舉措，結合港口企業制定個性化碼頭水污染防治設施建設方案，提出適宜的工程方案，落實具體措施和方案，增強水污染源頭治理的效果，具有重要意義。環保機械技術的應用優化，面向不同的應用場景和領域做好深度創新和優化，實現個性化監測檢測與治理服務功能，高質量推進各項防治工作，保障防治工作高質量開展，創造更多的效益[8]。

4 結語

綜上所述，環保機械技術的應用，能夠為大氣污染防治與水污染治理等工作開展，提供有力的技術支持與保障，推動環保事業的發展。從未來發展的角度分析，環保機械技術的應用需求和要求將會不斷增加，需要朝向智能化、一體化、小型化以及個性化等方向發展，滿足技術應用的多樣化需求，促使環保機械的現代化水平，創造更多的效益與價值。

參考文獻

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