水环境治理装备研究现状与发展趋势
[摘要] 随着工业的发展和城市化进程的加速, 水环境遭受到前所未有的污染, 积极开展水环境治理工作是必由之路。水环境治理装备处于污水治理的前沿阵地, 其研究和开发工作进展迅速。在研究大量国内外文献的基础上,结合研究水环境治理装备的实践, 阐述了水环境污染状况及其治理装备的重要性, 水环境治理装备分类、研究现状、发展趋势及市场分析。
[关键词] 水环境污染; 污水治理; 治理装备 1 水环境污染现状和治理装备的重要性
水资源是人类赖以生存的基本条件，现实情况表明，全球已面临水资源短缺和日益严重的水环境污染。刘岩等指出，目前地球上已几乎找不到未受人类活动影响的天然水体了据2004年中国环境状况公报统计, 2004年度七大水系412个重点监测断面中，30.3%的断面属IV , V类水质，27.9%的断面属劣V类水质。27个重点湖库中，IV类、V类和劣V类水质的湖库分别占14.8 % , 22.2%和37.0%。全国工业和城镇生活废水排放总量为460.0亿t，比上年增加4.7 %。其中工业废水排放量212.4亿t，比上年增加2.5 %;城镇生活污水排放量247.6亿t，比上年增加6.6%。
从这些数据看出，整个世界尤其我国水污染状况十分严重，而且已危及到人们的生活健康，迫切需要治理。而水环境治理装备是污水处理工程的主要承担者，对处理工艺的成败起着关键的作用。正是由
于水处理装备在污水处理工程中的重要作用，国内外都积极展开对水环境治理装备系统的研究。
2水环境治理装备的分类水环境治理装备种类繁多，分类方式较多，这里分别按通用性、处理方法、设备的成套性三种方式分类。 2.1按装备的通用性分类
水环境处理装备一般分为通用处理设备和专用处理设备。通用处理设备包括水处理用风机、水处理用阀门、水处理用水泵、控制仪器仪表;专用处理设备包括拦污设备、排泥排砂机械设备、污泥处理设备、沼气利用设备、曝气搅拌设备、新型工艺的专用设备、加药消毒设备、膜处理设备、污泥后处理设备。 2.2按处理方法分类
水环境治理装备根据处理工艺和方法分为物理法处理设备、化学法处理设备、物理化学法处理设备、生物化学处理设备。物理方法处理设备包括:沉淀设备、澄清设备、上浮分离设备、气浮分离设备、过滤设备、压滤和吸滤设备、蒸发设备、磁分离设备、离心分离装置;化学法处理设备包括:酸碱中和处理设备、氧化还原设备、消毒设备;物理化学法分为混凝凝聚装置、吸附设备、离子交换设备、膜分离设备、萃取设备;生物法处理设备有好氧处理设备、供氧曝气设备、厌氧处理设备、厌氧一好氧处理设备。 2.3按装备的成套性分类
根据装备的成套性分为单元设备和组合设备两大类。单元处理设备一般是指利用基本方法(包括物理、化学、物理化学、生物四大类
基本处理方法)处理污水的装备，包括按处理方法分类的所有污水处理设备;组合处理设备是指将两种或两种以上的处理工艺方法有机地组合在一起的成套设备，这类设备按处理对象又分为高浊度废水、无机废水、表面废水和小型生活污水处理设备四大类。 3水环境治理装备的研究现状及发展方向 3.1国外水环境治理装备的发展现状和趋势
工业发达国家在20世纪60年代就意识到环境治理的必要性，并积极投入环境治理装备系统的研究，而水环境治理装备、仪器仪表作为环境治理装备的一大类得到了迅速地发展，并独自形成了专业化的生产体系。水环境治理设备中的风机、水泵、阀门等通用机械设备根据不同的水环境治理的要求已实现专门化设计，并组织生产，以满足各种不同的需要。在完善系列、自动化水平、外观质量、降低噪音、降低成本等方面取得显著成果。水处理单元设备中的沉淀、过滤、脱水、萃取、吸附、微滤、电渗透等设备已形成专业化规模生产，品种质量相对稳定，性能参数可靠，系列化、标准化完善。城市污水成套装备系统向大型化发展，工业废水处理设备随着治理工艺的成熟定型而趋于专业化、成套化。
自20世纪90年代以来，随着人们对环境保护意识的加强，对水质要求的增高，污水处理工艺的快速发展.新工艺、新技术的不断推出.发达国家的水环境治理设备朝着高效、节能、轻质高强、耐久性好、操作运转灵活可靠、机电一体化方向发展，并将高新技术(如程序控制刚性反馈调节、计算机管理、远程监控等)也渗入到水环境治
理装备的制造及运转当中，不仅满足了工艺的要求，而且给工艺的创新和进一步改造提供了可能和保证。水环境治理仪器仪表使水处理机械设备及仪表控制能达到转换程序控制、连锁保护、信息传输、遥测遥控、数据处理、微机控制、自适应故障诊断、耐用性等需要，有效地控制水环境的污染，正朝着多品种、多元化、智能化方向发展。 3.2我国水环境治理装备的发展现状和趋势
我国水污染治理装置和设备是近几年来发展比较快的一种环保机械产品，门类基本齐全。不少技术尤其是城市污水处理技术已经接近当代国际水平，虽然总体水平落后15 20 a，但自1985年以来，我国涉及到污水处理装置(设备、系统)的专利就达364项之多，形成了一个欣欣向荣的发展局势〔12, 13 ;
在通用水处理机械设备方面，我国已开发了高速的离心风机，采用了先进的三元流叶轮、可调进风、出风口导叶，具有高效节能、流量调节范围大、结构较紧凑、噪音较低、可靠性高的特点。对原有的罗茨风机进行了重大技术改造，成功地研制了三叶、低噪音罗茨风机。水处理用的阀门的跑、冒、滴、漏之类缺陷得到很大改善，并且已经能按ISO国际标准、DIN德国标准、AW WA美国标准等设计制造各种阀门，部分厂家的产品已达到了国际水平。同时，水处理用水泵研究与制造取得了很大进展，成功开发并制造了潜水污水泵、卧式立式污水泵、潜水离心泵、潜水轴流泵、潜水混流泵等，具备了较先进的水平。
今后，我国通用污水处理设备将在风机、水泵、阀门方面进一步
展开研究攻关，赶超世界先进水平，如继续开发高效节能水污染治理用专用风机，在完善系列、提高自动化水平、降低噪音、降低成本等方面下功夫;国产罗茨风机尚需在降低噪音、提高效率、改进铸造工艺、提高零件加工精度等方面努力;水环境治理用阀门外观质量较差，今后需在铸造工艺、降低材料消耗、新型材料应用、控制动作灵活等方面深入研究;水处理用水泵主要应在效率和制造水平方面下功夫，开发低扬程大流量的潜水污水泵、耐腐蚀深井泵、大功率潜水泵，进一步改进铸造工艺、提高铸件质量、改进外表面处理技术、提高整体制造精度、改善密封条件、改进设备设计水平和制造工艺。
我国在污水治理专用机械设备研究开发方面也国伯德公司的沉降式过滤机和沉降式离心脱水机、美国艾姆柯公司的圆盘式真空过滤机在矿山废液处理中获得良好的使用效果。通过引进和技术创新带动了我国水污染治理技术和装置赶超国际先进水平，近几年来开始有少量产品打入了国际市场。国内生产的气浮、油水分离、沉淀、微滤等单元设备及中小型多功能组合式污水处理设备的主要指标已接近或达到国际先进水平，如YH - YR一B型纺织印染废水净化设备，PE高强度表面曝气器、CYF型船用油水分离装置，WCB型生活污水处理装置、W型微滤机、GWJ型高浊度污水净化器、PWS气浮净水机、PWA型管道式混合废水自动处理装置、旋转式格栅除污机等。处理量为1.0 X105, 2.5 X105, 5.0 X105 t /d的城市污水处理装备国内可成套提供，并可出口。大部分专用设备已形成型式多样、规格繁多(系列化)的局面，部分产品具有自己的特色。