電氣自動化在環保設備中的應用及發展

山東華宇工學院 謝樹鵬 麻耀華

隨著時代的蓬勃發展，而今的環保產業面臨良好的發展機遇。但是機遇始終與挑戰并存，企業要想在日漸激烈的市場競爭中保有平穩向上的發展趨勢，就需要提升自身的專業技術實力，將自身的環保凈化能力與現代新興技術相融合，具備時代的發展需要才能增加自身的挑戰實力。當代環保設備主要向科學、自動化以及智能化方向發展，所以環保產業企業應利用自身環保設備的凈化力結合現代新技術新思維所要進行發展。本文主要介紹了環保設備的分類以及未來的發展趨勢。

1 環保設備的概念

環保設備是指用作控制環境污染，提升環境質量而由制造單位或建筑安裝單位制造和建造出來的機器產品、構筑物及控制系統。環保設備也是指管理環境污染的機械加工商品，如除塵器、噪音控制器等。環保設備還應包含運輸含污染物液體物質和固體物質的動力設備，如泵、輸送機等；同時還包括確保污染預防設備正常運營的監測管控及控制儀表儀器，如檢測儀器、流量監測裝置等。我們應當更為側重環保。環保設備應該包含成套設備：如空氣凈化機，污水處理設備，臭氧發生器，工業制氧機等，可以在工業或者家庭都能對所處環境進行改善或治理的設備。

2 電氣自動化在環保設備中的應用

2.1 污水處理

污水廠利用光纜、雙絞線，將PLC（可編程邏輯控制器）、服務器和操作站等相連，構成一個工業局域網，將現場的傳感器變送器自動化儀表通過數據通信技術、數據處理、數據管理等技術將信息數據傳送到PLC控制終端，并反饋給控制室，顯現系統的運行狀態和各個環節的實時的數據參數。通過數據，PLC（或人工）可以自動的調整機器的運行參數，是污水處理系統的保持在最佳的工作狀態。SBR（序批式活性污泥法）處理系統是國內新興起的一門污水處理新技術。采用了PLC的DCS（分散控制系統）控制系統對污水處理的五個工藝步驟進行全面的控制，可以達到現場和中央兩級管理控制模式，實時根據監測設備的數據變化，自動調整系統的運行，使在生物脫氮效率一般保持在80%左右。

2.2 污泥處理

在處理污水的過程中會產生大量的污泥，其數量可達到污水處理量的0.3%—0.5%（含水率97%）。這些污泥之中還有大量的有毒物質，無法直接獲得數據。利用傳感器進行每一個環節有毒物質含量的數據監測，用來監測微生物的生活環境，使微生物的活性加強，處理污染物的效率的提高了，使污泥凈化的速率提升，加快了使污泥能夠達到堆肥甚至可以達到農業回用的標準，使污泥變廢為寶。

2.3 廢氣的處理

2.3.1 吸收設備

利用氣體在液體中溶解度的物理性質，在某些溫度、壓力使廢氣中的污染物溶于某些溶劑里面或者是與溶劑里面的溶質發生特定的綠色化學反應使其不會產生有害的物質。但是溶液和溶質的數量是有限的，需要對有毒氣體的飽和度進行監測和對溶質的含量進行添加。

2.3.2 催化設備

催化劑是普通工業上由多種物質組成的復雜體系，催化劑具有活性、選擇性和穩定性這樣的性能，正是它們的這種特性使催化劑會有使用年限。影響其使用年限的主要原因就是催化劑的老化和催化劑中毒使其活性大大降低、效率減緩。這也是催化劑設備的一種弊端，要根據凈化空氣的數量來進行催化劑的更換。正是因為催化劑有這樣的缺點，人們找尋到了TiO2微粒在光的的催化下會有機物污染物氧化成無毒無害的水和二氧化碳這樣的產物。原理如圖1、圖2所示。

圖1 TiO2光催化原理示意圖

圖2 TiO2光催化降解有害物質示意圖

2.3.3 生物設備

近年來，生物設備通過氣態污染物由氣相轉到液相或固相表面液膜過程中的傳質步驟，而后在液相或固相表層污染物被微生物吸附洗滌，產生水、氧氣和二氧化碳等無害的物質，發現這種生物的性質，使其逐漸發展為新時代的廢氣處理的新技術，得到日益廣泛的應用，而這項技術與傳統的燃燒法、催化燃燒、催化吸收等方法相比，是有明顯的優勢。

3 電氣自動化在環保設備中應用發展前景

3.1 在除塵設備方面

在工業化生產中，粉塵已經達到了不容忽視的地步，可以通過CEMS系統（煙氣自動監控系統）的進行煙塵的一個檢測，通過進行數據，使其根據數據的變化自動選擇袋式除塵器還是靜電除塵器，使其除塵效果加大，而且還不用長期留人駐守，節省了人力。像冶金行業應用除塵環保設備之后，生產過程中的污染物的減少，伴隨而來的會減少能源的使用。然而部分的灰塵還可以進行回收，從而使冶金行業里面的運營成本會降低。這樣一來，不僅符合了行業內部的發展要求，而且還能促進我國環保型產業社會建設，還會大大提交整個行業生產效益，對社會的經濟的提升有著重要的作用。

3.2 在水污染方面

現階段污水處理廠都是利用PLC控制系統。隨著污水量的增多，水資源的減少，對工藝提出了更好的要求，現在的控制系統跟隨時代技術的發展相結合。例如：各個污水處理環節的水質的檢測數據，如何加大污水的循環使用，如何提高系統控制除污能力的提升，如何與現代化的通信技術手段相適應，如何建造一個完整污水數據庫可供大數據進行分析。這些都是現代多面臨的問題，相信用不了多久這些問題都會解決。

3.3 在環境監測方面

電氣自動化在環保監測方面與物聯網、云計算、數據采集、遙感和網絡通信技術相結合，形成了環境應急信息系統。這個環境應急信息系統還有很多的不足、不完善的地方，還有很大的發展空間。在現在環境監測成功的案例方面，往往這些成功的系統里面只包含與環保相關的系統，并沒有與氣象等方面進行大數據的接軌，容易造成一些不確定自然因素發生。

4 環保設備行業未來發展趨勢

4.1 智慧集成化

環保設備行業應該充分的運用大數據，區塊鏈技術，進行各種環境的數據模擬，科學的優化系統的運行，在標準化方面應該充分提高區塊鏈技術的應用，提升環保設備模塊化的水平。建立一個智慧化的環保系統，可以做到設備的防患于未然，智慧環保系統是集自動監測、數據分析、設備預警等集于一體的智慧系統，而且還可以根據污染物含量的變化，自動調整環保設備的運行參數，可以達到最佳運行狀態。智慧環保系統還具有決策能力，能夠最大程度地解決系統運行中所遇到的問題。及時阻止和排除故障。集成化不僅體現數據的集成上，還可以是人和智慧環保系統的集成，實現人和設備的合理分配，并且可以充分發揮出人性的主觀能動性，智慧環保系統可以在處理工藝、流程上的設置、處理的質量等方面都會發揮重要的作用。這種具備智慧集成化的環保設備系統將會成為環保行業的主要發展趨勢之一。

4.2 多元化

多元化是環保設備發展的一個必然趨勢，無論是在環保設備的性能的多元化還是交易方式的多元化。必定會帶來各種各樣新行的環保問題，設備可以自動化根據環境的變化能夠進行生產結構的預測，是可以提高適應能力，借助自然界的力量，可以降低企業運行的成本。近年來，互聯網的發展，企業可以借助互聯網銷售模式，能夠使環保企業和環保設備用戶進行“零距離”的接觸，同時還可以了解客戶的個性化的需求以及各種建議。企業應加大投入各種數字化結構模塊，及時根據客戶的需求進行定制設計，才會促進公司經濟的提升?；ヂ摼W銷售模式一定程度上代表了行業的發展趨勢。企業應認清楚所在大環境的變化尋求最優的解決方案，要做好多元化的發展，只有這樣，才會提高企業的核心競爭力，適應環保市場的變化而進行多元化的改革，能夠為國家的環保事業及時貢獻自己的一份力量，促進祖國的碧水藍天的早日回歸。

4.3 節能化

環保設備的的節能化，會成為環保行業里重要的組成部分，在環保設備之中顯得尤其重要。節能化可以降低企業的運行成本，無論對企業還是政府甚至是居民用在環保上的開支會大大減少，從長久來看，設備的節能化是具有巨大的現實意義，符合國家所提倡的戰略，在某種程度上可以促進我國經濟的發展?？梢栽陔娐返膫鬏斶^程之中降低電能的損耗，在環保設備的內部使用合理的模塊化的變壓器，變壓器要充分的使用節能材料和運行介質，變壓器要布局合理，要充分考慮運行負載的情況來進行設計。環保設備要合理的選擇無功補償設備。環保設備應優化配電設計，要確保環保設備內部的電力系統適應性、抗干擾性的優良性能。節能化是現代環保設備的一個重要組成部分，可以充分發揮人的主觀能動性，從而提高更高的效益。

結束語：環保設備是治理環境問題的一條重要的監測手段，是當下人們了解污染程度的重要途徑之一，它是通過現在區塊鏈、大數據等技術相結合來進行處理污染這個世界性的難題，環保設備還是有很大的發展空間，我們應不斷對環保設備進行研發，為祛除污染物做出應有的貢獻。