环保机械的技术发展与应用研究

赵胜

摘要：环保设备指的是用于控制环境污染和改善环境质量而制造与建造的，包括机械产品和构筑物以及系统。一般常见的包括废水处理设备和废弃物管理以及大气污染控制设备等，为环保机械行业发展提供了支持与保障。新时期，环保机械行业迎来发展新机遇，促进环保机械技术的发展和应用，创造更多的效益。现针对环保机械的技术发展问题，展开具体的论述，提出环保机械应用发展的策略，供给相关人员参考借鉴。首先，概述了环保机械行业发展现状。其次，分析了环保机械的技术类型及特点。最后，展望了环保机械技术的发展前景。

关键词：环保机械;技术;节能型;循环化

基于双碳实施背景下，各个行业都在积极探索转型发展的新思路和新方法，促进着产业结构和投资结构等的变化。从机械制造行业分析，碳达峰与碳中和对行业而言会带来很大变化，各个企业都在围绕绿色制造、绿色机械产品等方面进行探索，力求实现生产和应用全过程的节能环保，助力环保事业的发展。未来，环保机械技术将会迎来更多的发展机遇，同时也面临很多技术挑战，加大环保机械技术的研究，促进技术的创新和优化，具有重要意义。

1 环保机械市场发展现状

从中国环保产业链的结构角度分析，主要为工业三废排放、废品与废水等。近年来，环保设备行业保持快速增长、区域发展不平衡、市场分散且竞争激烈。环保设备行业的产值不断增加，表1整理了相关行业的企业营收情况。

环保产业链中环保设备制造为重要组成部分，上游为生产设备所需的原材料，比如PP塑料和有色金属以及钢材，下游则有电力热力行业和钢铁等。环保设备的行业发展特点如下：（1）政策依赖性很高。在国家环保政策的引导下，加之双碳目标的提出，环保设备行业迎来更多的发展新机会。（2）区域发展不平衡。环保设备行业的区域性特点明显，行业发展程度和区域经济发展程度有很大关系，东部沿海地区相对发达。（3）行业集中度不高。大型企业凭借自身的强大技术实力，占据着市场领先地位，中小企业数量多但集中度不高，面临的市场竞争压力大。从环保产品生产角度分析，集中于大气污染防治以及水污染防治，设备产销量占据行业市场的65%以上，产品主要包括防治设备和处置设备以及修复设备等。表2整理了2019年环保设备的产量情况。

2 环保机械技术及应用情况

2.1 环保监测及大气污染防治设备

在国内环保市场需求的推动下，我国环境监测专用仪器仪表产业整体保持很快增长，2020年中国环境监测专用仪器仪表产量为497.40台，2019年产量为528.42万台。生态文明建设与生态环境保护战略目标提出2035年实现美丽中国建设目标，大气污染监测和治理为重点内容，要求做好源头控制，实现根源性解决。

从环保机械的应用角度分析，支持大气污染在线监测的实现。例如，某企业设计的物联工业大气污染在线监测系统，基于环保数采仪+大气污染监测云平台，实现了工业区的有效监测，实时化掌握大气环境数据和废弃治理情况以及气体排放情况，为源头解决大气污染问题提供了智能化监测系统的支持，可实现精准监测和实时化监测，快速处理异常情况，守卫工业区大气环境质量。构建的监测系统，主要构成如下：（1）感知层。借助各类传感器装置，实现污染物和pH值以及气象数据的实时化检测。（2）传输层。利用环保数采仪TS511，基于4g/5g无线网络，实现感知层数据采集和传输，达到遥测、遥控以及遥信的效果。（3）管理中心。此部分的应用，能够实现数据监测分析和异常处理以及设备远程管理，助力相关工作的实现。

大气污染防治工作中监测是重点，污染防范与治理是关键。从环保机械技术的应用角度分析，使用废气处理设备，例如高压低温等离子体放电，通过电吸附有毒有害气体抽板，打开分子键叠加脉冲作用，经过化学反应产生二氧化碳与水，借助配置的过滤材料，利用相应的排气装置，保证彻底净化。例如，工业废气处理。一般来说，工业环境空气污染物的特点如下：（1）浓度低。通常只有十位数PPm，部分甚至不足1PPm，使用普通空气净化器难以有效处理。（2效果缓慢。（3）仪器设备的慢性腐蚀问题突出，极易造成生产和更换配件等的损失。（4）很多工业生产实践中使用了压缩空气，未经过净化的空气污染物被压孔机压缩浓缩，使得空压机产生腐蚀损坏，并且影响着工艺条件以及产品工艺质量。结合工业大气污染的特点，设计的工业废气处理技术，集成了干化学吸附技术和化学氧化技术，通过多层次多阶段化学氧化，并且将结合物理过滤吸收，实现对解空气中的尘埃、气态污染物等，通过化学吸附、氧化与中和以及分解等，使得污染物被处理为无公害物质，例如H20等，释放洁净的空气。

实例，以某城区为例，2019年空气质量优良天数为297d、2020年上半年空气优良天数同比增加8d，有效发挥了空天地一体化监测监管体系的作用。从环境监测实际分析，人工监测监管难度大，环境空气质量管理难度大。对于各类问题，构建了大气智能化监测监管网络，不仅可以实现基于GIS的大气环境质量数据分析，还可以满足网格化布点+多元数据融合+时空数据分析。从具体部署的角度分析，利用空气质量自动化监测市级站、小型站、微观站，可以实现33个站点联网，并且覆盖城区和工业园区，达到实时化采集数据信息的效果，为大气环境监测提供了有力支持与保障。通过不断优化和完善，积极构建天地空一体化系统，综合使用卫星遥感技术和无人船以及网格化大气监测手段等，实现对城区和工业园区的污染全面化覆盖，切实提高了监测工作的效率，促使城市环境空气质量得到提高。

2.2 水质污染防治设备

近年来，我国推进了很多水污染治理行动计划，例如重点流域水污染防治和清洁小流域治理以及海绵城市等。从水质污染防治实践的角度分析，不断增强污水处理能力，获得了不错的成效。在水污染防治工作的推进角度分析，需要水质监测分析设备的支持。早期的监测仪器设备多为国外进口，随着不断地引进和吸收新技术，国产采样器和PH计等产品多样化，为水质监测工作的开展提供了支持与保障[1]。通过水质监测掌握水体中污染物的类型和污染物的浓度等，进行水质的评估。一般来说，通过对温度和色度以及濁度等指标的监测，可掌握水质的情况。收集有害物质，例如氰和砷以及铅等，为大气污染防治工作的开展提供支持。根据水质监测与检测，能够准确且全面反映水质情况，为水体质量管理以及污染源控制等提供数据信息支持。水质监测检测实践中，仪器设备发挥着重要的作用。例如，气相色谱仪的应用，能够检测自来水中有机污染物和化学污染物以及重金属污染物等的有效检测。当水中含有有机氯农药以及有机磷农药残留时，使用气相色谱仪可准确获得检测结果。使用流动注射仪，开展检测工作时，能够快速检测出氢化钠和锂离子等，助力水环境治理。使用监测检测仪器设备，既快速又安全。随着环保技术的不断创新，机器人也被应用到水质监测检测实践，为水环境治理工作的开展提供支持与保障[2]。水处理实践中水质检测仪是重要工具，利用电化学反应或者电化学药剂，使得水中的相应物质参与其中，运用比色法和滴定法等进行计算，获得物质的含量。使用仪器设备进行水体指标与浓度的测定，可分析水质是否被污染或者存在其他问题。随着环保事业的推进，加之人们对水质要求不断提高，促进水质监测检测行业的发展，带动着技术的不断创新。根据公开数据显示，2020年我国水质监测市场容量超95亿元。未来，水污染物监测和检测实践中水质在线监测系统的应用会不断增加，促进远程监测管理。与此同时，也会不断促进监测仪表的环境适应性以及稳定性，扩大监测检测的范围[3]。

3 环保机械技术的未来发展

3.1 大数据

环境保护工作的开展和落实，生态环境监测为重要基础和保障，备受关注与重视。从当前的生态环保监测工作开展情况分析，正在积极构建完善的生态环境监测网络，为各项监测与检测工作的开展，提高环保工作的水平。构建的生态环境监测网络，在实际应用中需要实现数据互联共享以及大数据平台的支撑，搭建环保大数据中心，通过海量化数据信息的存储以及超高效处理，利用庞大的数据中心体系，能够为生态环境保护决策和管理以及执法提供数据信息支持。仪器仪表作为机械设备的灵魂，仪器仪表的本质就是数据的获取工具，被誉为大数据的”采集器“，自然拥有海量的“大数据”。大数据的出现，使得更多的仪器仪表企业意识到利用数据能够有更多的实现，促进企业的转型发展，面向市场提供更多的计量产品，实现机械产品的完善和升级，满足更多的支持。在环境污染防治实践中，充分的利用数据信息的价值与优势，根据数据信息进行分析，挖掘数据背后的意义，为污染防治工作的开展提供更多支持与保障[4]。

3.2 智能化

环保机械的智能化是发展主要方向，是环境污染防治工作的需求驱动。将AI技术和5G技术以及大数据技术等，集成到环保设备、环保系统以及工程等方面，为环境保护监测检测和治理提供支持。例如，大气走航监测车采用飞行时间质谱仪，实现秒级出数，便于快速摸清污染底数。结合使用气相色谱-质谱联用仪（GC-MS分析仪），能够输出VOCs特征因子污染全域图，全面摸排、定性定量诊断污染情况。结合使用5G技术和GIS技术等，可实现对污染源的精准定位，为环保工作的开展提供有力支持和保障，高质量推进各项工作，保障环境污染防范与治理工作有序推进。随着环保机械的智能化水平不断提高，将会助力环保事业高水平发展。企业积极探索如何将智能化技术手段与仪器仪表等相互结合，不断促进创新和优化，创造更多的效益，保障环境监测与治理工作高质量开展与落实[5]。

3.3 个性化

从环境污染防治工作的推进需求分析，污染防治工程的建设也不断增加，带动着环境机械技术的应用和发展。例如，某港口建设了码头水污染防治工程，力求实现零直排目标。在具体实践中利用装置，实现对船上的生活污水集中化收集到码头污水收集池内，再利用市政污水管网进行运输，输送到污水厂进行处理[6-7]。治理船舶污染是河流保护的重要举措，结合港口企业制定个性化码头水污染防治设施建设方案，提出适宜的工程方案，落实具体措施和方案，增强水污染源头治理的效果，具有重要意义。环保机械技术的应用优化，面向不同的应用场景和领域做好深度创新和优化，实现个性化监测检测与治理服务功能，高质量推进各项防治工作，保障防治工作高质量开展，创造更多的效益[8]。

4 结语

综上所述，环保机械技术的应用，能够为大气污染防治与水污染治理等工作开展，提供有力的技术支持与保障，推动环保事业的发展。从未来发展的角度分析，环保机械技术的应用需求和要求将会不断增加，需要朝向智能化、一体化、小型化以及个性化等方向发展，满足技术应用的多样化需求，促使环保机械的现代化水平，创造更多的效益与价值。

参考文献

[1] 康帆.环保工艺技术在机械加工的应用[J].集成电路应用，2020，37（8）：134-135.

[2] 李其贵.氧化铝厂除尘环保机械设备故障诊断及处理措施[J].世界有色金属，2020（12）：29-30.

[3] 王灏元.节能设计理念在机械制造与自动化中的运用[J].黑龙江科学，2020，11（12）：112-113.

[4] 佚名.先進封装级无应力抛光技术为晶圆级封装硅通孔和扇出工艺应用提供了替代化学机械抛光的环保的解决方案[J].电子工业专用设备，2020，49（2）：70-71.

[5] 杨林.矿山机械低碳环保发展模式及关键技术分析[J].节能，2020，39（3）：159-160.

[6] 史振.绿色制造技术在机械制造领域的应用分析[J].内燃机与配件，2020（4）：203-204.

[7] 韩长傲.氧化铝厂除尘环保机械设备故障诊断及处理措施[J].世界有色金属，2019（23）：46，48.

[8] 王川.简析人性化的绿色环保机械设计路径[J].时代农机，2019，46（10）：83-84.