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環保設備的綜述性

摘要：環境工程是一門近年才發展起來的新興學科，環保設備大多始于對化工、水處理、礦業等行業設備的演變。主要有水污染處理設備，大氣污染控制設備，固體廢物處理設備。其中水污染處理設備主要包括物理法、化學法、物理化學法、生物化學法及組合式處理裝置；大氣污染控制設備包括塵粒污染及氣態污染凈化設備；固體廢物處理設備包括運輸與存儲、分選、破碎壓實、焚燒熱解、無害化處理及資源再利用設備。

關鍵詞：環保設備、水污染、大氣污染、固體廢物

環境保護關系到國計民生，是我國的基本國策之一。而環保設備是用于控制環境污染、改善環境質量而有生產單位或建筑安裝單位制造和建造出來的機械產品、構筑物及系統。目前，我國專業從事環境工程設備生產的企業發展很快，許多理工*也相繼建設環境工程等相關專業，而環境工程設備的設計在環境保護過程中是*的。環境保護中的污染源千變萬化，所以治理工程所用的設備更是數不勝數。

我國環保設備的現狀和發展

我國環保設備的現狀

根據我國“十二五”的環境保護目標，到2015年，主要污染物排放總量顯著減少；城鄉飲用水水源地環境安全得到有效保障，水質大幅提高；重金屬污染得到有效控制，持久性有機污染物、危險化學品、危險廢物等污染防治成效明顯；城鎮環境基礎設施建設和運行水平得到提升；生態環境惡化趨勢得到扭轉；核與輻射安全監管能力明顯增強，核與輻射安全水平進一步提高；環境監管體系得到健全。據統計2005～2010年環保機械產品市場需求總量為3206億元，預計2010～2015年環保機械產品市場需求總量回超過4500億元。進人二十一世紀后，我國進一步加大了管理、環境建設和環境投資的力度，產品將在不斷適應市場中出現新趨勢， 國內環保市場出現了一些新的需求特征，主要體現在以下幾個方面[]：

（1）污水處理設備投資需求旺盛

根據建設部數據，“十一五”期間計劃新增城市污水日處理能力4500萬噸、再生水日利用能力680萬噸，形成COD 削減能力300萬噸。

（2）除塵設備已經進入穩定增*

除塵設備主要包括電除塵器、布袋除塵器等。電除塵器是治理大氣粉塵污染的主要設備，我國在這一領域技術水平達到*水平，其主要應用于電力、冶金、建材、造紙等行業的燃煤鍋爐、工業爐窯的消煙除塵。由于煙塵排放標準實在過低，安裝了除塵設備的排污單位的排放量很多是超過標準要求的，所以即使煙塵排放標準提高，增加的需求也有限，增量主要來自沒有安裝除塵設備或者除塵設備運作不正常的企業。根據目前煙塵去除率水平，預計行業需求增加的幅度也就在1-2%之間。

（3）固廢設備成為環保設備新增長點

我國的固廢處理行業尚處初期階段, 產業化程度和市場集中度還非常低。但隨著工業化的發展以及居民生活水平的提高，我國的工業固體廢棄物生產量和城市垃圾排放量日益增多，固體廢物處理設備行業潛力巨大。在政策驅動下, 產業發展正在進入高速增長的拐點, 預計產業規模的高速增長有望持續10年以上。預計2020年固廢處理將擁有6814億的投資規模, 占環

保總投資的30%,而這一比例要提高到50%左右。

（4）脫硫設備期待行業整合

近年來，脫硫市場迅速擴大，國內從事煙氣脫硫業務的企業也大幅增加，形成年配套1億千瓦火電脫硫工程設計、設備制造及總承包能力。脫硫行業屬于國家大力扶持的行業之一，在日益嚴峻的環保形勢下，國家出臺了多項政策以促進脫硫行業的發展。比如環保部" 十二五" 規劃中規定到2015年，二氧化硫的排放總量將比2010年減少10%，而COD 的排放總量將比2010年減少5%。在國家大力扶持下，各地對脫硫行業的重視程度將日益提高，該行業的市場需求將有較大的提升。

制約我國環保設備發展的因素

目前我國環保機械設備的發展存在多方面的制約因素：有體制方面的，也有技術方面的。我國環保設備設計、制造方面存在的主要問題：一是標準化水平較低；二是單機成套、系統成套、工程成套等成套設計水平與*進水平有一定差距，用于設計成套的基礎數據，在收集、儲存、處理、試驗、驗證等方面的能力較低，某些重點領域的設備成套能力較弱；三是自動化程度不高；四是設備的選型，仿制較多，創新不足，設備(零部件) 的強度、剛度、穩定性、可靠性及外觀質量有不同程度的缺陷；五是在設備使用期內，材料的抗腐蝕、抗老化、抗磨損、抗疲勞的能力存在一些問題，材料消耗較大；六是設備的安全設計，特別是本質安全設計比較薄弱；七是設備的設計(選型) 與污染防治工藝不*適應的情況時有發生，加上管理不力等因素，影響污染防治能力的正常發揮。

水污染處理設備（污水處理設備）

水污染處理是為使污水達到排水某一水體或再次使用的水質要求，對其進行凈化的過程。而水污染處理設備主要包括以下幾種.

2.1 離心機

離心機主要用于將懸浮液中的固體顆粒物與液體分開；或將乳濁液中兩種密度不同，又互不相溶的液體分開（如從混合液中將水和苯分開）；它也可用于排除濕固體中的液體；特殊的超速管式分離機還可分離不同密度的氣體混合物；利用不同密度或粒度的固體顆粒在液體中沉降速度不同的特點，有的沉降離心機還可對固體顆粒按密度或粒度進行分級。

2.2 污泥脫水機

污泥脫水機特點是可自動控制運行, 連續生產, 無級調速, 對多種污泥都適用。可適用于給水排水、造紙、鑄造、皮革、紡織、化工、食品等多種行業的污泥脫水[]。

2.3 曝氣機

曝氣機是通過散氣葉輪，將“微氣泡”直接注入未經處理的污水中，在混凝劑和絮凝劑的共同作用下，使懸浮物發生物理絮凝和化學絮凝，從而形成大的懸浮物絮團，在氣泡群的浮力作用下“絮團”浮上液面形成浮渣，利用刮渣機從水中分離；不需要清理噴嘴，不會發生阻塞現象。本設備整體性好，安裝方便，節省運行費用與占地面。

2.4 氣浮機

氣浮機是利用渦流泵的攪拌功能，將難以溶解于水中的氣體或兩種以上不同的液體高效加壓混合，產生的微細氣泡粒徑20-50微米。攪拌技術大大簡化傳統的攪拌工藝，不僅可以實現設備的小型化，還節省投資和運轉成本。

大氣污染控制設備

大氣污染控制是為了治理大氣污染物而采取的污染物排放控制技術和控制污染物排放政策，各種工業排放的特殊及有害氣體污染物，比較容易通過改變生產工藝或遷移、甚至關閉工廠的方式解決。目前主要的大氣污染物是由于燃燒化石燃料產生的煙塵、二氧化碳、氮氧化合物和硫化物，以及汽車尾氣排放的一氧化碳、二氧化碳、碳氫化合物和氮氧化物[]。

3.1 顆粒物凈化設備[]

3.1.1 機械式除塵器

機械式除塵器是依靠機械力包括重力、慣性力、離心力等，將塵粒從氣流中去除的裝置。特點是結構簡單，設備費和運行費均較低，但除塵效率不高。按出塵粒的不同可設計為重力沉降室、慣性除塵器和旋風除塵器。適用于含塵濃度高和顆粒力度較大的氣流。廣泛用于除塵要求不高的場合或用作高效除塵裝置的前置預除塵器。

3.1.2 濕式除塵器

濕式除塵器俗稱“水除塵器”，它是使含塵氣體與液體(大多數為水）密切接觸，利用水滴和顆粒的慣性碰撞及其他作用捕集顆粒或使顆粒的粒徑增大的裝置。根據濕式除塵器的凈化機理，可將其分為：重力噴霧洗滌器，旋風洗滌器，自激噴霧洗滌器，板式洗滌器，填料洗滌器，文丘里洗滌器(氣體加速, 液滴霧化, 顆粒捕集, 液滴凝聚) ，機械誘導噴霧洗滌器。

3.1.3 電除塵器

電除塵器的工作原理是：含塵氣體在通過高壓電場進行的電離過程中, 使塵粒荷電, 并在電場力的作用下使塵粒沉積在集塵極上, 將塵粒從含塵氣體中分離出來. 其原理涉及懸浮粒子荷電，帶電粒子在電場內遷移和捕集，以及將捕集物從集塵表面上清除三個基本過程。電除塵器是火力發電廠*的配套設備，它的功能是將燃灶或燃油鍋爐排放的煙氣中的顆粒煙塵加以清除，從而大幅度降低排入大氣層中的煙塵量，這是改善環境污染，提高空氣質量的重要環保設備。

3.1.4 袋式除塵器

袋式除塵器工作原理是：含塵氣體從下部孔板進入圓筒形濾袋內，在通過濾料的孔隙時，粉塵被捕集于率療傷，透過濾料的清潔氣體由排出口排出。沉積在濾料上的粉塵，可在機械振動的作用下從濾料表面脫落，落入灰斗中。袋式除塵器除塵效率高，可達99%,性能穩定可靠，操作方便, 也有很強的捕集作用, 同時便于吸收干料。

3.2 氣態污染凈化設備

3.2.1 吸收凈化設備

吸收凈化設備根據氣體混合物中各組分在液體溶劑中物理溶解度或化學反應活性不同而將混合物分離的一種設備。吸收凈化設備具有效率高，設備簡單，一次投資費用相對較低等優點，因此廣泛地應用氣態污染物控制中。該法的主要缺點是對吸收后的液體還需要進行處理，設備易受腐蝕。

3.2.2 吸附凈化設備

吸附凈化設備是利用多孔的具有活性的固體吸附劑來處理氣體混合物，使其中一種或幾種組分吸附在吸附劑表面，從而將其從氣流中分離出來的氣體凈化設備，是氣體凈化設備的主要類型之一，屬于干法凈化設備。有機氣體凈化廣泛采用吸附凈化設備、氟化氫等無機氣體凈化也可采用。一般吸附操作包括氣體與吸附劑接觸吸附，吸附劑從氣體中分離和吸附劑再生或更換三個步驟。吸附器的設計應保證上述各步驟能順利進行。

3.2.3 催化凈化設備

催化法是利用催化劑在化學反應中的催化作用，將廢氣中有害的污染物轉化成無害的物質，或轉化成更易處理或回收利用的物質的方法。催化劑只能夠加速化學反應速度，而催化劑本身的化學性質在反應前后保持不變的物質。實踐表明，使用催化劑是提高化學反應速度和控制反應方向的有效方法。因此，催化劑在現代化工、石油加工及其他工業部門得到了廣泛使用。

固體廢物處理設備

固體廢物處理是通過物理的手段（如粉碎、壓縮、干燥、蒸發、焚燒等）或生物化學作用（如氧化、消化分解、吸收等）縮小其體積、加速其自然凈化的過程。通常也指人類在生產和生活活動中丟棄的固體和泥狀物質，包括從廢水、廢氣中分離出來的固體顆粒。但是不管采用

何種處理方法，仍有一定量的固體廢物殘存，對這部分廢物需要妥善地加以處置。特別在處理廢物時，應避免產生二次污染，對有毒有害廢物應確保不對人類產生危害。對城市產生的固體廢物制定全面的、綜合性處理規劃是非常必要的。綜合處理的目的是將城市中各種廢物集中到一定地點，根據固體廢物的特征，把各種廢物處理過程組合成一個系統，以便把各過程得到的物質和能量進行合理的集中利用。通過綜合處理可以對廢物進行有效的處置，減少廢物排放量，減輕對地區的環境污染，防止二次污染的擴散，同時還能做到總處理費用低，資源利用效率高[]。

4.1 壓式設備

壓實設備是利用機械力增加固體廢物的聚集程度和容量，減小體積以滿足運輸方便的要求。應用較普遍的包括金屬類固體廢物壓實器和城市垃圾壓實器。金屬壓實器主要用來壓實加工排出的松散金屬廢物等碎小下腳料，如金屬細絲、碎片、刨花、碎紙、纖維等。城市生活垃圾壓實器則主要用于生活垃圾的壓實處理，由于在壓縮時可能會產生污水、有機物fu bai等現象，因此為避免造成二次污染或影響壓實器的使用壽命，要考慮其密封性能和壓實器表面處理等問題。

4.2 破碎設備

破碎設備是利用機械力克服固體廢物物質間的內聚力從而使大塊固體廢物分裂成小塊。常用的有鄂式破碎機、錘式破碎機、剪切式破碎機、圓錐式破碎機、沖擊式破碎機、輥式破碎機和粉磨機[]。

4.3 分選設備

分選設備是利用物質的粒度、密度、磁性、彈性等差異對固體廢物進行分選，常用的設備包括篩分設備、重選設備、磁選設備、電選設備和浮選設備[]。

4.3.1 篩分設備

是利用篩子將松散固體廢物分成兩種或多種粒度級別的一種過程。共振篩的分篩效率高，處理能力大，耗電少，結構緊湊。另外還有固定篩，用于篩分粒度大于50mm 的粗粒物料；滾筒篩和慣性推動篩，適用于篩分細粒固體廢物。同時也適用于潮濕及粘性廢物的篩分。

4.3.2 重選設備

重選是利用固體廢物中不同物質間的密度差異來進行分類的，常用設備包括重選介質分選機、跳汰機、風力分選機等。

4.3.3 磁選設備

磁選是利用固體廢物的磁性差異將其中的磁性物質分離出來。磁選設備主要有磁鼓式和帶式兩種，廣泛用于回收、富集黑色金屬或排除物料中的鐵質物質。

4.3.4 電選設備

電選是在高壓電場中根據固體廢物中各組分導電性能的差異實現分離的一種方法。電選設備主要有靜電分選機和高壓電選機兩種。電選對于各種導體、半導體和絕緣體的分離等十分簡便有效。

4.3.5 浮選設備

浮選是一種濕法分選，首先將固體廢物用水調節成懸浮液，再加入浮選劑，然后通入空氣形成無數細小氣泡，使欲選顆粒黏附在氣泡上，在懸浮液面形成泡沫層然后刮出回收，因此也稱泡沫選，是固體廢物資源化的一種重要技術，主要用于從煤粉灰中回收碳，從煤矸石中回收鐵礦，從焚燒煤爐灰渣中回收金屬等。

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