馬福軍,曾賢杰
(1.濰坊市生態(tài)環(huán)境局臨朐分局,山東 濰坊 262600 2.臨朐縣冶源街道辦事處,山東 濰坊 262600)
近年來(lái),我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速,綜合國(guó)力不斷增強(qiáng),但由于能源消耗逐年增加而引發(fā)的環(huán)境污染問(wèn)題也日益凸顯出來(lái),這也一直嚴(yán)重阻礙著生態(tài)環(huán)境建設(shè)。自從我國(guó)提倡企業(yè)轉(zhuǎn)型、經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型以來(lái),相關(guān)部門認(rèn)真執(zhí)行各項(xiàng)環(huán)保政策、提升配套環(huán)保設(shè)備,同時(shí),通過(guò)提高人們的環(huán)保意識(shí),在能源消耗和環(huán)境保護(hù)方面都有了較大的改觀,特別是農(nóng)村地區(qū),隨處都有綠水青山的優(yōu)美環(huán)境[1]。而對(duì)于高能耗的企業(yè)而言,有效應(yīng)用環(huán)保設(shè)備是降低污染的重要手段,也是一種技術(shù)革新。因此,各企業(yè)單位應(yīng)在確保證企業(yè)效益和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí),積極應(yīng)用新的環(huán)保設(shè)備和環(huán)保技術(shù),從而促進(jìn)企業(yè)環(huán)保工作的高效開(kāi)展。
通常,環(huán)保設(shè)備多指大型的污染處理設(shè)備,但實(shí)際上環(huán)保設(shè)備的種類非常多,只要是為了改良污染情況,凈化污染環(huán)境而生產(chǎn)的專業(yè)設(shè)備,都可以稱為環(huán)保設(shè)備。這些設(shè)備可大可小,可以是機(jī)械裝置,也可以是建筑裝備等。但在環(huán)保領(lǐng)域,環(huán)保設(shè)備主要包括運(yùn)送具有流體形態(tài)的污染物質(zhì)的動(dòng)力機(jī)械和控制、預(yù)防污染的監(jiān)控儀器等[2]。此外,在環(huán)境保護(hù)工作中,除了要加強(qiáng)人們的環(huán)境意識(shí),還要通過(guò)必要的環(huán)保設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測(cè)、預(yù)防和整治,所以,環(huán)保設(shè)備可應(yīng)用到各個(gè)方面、各個(gè)行業(yè),甚至居民家中也可以利用環(huán)保設(shè)備,從而科學(xué)合理地進(jìn)行環(huán)境保護(hù)。
當(dāng)前,我國(guó)的環(huán)保設(shè)備產(chǎn)業(yè)的水平還屬于發(fā)展階段,很多環(huán)保設(shè)備都是根據(jù)我國(guó)的環(huán)境狀況進(jìn)行研制,具有可持續(xù)發(fā)展的功能。特別是電除塵器,已在市場(chǎng)上占有了很大的份額,并得到了較好的發(fā)展和應(yīng)用。盡管環(huán)保設(shè)備產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速,但在實(shí)際的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)過(guò)程中,仍然存在著諸多不足,也面臨較多困難,其中最為突出的是環(huán)保設(shè)備的實(shí)效性,這是因?yàn)橛胁糠衷O(shè)備技術(shù)還存在性能較為低下,結(jié)構(gòu)還不夠合理。有數(shù)據(jù)顯示,我國(guó)的環(huán)保設(shè)備水平較低,還處在發(fā)達(dá)國(guó)家上世紀(jì)90年代的水平,而真正具有先進(jìn)世界水準(zhǔn)的設(shè)備還不到10%。
隨著我國(guó)各項(xiàng)環(huán)保政策的出臺(tái)和環(huán)保目標(biāo)的設(shè)定,市場(chǎng)對(duì)于環(huán)保設(shè)備的需求與日俱增,特別是污水處理設(shè)施、固廢處理設(shè)備,需求量逐年增長(zhǎng)。且隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步,環(huán)保設(shè)備行業(yè)也逐漸步入正軌,現(xiàn)已達(dá)到迅速發(fā)展的時(shí)期。有調(diào)查數(shù)據(jù)顯示:截至2021年,我國(guó)環(huán)保設(shè)備的產(chǎn)值超過(guò)1.2萬(wàn)億元[3]。總體來(lái)看,基于市場(chǎng)需求和人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng),以及在環(huán)保設(shè)備需求量不斷增加的前提下,我國(guó)環(huán)保設(shè)備行業(yè)的后續(xù)發(fā)展前景廣闊,具有良好的發(fā)展空間。特別是在各級(jí)政府部門和各項(xiàng)環(huán)保政策的支撐下,環(huán)保設(shè)備行業(yè)將取得新的發(fā)展和進(jìn)步。
首先是產(chǎn)業(yè)化發(fā)展,這主要是因?yàn)榄h(huán)保設(shè)備將不再單純的作為輔助設(shè)施用于企業(yè)單位,而是向多元化和規(guī)模化方向發(fā)展,并逐漸開(kāi)始設(shè)計(jì)、建設(shè)各種環(huán)保項(xiàng)目和大型配套環(huán)保裝置,以應(yīng)用在綜合項(xiàng)目中。其次是智能化發(fā)展,這主要是因?yàn)樵诨ヂ?lián)網(wǎng)時(shí)代的大背景下,科技創(chuàng)新技術(shù)已應(yīng)用在各行各業(yè)中,特別是人工智能技術(shù),已成為大型生產(chǎn)制造企業(yè)的“座上賓”。而對(duì)于環(huán)保設(shè)備而言,通過(guò)對(duì)人工智能、大數(shù)據(jù)處理、數(shù)字化等技術(shù)的應(yīng)用,已逐漸形成環(huán)保設(shè)備的智能自動(dòng)化處理,特別是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用,很好滿足了人們對(duì)于設(shè)備的控制要求以及實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)目標(biāo),實(shí)現(xiàn)了用科技武裝環(huán)保設(shè)備,有效提升了各種設(shè)備應(yīng)用和使用的便利性。最后是環(huán)境保護(hù)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,也進(jìn)一步促進(jìn)了環(huán)保設(shè)備的升級(jí)換代,在通過(guò)智能化、數(shù)字化的應(yīng)用后,能有效提升環(huán)境保護(hù)工作的水平和效率,進(jìn)而促進(jìn)整個(gè)環(huán)保行業(yè)的健康發(fā)展,實(shí)現(xiàn)智能化提速。
當(dāng)前,我國(guó)環(huán)保工作開(kāi)展得如火如荼,同時(shí),各項(xiàng)政策、制度以及設(shè)備應(yīng)用正在落實(shí)期,所以,這也是未來(lái)環(huán)保工作成效體現(xiàn)的關(guān)鍵時(shí)期。一方面通過(guò)環(huán)保設(shè)備的優(yōu)化,能有效推進(jìn)環(huán)保工作的順利開(kāi)展,并逐步適應(yīng)社會(huì)需求,從而滿足社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展需要。而另一方面,在使用的眾多環(huán)保設(shè)備中,有一大部分源于進(jìn)口,但由于我國(guó)的技術(shù)水平和環(huán)境差異,導(dǎo)致環(huán)保設(shè)備的使用效率不高,從而既無(wú)法完成經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)環(huán)保設(shè)備的要求,也無(wú)法做到切實(shí)改善環(huán)境[4]。因此,在認(rèn)清并明確我國(guó)環(huán)保設(shè)備的應(yīng)用發(fā)展現(xiàn)狀后,就需要通過(guò)合理的優(yōu)化措施,改進(jìn)環(huán)保設(shè)備的設(shè)計(jì)等重點(diǎn)環(huán)節(jié),以此加快環(huán)保行業(yè)的良性發(fā)展。在具體的優(yōu)化措施中,一定要結(jié)合自身實(shí)際情況,創(chuàng)新研發(fā)方向和研發(fā)思想,在引入國(guó)際新技術(shù)理念的基礎(chǔ)上,有效提高環(huán)保設(shè)備的設(shè)計(jì)制造技術(shù)水平。
3.2.1 針對(duì)環(huán)保工作要求開(kāi)展環(huán)保設(shè)備的設(shè)計(jì)
在環(huán)保設(shè)備設(shè)計(jì)之初,就要制定具體的工作要求,以明確其在環(huán)境保護(hù)中的主要作用,同時(shí),通過(guò)設(shè)計(jì)優(yōu)化,可有效提升、改善環(huán)保設(shè)備的工作效率,從而提高環(huán)保工作質(zhì)量,加快環(huán)保工作的進(jìn)度。所以,從環(huán)保設(shè)備設(shè)計(jì)開(kāi)始就一定要選擇可降解、無(wú)毒害的環(huán)保材料進(jìn)行加工、生產(chǎn),并確保從外形到內(nèi)部,都要體現(xiàn)出環(huán)保的性能。而對(duì)于高能耗、高污染的設(shè)備,可以通過(guò)材料改造進(jìn)行復(fù)刻,以滿足生態(tài)環(huán)境的需求,同時(shí),也進(jìn)一步推進(jìn)了環(huán)境保護(hù)工作的順利開(kāi)展。
3.2.2 簡(jiǎn)化功能設(shè)計(jì)
在實(shí)際應(yīng)用中,各類環(huán)保設(shè)備的功能較為單一,多數(shù)需要人工進(jìn)行控制,如果設(shè)計(jì)的操作過(guò)程較為復(fù)雜,容易導(dǎo)致設(shè)備出現(xiàn)故障,會(huì)加大維護(hù)費(fèi)用的投入,這非常不利于環(huán)保工作的順利開(kāi)展。另外,當(dāng)環(huán)保設(shè)備結(jié)構(gòu)、功能趨向復(fù)雜化時(shí),則可能會(huì)消耗更多的能源,這既違背了環(huán)保理念,又降低了設(shè)備的工作效率[5]。因此,在進(jìn)行環(huán)保設(shè)備的設(shè)計(jì)優(yōu)化時(shí),應(yīng)強(qiáng)化設(shè)備的具體功能,以提高其工作效率,同時(shí),還要重視其整體的結(jié)構(gòu)性能,要保留主要的核心功能,去除不必要的繁雜功能,這樣不僅降低了設(shè)備的損耗,還有助于日常維護(hù),以及提高設(shè)備的使用期限。
3.2.3 智能化技術(shù)在功能設(shè)計(jì)中的應(yīng)用
在環(huán)保設(shè)備的設(shè)計(jì)優(yōu)化中,要引入各種先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)即智能化,這非常有助于提高環(huán)保工作的效率,提升環(huán)保設(shè)備的自動(dòng)化、智能化水平。通常,環(huán)保設(shè)備的智能化不僅體現(xiàn)在具體的操作過(guò)程中,更體現(xiàn)在提高工作質(zhì)量方面。而智能化、自動(dòng)化的引進(jìn),一是可以減輕人力的負(fù)擔(dān),二是可以進(jìn)行環(huán)境的提前預(yù)警或檢測(cè),能有效提升環(huán)境保護(hù)的預(yù)防機(jī)制,特別是物聯(lián)網(wǎng)和AI人工智能技術(shù)的加入,使環(huán)保工作變得更為全面、便捷。
當(dāng)前,智能化、自動(dòng)化的技術(shù)在各行各業(yè)中廣泛應(yīng)用,也給環(huán)保設(shè)備的設(shè)計(jì)帶來(lái)了新的思路和方向,這也是未來(lái)環(huán)保設(shè)備的重要研究課題。通過(guò)將智能自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用在環(huán)保設(shè)備的制作流程中,能通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)控了解和明確排放的污染物的具體狀況,再通過(guò)預(yù)先設(shè)定的指令和標(biāo)準(zhǔn),就可以對(duì)排放物進(jìn)行有效控制、轉(zhuǎn)化等[6]。在污水處理的設(shè)備中,智能化設(shè)備還可以監(jiān)控污水的排放和凈化,并按照具體的排放標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行有效的、有計(jì)劃的控制、調(diào)節(jié),減少了人工控制的操作流程,這既提高了工作效率,又能將設(shè)備功能的超前性、優(yōu)越性完全體現(xiàn)出來(lái)。而對(duì)于空氣凈化設(shè)備,除了能自動(dòng)監(jiān)控排放氣體的標(biāo)準(zhǔn)外,還能夠根據(jù)各項(xiàng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)找到具體的污染源頭,這樣相關(guān)部門就可以制定相應(yīng)的治理策略,從而真正實(shí)現(xiàn)大氣的凈化和環(huán)境的保護(hù)。
水力透平是一種常見(jiàn)的能量回收裝置,簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),就是將水力能量轉(zhuǎn)化成機(jī)械能的一種循環(huán)技術(shù)。應(yīng)用這種技術(shù),能有效節(jié)約資源的轉(zhuǎn)化效率,降低廢物的排放量,而且,在滿足環(huán)保設(shè)備使用動(dòng)能的同時(shí),還有效降低了其他的能源消耗,從而實(shí)現(xiàn)了自然能源的可利用性。而新型科學(xué)技術(shù)的應(yīng)用,又給傳統(tǒng)環(huán)保設(shè)備安上了“加速器”,主要體現(xiàn)在提高環(huán)保設(shè)備專項(xiàng)功能的同時(shí),又降低了人力的損耗,能源的損耗,有效提高了環(huán)保工作效率,也推動(dòng)了生態(tài)環(huán)境的綠色健康發(fā)展。
在眾多的環(huán)保設(shè)備中,袋式除塵器是應(yīng)用中較為廣泛的一種環(huán)保設(shè)備,特別是在有粉塵出現(xiàn)的企業(yè)中。袋式除塵器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,操作便捷,特別是應(yīng)用在以煤炭作為能源供給原料的發(fā)電廠中,除塵效率較高。在發(fā)電廠中,危害最大的往往不是粉塵,而是煙氣,該物質(zhì)不僅會(huì)對(duì)過(guò)濾器等造成損害,也會(huì)腐蝕纖維、金屬材質(zhì)的材料,甚至?xí)斐砂l(fā)電設(shè)備的損壞或者報(bào)廢[7]。所以,就要求袋式除塵器在優(yōu)化后的生產(chǎn)制造中,要應(yīng)用更為新型的材料,保證其對(duì)煙氣、粉塵的收集、過(guò)濾的效率,以便于對(duì)其他設(shè)備作出更好的保護(hù)。某公司自制的布袋除塵器如圖1所示。

圖1 某公司自制布袋除塵器
5.1.1 新型高分子有機(jī)材料的應(yīng)用
(1)聚苯硫醚(PPS)纖維
PPS纖維是一種合成纖維,其最大的特點(diǎn)是耐高溫,且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,穩(wěn)定性較高;同時(shí),PPS纖維還有一定的阻燃性和耐化學(xué)藥品的特性。
(2)聚酰亞胺纖維(P84)
P84也是一種耐高溫的纖維,性能非常高,但卻有不耐水解的特性;耐受脈沖能力較強(qiáng),超過(guò)玻璃纖維。
(3)改良聚四氟乙烯(PTFE)
PTFE纖維是世界上最耐化學(xué)藥品的纖維,應(yīng)用也相當(dāng)廣泛:第一,其細(xì)絲可以作為過(guò)濾性材料使用或直接附著過(guò)濾材料;第二,特殊的短性或玻璃性PTFE纖維可直接作為過(guò)濾材料使用;第三,利用PTFE的懸浮狀乳液可改良過(guò)濾材料。
(4)其他纖維
尼龍織物容易受酸腐蝕,但卻非常耐磨,在過(guò)濾水泥熟料等同類型粉塵時(shí),過(guò)濾效果非常明顯;而陶瓷纖維、芳雜環(huán)纖維因?yàn)槌玫哪透邷靥匦裕嘤糜诟邷責(zé)煔獾倪^(guò)濾。
5.1.2 新型金屬材料的應(yīng)用
2254SMO不銹鋼含鉬量較高,非常耐腐蝕,是一種高級(jí)的奧氏體不銹鋼。其具體的應(yīng)用可舉例說(shuō)明:山東恒邦冶煉有限公司在生產(chǎn)工藝的改革優(yōu)化后滿足了生產(chǎn)廢水零排放的標(biāo)準(zhǔn),但布袋除塵器受到廢水造漿的損害而頻繁出現(xiàn)嚴(yán)重的腐蝕情況,需要人工頻繁、及時(shí)進(jìn)行電焊補(bǔ)漏;另外,由于設(shè)備中砷的含量較高,維護(hù)時(shí)造成的不利因素較多,也成為了阻礙環(huán)保的一大難題。現(xiàn)將新型金屬材料2254SMO不銹鋼用于制作布袋除塵器,完美解決了設(shè)備含砷較高的狀況,且不容易被腐蝕,在減少了焊補(bǔ)操作和后期維護(hù)的同時(shí),又減少了對(duì)人體的危害,有效降低了維護(hù)成本。
5.1.3 其他高分子有機(jī)材料的應(yīng)用探析
(1)高分子有機(jī)材料是有機(jī)材料更新和升級(jí)的產(chǎn)物,進(jìn)一步推動(dòng)了環(huán)保設(shè)備的設(shè)計(jì)進(jìn)步。在諸多的高分子有機(jī)材料中,考慮到應(yīng)用的普及性,下面以活性炭纖維為例進(jìn)行說(shuō)明。首先,相比于傳統(tǒng)的有機(jī)材料,活性炭由于孔隙較多,因此吸附或脫附能力更強(qiáng);其次,活性炭的表面積較大,強(qiáng)度高不容易粉化,可以應(yīng)用在各類工程領(lǐng)域中;再次,可塑性強(qiáng),能按照不同要求進(jìn)行多種形態(tài)的變化;最后,活性炭由于吸附層較薄,蓄熱少,所以其安全性更強(qiáng)于普通有機(jī)材料。以上這些特點(diǎn),使活性炭纖維材料的應(yīng)用更為廣泛性。
(2)在除塵器過(guò)濾材料的選擇上,應(yīng)用新型的活性炭纖維,不僅能有效解決原有材料的缺陷問(wèn)題,還能有效避免和減少了對(duì)發(fā)電設(shè)備機(jī)組的損壞,從而提高了發(fā)電設(shè)備的工作效率,還增強(qiáng)了工作環(huán)境的安全性,取得較大成功。
5.2.1 管道中新材料的應(yīng)用
在傳統(tǒng)的水電施工中,給排水管道的材料主要有三種,這三種材料在實(shí)際施工中應(yīng)用各有不同。通過(guò)結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)的各項(xiàng)數(shù)據(jù)、指標(biāo)分析,特別要關(guān)注水管材料的溫度值、壓力范圍,再配合環(huán)境狀況以選擇合理的、具體的安裝方法,確保其經(jīng)濟(jì)適用和技術(shù)達(dá)標(biāo);相比于國(guó)外來(lái)說(shuō),室外的給排水管主要使用PVC-U、PE、PP等不同材質(zhì)的管道進(jìn)行安裝,考慮到要滿足大直徑的要求,會(huì)選擇在塑料管外部纏繞金屬絲等方式[8];但如果對(duì)于給排水管的直徑要求不高,是屬于中小直徑的,則選用雙壁波紋管的情況較多。
5.2.2 泵的新材料應(yīng)用
在環(huán)保設(shè)備中,泵的損壞主要體現(xiàn)在泵機(jī)葉片日常使用中的磨損和腐蝕,這會(huì)導(dǎo)致?lián)p耗情況較為嚴(yán)重。在國(guó)內(nèi),一般多采用“搪瓷保護(hù)層金屬修補(bǔ)劑”等材料來(lái)保護(hù)泵機(jī)葉片,但其韌性、耐水性都不高;而新型材料端羥基聚丁二烯(HTPB)作為涂層覆蓋材料之一,混合配比環(huán)氧樹(shù)脂,同時(shí)再加入陶瓷微珠耐磨填料,充分調(diào)勻后涂到表面,能有效改善這些不足,會(huì)使泵機(jī)葉片得到更好的保護(hù),從而延長(zhǎng)了泵機(jī)的使用周期。
5.2.3 新材料過(guò)濾器的應(yīng)用
水處理設(shè)備中應(yīng)用的新型纖維過(guò)濾器,能提高過(guò)濾器的負(fù)荷能力以及過(guò)濾能效,相比于傳統(tǒng)的砂過(guò)濾器有了更好的過(guò)濾性能,也得到了廣泛使用。
參考各類環(huán)保設(shè)備,特別是在環(huán)衛(wèi)設(shè)備的實(shí)際使用中,會(huì)因?yàn)榄h(huán)境以及設(shè)備材質(zhì)等原因,出現(xiàn)過(guò)度磨損而產(chǎn)生的銹跡和腐蝕,加上其不銹鋼材質(zhì)不耐酸堿的特點(diǎn),其維護(hù)和更換的頻率和費(fèi)用都較高,這給環(huán)保單位帶來(lái)較大的經(jīng)濟(jì)壓力。基于以上原因,改換塑木、玻璃鋼等新型材料用作環(huán)保設(shè)備的生產(chǎn),能有效提高環(huán)衛(wèi)設(shè)備的工作效率和使用周期。
5.3.1 玻璃鋼(FRP)
玻璃鋼也是一種塑料,屬于強(qiáng)化纖維塑料,又被稱為GFRP,也就是俗稱的“增強(qiáng)塑料”,也被稱作“玻璃纖維增強(qiáng)塑料”。這種新型材料非常容易塑形,且塑形完成后的強(qiáng)度也非常高,常用于戶外的宣傳標(biāo)識(shí)等。另外,該材料的質(zhì)量較輕,節(jié)能省電,同時(shí),其制作成本低廉,損壞后可修可換。
5.3.2 塑木
塑木材料多應(yīng)用于環(huán)衛(wèi)垃圾桶和環(huán)衛(wèi)小屋等設(shè)備設(shè)施的生產(chǎn)。通常,經(jīng)過(guò)高溫、干燥、防腐處理的木材,能有效起到防水、防潮和防曬、防蛀的作用,所以使用也較為常見(jiàn)。這種材料還可以進(jìn)行不同顏色的噴漆處理,能營(yíng)造多彩、美麗的環(huán)境氛圍。
5.3.3 環(huán)衛(wèi)設(shè)備上涂層技術(shù)的應(yīng)用
環(huán)衛(wèi)設(shè)備表面使用涂層技術(shù)是為了提高其防腐、防銹的性能,具有保護(hù)和美觀的作用。若將常見(jiàn)的新型材料多與其他材料混合使用,涂層后一次可達(dá)到要求。
新型高分子材料具有非常多的特點(diǎn)和特性,其不僅解決了一般材料的價(jià)格高、重量大的問(wèn)題,在強(qiáng)度、耐腐蝕度和便于加工方面也非常理想,已經(jīng)得到了普遍應(yīng)用[9]。而作為高分子材料的熱門科技材料,納米材料當(dāng)前正處于備受推崇的階段,將其應(yīng)用在環(huán)保設(shè)備的設(shè)計(jì)生產(chǎn)中是非常新穎的思路,鑒于該材料能將污染物進(jìn)行催化、吸附和轉(zhuǎn)化,所以在環(huán)境保護(hù)工作中起到了非常重要的作用,這對(duì)于環(huán)保設(shè)備的發(fā)展、環(huán)保工作的進(jìn)步具有巨大推動(dòng)作用。
隨著人類環(huán)保意識(shí)的提高,不僅要在改善環(huán)境、治理污染方面加大力度,還需要在環(huán)保設(shè)備的投入和應(yīng)用方面加大力度。隨著各種新型材料的推出和更新,不僅提升了環(huán)保設(shè)備的各種性能,同時(shí)通過(guò)組合使用,更提升了環(huán)保設(shè)備的工作效率,這對(duì)于環(huán)境保護(hù)工作的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。