文/歐宏森
隨著當(dāng)前自動(dòng)化技術(shù)快速發(fā)展,并在我國(guó)各個(gè)行業(yè)領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用,尤其是在環(huán)保設(shè)備制造中發(fā)揮了積極作用,推動(dòng)了環(huán)保設(shè)備的發(fā)展。環(huán)保設(shè)備是環(huán)境治理的基礎(chǔ),為提升環(huán)境治理效果,文章重點(diǎn)對(duì)自動(dòng)化技術(shù)在環(huán)保設(shè)備中的應(yīng)用與發(fā)展?fàn)顩r進(jìn)行分析,以供參考。
目前,環(huán)保設(shè)備已成為環(huán)境治理的物質(zhì)基礎(chǔ),當(dāng)有環(huán)境污染問題發(fā)生時(shí),可應(yīng)用環(huán)保設(shè)備進(jìn)行治理改善。隨著人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng),對(duì)于環(huán)保設(shè)備的應(yīng)用需求也不斷增加。但是,如果環(huán)保設(shè)備應(yīng)用不當(dāng),將可能會(huì)造成資源浪費(fèi)問題。因此,在環(huán)保設(shè)備應(yīng)用過程中,可將其與自動(dòng)化技術(shù)結(jié)合,以降低環(huán)保設(shè)備運(yùn)行中的成本費(fèi)用,提高環(huán)保設(shè)備使用的有效性,更好地為環(huán)境治理提供基礎(chǔ)支持。
自動(dòng)化技術(shù)是經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展的產(chǎn)物,具體指的是一種無人或少人直接操作和生產(chǎn)的技術(shù)。將自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用到環(huán)保設(shè)備制造領(lǐng)域,不僅能夠促使設(shè)備制造及管理水平的提升,而且能夠?qū)崿F(xiàn)現(xiàn)代環(huán)保設(shè)備制造的優(yōu)化升級(jí),進(jìn)而為促進(jìn)現(xiàn)代環(huán)保設(shè)備制造與環(huán)保設(shè)備制造發(fā)展提供有力的技術(shù)支持。自動(dòng)化技術(shù)的不斷發(fā)展,也得益于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展,在互聯(lián)網(wǎng)智能設(shè)備支持下,可實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)保設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控和自動(dòng)監(jiān)測(cè)、管理,可有效減少人力成本的投入,管理效率和管理水平也得以有效提升。
在環(huán)保設(shè)備中應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù),可有效降低環(huán)境治理的成本,并為后續(xù)環(huán)境污染控制和保護(hù)工作的開展提供科學(xué)的依據(jù)。從當(dāng)前自動(dòng)化技術(shù)在環(huán)保設(shè)備中應(yīng)用現(xiàn)狀可發(fā)現(xiàn),雖然自動(dòng)化環(huán)保設(shè)備運(yùn)行管理系統(tǒng)造價(jià)要比傳統(tǒng)環(huán)保設(shè)備運(yùn)行管理系統(tǒng)的造價(jià)要高,但環(huán)保設(shè)備實(shí)際運(yùn)行的成本卻顯著下降。具體分析原因,由于在傳統(tǒng)環(huán)境保護(hù)工作,人力、設(shè)備等資源的投入和管理是一項(xiàng)長(zhǎng)期的工作,需要環(huán)保企業(yè)投入大量的成本費(fèi)用。同時(shí)在傳統(tǒng)的環(huán)保工作模式下,還容易出現(xiàn)數(shù)據(jù)失真的問題,難以保證環(huán)境污染治理的效果。而將自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用在環(huán)保設(shè)備管理系統(tǒng)中,可充分發(fā)揮出環(huán)保設(shè)備的作用價(jià)值,由此降低環(huán)保工作人力和財(cái)力的投入,從而降低環(huán)保工作的成本。
另外,在以往的環(huán)境監(jiān)測(cè)中,由于主要是人工監(jiān)測(cè)方式,容易受到人為、財(cái)力等諸多因素的影響,難以滿足長(zhǎng)期對(duì)不同污染源的監(jiān)測(cè)管理需求,也增加了環(huán)境污染治理的難度。而在環(huán)保設(shè)備中應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù),不僅能保證環(huán)保設(shè)備安全穩(wěn)定的運(yùn)行,還能實(shí)現(xiàn)對(duì)污染源全天候的監(jiān)測(cè),從而提升污染源監(jiān)測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性與可靠性,進(jìn)而為制定環(huán)境污染治理措施提供科學(xué)的依據(jù)。
概而言之,自動(dòng)化技術(shù)在環(huán)保設(shè)備中的應(yīng)用,可實(shí)現(xiàn)對(duì)各類污染源的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),且檢測(cè)結(jié)果更加準(zhǔn)確、科學(xué),既能避免因人為因素而導(dǎo)致的檢測(cè)誤差,保障檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性,又能有效控制檢測(cè)環(huán)節(jié)的人力成本。
環(huán)保企業(yè)在環(huán)境污染治理過程中,必須嚴(yán)格按照要求針對(duì)不同區(qū)域進(jìn)行污染源的監(jiān)測(cè)。而在環(huán)境污染源監(jiān)測(cè)過程中,主要涉及污染源采樣、分析、統(tǒng)計(jì)、計(jì)算等多個(gè)重要的環(huán)節(jié)。
其中,在以往的采樣工作中,主要是人工采樣方式,這樣的采樣方式會(huì)消耗大量的時(shí)間成本與資金成本,甚至是對(duì)采樣人員的身體健康有危害。而將自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用在環(huán)保設(shè)備中,可實(shí)時(shí)對(duì)各類污染源數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、存儲(chǔ)、傳遞,之后在系統(tǒng)內(nèi)部還能對(duì)各類信息數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、處理。這樣一來,能夠有效降低一線人員工作壓力和工作風(fēng)險(xiǎn),同時(shí)還能有效提升環(huán)境監(jiān)測(cè)工作的時(shí)效性。
隨著我國(guó)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展,目前已經(jīng)初步實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程管理和信息共享。將自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用在環(huán)保設(shè)備中,相關(guān)工作人員能夠隨時(shí)隨地通過遠(yuǎn)程的方式獲取相關(guān)數(shù)據(jù)信息,為環(huán)境污染治理提供科學(xué)的依據(jù)。
與此同時(shí),還可實(shí)現(xiàn)信息數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)共享,可有效解決以往存在的信息孤島問題。另外,還可將自動(dòng)化技術(shù)與云計(jì)算等技術(shù)結(jié)合應(yīng)用在環(huán)保設(shè)備中,這樣有助于實(shí)現(xiàn)控制設(shè)備應(yīng)用范圍最大化。
在環(huán)保設(shè)備中應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù),還能有效提升環(huán)保工作的效率與質(zhì)量。比如,在以往的污染源監(jiān)測(cè)工作中,主要是由環(huán)保企業(yè)安排專業(yè)的人員并配備相應(yīng)的設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測(cè),之后工作人員將采集的數(shù)據(jù)信息整合分析驗(yàn)算。
這期間需要分析計(jì)算的數(shù)據(jù)較大,若任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題,都會(huì)對(duì)后續(xù)污染治理工作有影響。隨著自動(dòng)化技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展,將其應(yīng)用在環(huán)保設(shè)備中,環(huán)保企業(yè)在對(duì)污染源監(jiān)測(cè)過程中,可充分利用自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),可有效提高環(huán)境污染數(shù)據(jù)信息采集、分析和整理的效率,也能最大限度降低人工操作引起的失誤。
常見的環(huán)保設(shè)備有污水處理設(shè)備、空氣凈化設(shè)備、固體廢棄物處理設(shè)備、環(huán)境監(jiān)測(cè)設(shè)備等,以下主要探討自動(dòng)化技術(shù)在這些環(huán)保設(shè)備中的應(yīng)用及應(yīng)用前景。
污水是工業(yè)生產(chǎn)中較為常見的污染源。不同企業(yè)在實(shí)際生產(chǎn)中排放的污水內(nèi)部污染物含量有明確的差異,需要在具體處理過程中嚴(yán)格按照各項(xiàng)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行凈化處理,確保凈化處理后的污水能達(dá)到排放的標(biāo)準(zhǔn)。由于污水凈化處理過程相對(duì)較復(fù)雜,需要經(jīng)過多個(gè)環(huán)節(jié),因此有必要對(duì)污水凈化處理過程進(jìn)行自動(dòng)化控制,以提高污水處理的效率與質(zhì)量。
比如,當(dāng)探測(cè)器在獲取相關(guān)污染信息后,若凈化后的標(biāo)準(zhǔn)不能滿足下一步環(huán)節(jié)的凈化要求,便可應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)來延長(zhǎng)本環(huán)節(jié)的凈化時(shí)間,以提高對(duì)有害物質(zhì)的凈化效果。目前應(yīng)用較多的污水處理設(shè)備有曝氣處理設(shè)備、沉淀處理設(shè)備等,這些污水處理設(shè)備的應(yīng)用,可有效去除內(nèi)部的氨氮磷等元素及固體污染物。在應(yīng)用這些污水處理設(shè)備過程中,可借助自動(dòng)化技術(shù)實(shí)現(xiàn)整體的控制,主要是在每個(gè)反應(yīng)池內(nèi)設(shè)置相應(yīng)的檢測(cè)探頭,由此實(shí)時(shí)掌握污水內(nèi)部的雜質(zhì)含量,同時(shí)還可通過自動(dòng)化控制技術(shù)控制每個(gè)處理設(shè)備的啟閉。
在自動(dòng)化控制系統(tǒng)中,可實(shí)時(shí)對(duì)反應(yīng)池內(nèi)部探測(cè)收集的數(shù)據(jù)信息傳遞,若分析探測(cè)獲得的數(shù)據(jù)達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn),便可自動(dòng)開啟下一道處理工序,最終實(shí)現(xiàn)污水處理的目標(biāo)。有研究表明,在自動(dòng)化技術(shù)支持下對(duì)污水進(jìn)行凈化處理,固體沉淀污染物的凈化率可在95%以上,氨氮元素的凈化率可在90%以上,磷元素的凈化率可在80%以上,達(dá)到污水排放的標(biāo)準(zhǔn)要求。
由于現(xiàn)階段的污水處理復(fù)雜程度越來越高,而應(yīng)用常規(guī)的技術(shù)并不能滿足污水處理的標(biāo)準(zhǔn)要求,因此未來對(duì)于自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用,必須不斷完善自動(dòng)化控制系統(tǒng),采用更加智能化的控制手段,豐富系統(tǒng)的功能,提升運(yùn)行的安全性與可靠性,從而保證相關(guān)環(huán)保部門能更加及時(shí)、準(zhǔn)確地掌握污水處理環(huán)節(jié)的各項(xiàng)數(shù)據(jù)信息。
現(xiàn)階段空氣污染已經(jīng)成為社會(huì)各界關(guān)注的焦點(diǎn)。在工業(yè)生產(chǎn)方面,由于資源消耗尤其是煤的消耗會(huì)產(chǎn)生大量污染物。煤的燃燒會(huì)產(chǎn)生大量的二氧化硫、二氧化氮、一氧化氮等有害氣體和固體懸浮物,這些污染物排放至空氣中難以消解,就會(huì)形成霧霾,從而危害人體健康。
對(duì)此,在設(shè)計(jì)凈化系統(tǒng)過程中,有必要加強(qiáng)對(duì)廢氣凈化系統(tǒng)的統(tǒng)一控制,可在劃分有害氣體處理方式的基礎(chǔ)上,建立相應(yīng)的自動(dòng)化控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)有效的控制。以光解反應(yīng)凈化裝置為例,可利用UV 光線的分解能力破碎氣體內(nèi)部的有毒有害物質(zhì)。而自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用,可根據(jù)氣體內(nèi)部情況來調(diào)整UV 光線強(qiáng)度與輻射面積,由此提升廢氣的處理效率和質(zhì)量。
同時(shí),在廢氣吸收處理過程中,反應(yīng)池發(fā)揮重要的作用,當(dāng)廢氣引入到反應(yīng)池內(nèi)時(shí),在自動(dòng)化技術(shù)的作用下,實(shí)現(xiàn)對(duì)反應(yīng)池內(nèi)部液體酸堿度數(shù)值的自動(dòng)化監(jiān)測(cè),之后再根據(jù)監(jiān)測(cè)的數(shù)值變化情況來調(diào)節(jié)氣體導(dǎo)管的流量,由此提高反應(yīng)池反應(yīng)的效率。
另外,粉塵處理過程中,先是通過靜電捕捉的方式進(jìn)行粉塵過濾,在電場(chǎng)的影響下,將實(shí)現(xiàn)對(duì)大尺寸粉塵顆粒的聚集與沉淀,有顯著的凈化效果。而這一過程中,利用自動(dòng)化控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)掌握粉塵含量與大小情況,隨后根據(jù)項(xiàng)信息調(diào)整電場(chǎng)環(huán)境,由此可顯著提高粉塵凈化工作的效率與質(zhì)量。
就現(xiàn)階段空氣凈化設(shè)備應(yīng)用的情況來看,較傳統(tǒng)的靜電除塵器,會(huì)廣泛應(yīng)用到布袋式除塵器這一環(huán)保設(shè)備。但在布袋式除塵器具體應(yīng)用過程中,其會(huì)產(chǎn)生較大的損耗,并且并不適用于高溫高壓和腐蝕性氣體的處理。因此,需要相關(guān)技術(shù)人員重視布袋式除塵器的優(yōu)化和完善,可在自動(dòng)化技術(shù)下,將布袋式除塵器與靜電除塵器有機(jī)結(jié)合,發(fā)揮出二者的優(yōu)勢(shì),根據(jù)除塵環(huán)境的實(shí)際情況進(jìn)行針對(duì)性除塵,并通過自動(dòng)化調(diào)節(jié)參數(shù)的方式,有效提高設(shè)備除塵的效率。
在工業(yè)生產(chǎn)過程中,還會(huì)產(chǎn)生大量的固體廢料,以往主要是通過焚燒處理方式來處理,但隨著環(huán)保理念的不斷深入,要求要做好焚燒前的廢料類型劃分工作。尤其是對(duì)于一些可回收利用的固體廢料,應(yīng)做好篩選回收工作,由此降低后續(xù)焚燒工作的壓力。
比如,對(duì)于一些碎石和木屑,可通過自動(dòng)化控制系統(tǒng)對(duì)其進(jìn)行篩選,將符合標(biāo)準(zhǔn)的固體廢料篩選出來,之后運(yùn)送至工廠中統(tǒng)一加工處理,加工成為其他材料用于工程建設(shè)中。這樣的方式,可實(shí)現(xiàn)對(duì)固體廢料的回收利用,提高資源利用率,并且符合環(huán)境保護(hù)的要求。
同時(shí),將自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用在固體廢棄物處理設(shè)備中,技術(shù)人員還可根據(jù)各項(xiàng)數(shù)據(jù)信息判斷燃料是否充分,之后通過送風(fēng)或加壓的措施,保證焚燒爐內(nèi)充分的氧氣環(huán)境,從而提高固體廢棄物的燃燒效率。另外,還能將燃燒蒸汽與發(fā)電機(jī)組連接來實(shí)現(xiàn)發(fā)電,這一過程中通過應(yīng)用自動(dòng)化控制系統(tǒng),確保蒸汽壓力的穩(wěn)定性,從而保證后續(xù)電力生產(chǎn)的安全性、可靠性。
對(duì)于自動(dòng)化技術(shù)在固體廢棄物處理設(shè)備的應(yīng)用,技術(shù)人員除了能通過垃圾焚燒發(fā)電技術(shù)將固體廢物轉(zhuǎn)化為新型能源外,還能應(yīng)用模糊控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)機(jī)流量等關(guān)鍵參數(shù)的自動(dòng)化調(diào)整,可使設(shè)備運(yùn)行更加溫度苛刻,同時(shí)還能改變固體廢棄物熱值方式,減少有毒有害物質(zhì)的產(chǎn)生??梢?,自動(dòng)化技術(shù)在固體廢棄物處理設(shè)備中有十分廣闊的應(yīng)用前景。
環(huán)境監(jiān)測(cè)設(shè)備是環(huán)境治理中不可或缺的裝置之一,其主要作用是對(duì)各種污染物在排放前進(jìn)行檢測(cè),避免有污染超標(biāo)的問題。不同的監(jiān)測(cè)對(duì)象,使用的監(jiān)測(cè)設(shè)備的結(jié)構(gòu)和原理也有所不同。
其中,對(duì)于廢水監(jiān)測(cè)設(shè)備而言,通常是將其設(shè)置在污水排放處,并通過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的方式來掌握企業(yè)污水排放的情況。以COD 系統(tǒng)為例,該系統(tǒng)主要通過光譜分析法來判斷水體內(nèi)部的有機(jī)含量,在自動(dòng)化技術(shù)的作用下,系統(tǒng)定時(shí)進(jìn)行污水采樣和分析工作,并實(shí)時(shí)將采集的數(shù)據(jù)信息傳遞至處理系統(tǒng)中,由此為后續(xù)的環(huán)境污染治理提供依據(jù)。當(dāng)前自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展速度加快,并實(shí)現(xiàn)了與多媒體技術(shù)的融合,使得原本簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)信息能以圖像、視頻等形式呈現(xiàn),大幅進(jìn)一步提升了環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性與科學(xué)性。
雖然自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用,提升了環(huán)境監(jiān)測(cè)的可靠性,但是自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)于工業(yè)廢水流量、懸浮物含量、膠體物質(zhì)含量等數(shù)據(jù)的檢測(cè)精確度還有待進(jìn)一步提升。在未來的應(yīng)用中,要不斷完善自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng),提升系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。技術(shù)人員可利用單片機(jī)作為系統(tǒng)控制模塊,設(shè)定監(jiān)測(cè)誤差的限制,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)工業(yè)廢水流量、懸浮物含量、膠體物質(zhì)含量更為準(zhǔn)確的監(jiān)測(cè)。
我國(guó)自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展較晚,相比其他先進(jìn)的國(guó)家,發(fā)展水平還有待提升。對(duì)于環(huán)保設(shè)備中自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用,應(yīng)當(dāng)結(jié)合實(shí)際工作情況,合理應(yīng)用獨(dú)立自動(dòng)化技術(shù)和方法。而對(duì)于環(huán)保設(shè)備的生產(chǎn)制造,可考慮構(gòu)建一致的工作流程,并開發(fā)利用數(shù)控機(jī)床和加工中心,解決單件和小件生產(chǎn)中的問題。
自動(dòng)化技術(shù)在環(huán)保設(shè)備中的應(yīng)用,并非簡(jiǎn)單通過智能設(shè)備來替代傳統(tǒng)的人工生產(chǎn)方式,而是將人工與智能化設(shè)備有效結(jié)合,目的是減少人工生產(chǎn)中的錯(cuò)誤,保證整體生產(chǎn)的安全性。
可見,自動(dòng)化技術(shù)在環(huán)保設(shè)備中的應(yīng)用,也需要以人為前提,需要人來進(jìn)行操作。但目前我國(guó)對(duì)自動(dòng)化技術(shù)人才的培養(yǎng)并不夠重視,使得自動(dòng)化人才缺失,現(xiàn)有的人員對(duì)自動(dòng)化技術(shù)又缺乏全面的認(rèn)識(shí),很大程度上限制了自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展。
因此,要想有效提升自動(dòng)化技術(shù)在環(huán)保設(shè)備中的應(yīng)用水平,還需要加強(qiáng)自動(dòng)化人才的培養(yǎng),既要對(duì)自動(dòng)化技術(shù)人才進(jìn)行長(zhǎng)期有效地培養(yǎng)及相關(guān)的知識(shí)教育,提升自動(dòng)化人才的專業(yè)水平及綜合素養(yǎng),也要重視自動(dòng)化人才的儲(chǔ)備,及時(shí)更新現(xiàn)有的人才培養(yǎng)模式,以更好地滿足環(huán)保設(shè)備自動(dòng)化發(fā)展的需求。
未來節(jié)能將成為環(huán)保設(shè)備的主要發(fā)展方向之一。節(jié)能化發(fā)展,可降低環(huán)保治理的開支,這與我國(guó)提出的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略目標(biāo)一致,對(duì)促進(jìn)我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)科學(xué)發(fā)展有重要的意義。而如何推進(jìn)環(huán)保設(shè)備節(jié)能化發(fā)展,相關(guān)技術(shù)人員可從電路傳輸方面考慮,降低電能傳輸過程的損耗,以降低設(shè)備運(yùn)行的成本。同時(shí),還可在環(huán)保設(shè)備中設(shè)計(jì)無功補(bǔ)償設(shè)備,優(yōu)化配電設(shè)計(jì),提高環(huán)保設(shè)備電力系統(tǒng)的適用性與抗干擾性。
所謂設(shè)備多元化,具體指的是環(huán)保設(shè)備性能及運(yùn)行過程的多元化。未來環(huán)境污染問題會(huì)越來越復(fù)雜,推動(dòng)環(huán)保設(shè)備的多元化發(fā)展,可使其能根據(jù)環(huán)境變化情況及時(shí)做出調(diào)整,從而提高環(huán)保設(shè)備適應(yīng)能力。這也需要環(huán)保設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)做好多元化發(fā)展規(guī)劃,結(jié)合不同客戶的實(shí)際需求做好定制設(shè)計(jì)工作,確保環(huán)保設(shè)備能適應(yīng)環(huán)保市場(chǎng)變化與需求,并提高企業(yè)的綜合競(jìng)爭(zhēng)力。
由于環(huán)保設(shè)備運(yùn)行過程中會(huì)受到環(huán)境等因素的硬性而出現(xiàn)故障問題。對(duì)此,可將區(qū)塊鏈、大數(shù)據(jù)等技術(shù)應(yīng)用在環(huán)保設(shè)備中,結(jié)合不同的環(huán)境實(shí)際情況進(jìn)行數(shù)據(jù)模擬,以保證系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。同時(shí),還可以構(gòu)建一個(gè)智能化的環(huán)保系統(tǒng),實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)預(yù)警設(shè)備運(yùn)行過程的故障問題,自動(dòng)化調(diào)整環(huán)保設(shè)備運(yùn)行參數(shù)等,從而保證環(huán)保設(shè)備處于良好的運(yùn)行狀態(tài)。