張大群

1 前言

　　經(jīng)過近50年的發(fā)展，我國水工業(yè)設(shè)備學(xué)科已逐漸走向完善。水工業(yè)機(jī)械設(shè)備有通用機(jī)械設(shè)備和專用機(jī)械設(shè)備兩大類，通用機(jī)械設(shè)備主要有泵類、閥類、風(fēng)機(jī)類，專用機(jī)械設(shè)備是水工業(yè)設(shè)備自身研制的重點，包括有攔污機(jī)械設(shè)備、除砂及刮泥設(shè)備、曝氣及攪拌設(shè)備、投藥及消毒設(shè)備、濃縮及脫水設(shè)備、氧化脫鹽設(shè)備等。近年來又增加了膜處理設(shè)備、沼氣利用設(shè)備、序批法潷水設(shè)備、污泥后處置設(shè)備及固體廢棄物處理設(shè)備等。
　　近20年來，通過借、貸款項目的實施，一些水廠、污水處理廠出現(xiàn)了較多不同國別的構(gòu)造新穎、結(jié)構(gòu)輕巧、節(jié)能低耗的新型先進(jìn)設(shè)備，使水工業(yè)設(shè)備行業(yè)的制造和研究者注意到它除了設(shè)備本身的機(jī)械功能齊全、運行可靠之外，還能充分符合新工藝的開發(fā)，滿足工藝高水準(zhǔn)的要求，并能改變原工藝中一些邊界條件的限制。這些設(shè)備不僅從運動機(jī)理及機(jī)械結(jié)構(gòu)上較同類設(shè)備有了一些質(zhì)的變化，而且在一定意義上給工藝的創(chuàng)新與變革提供了可能和保證。
　　在世紀(jì)之交，我國的環(huán)保治理、水工業(yè)處于快速發(fā)展的形勢與機(jī)遇，出于對高效設(shè)備的需求并同時又受到資金的限制，在原有水工業(yè)設(shè)備生產(chǎn)的基礎(chǔ)上，研制國內(nèi)高水平的水工業(yè)設(shè)備成為當(dāng)務(wù)之急。如何利用這個契機(jī)將我國水工業(yè)設(shè)備的水平提高到新的高度，這將是水工業(yè)研究者、水工業(yè)設(shè)備工作者和企業(yè)制造商所面臨的新機(jī)遇和新問題。
　　但是，也要清楚地看到，我們目前的水工業(yè)設(shè)備與國外的差距大于水工藝與國外的差距；水工業(yè)專用設(shè)備的理論研究和制造與國外的差距又大于通用設(shè)備與國外的差距，這將是我國水工業(yè)產(chǎn)業(yè)工作者們擔(dān)負(fù)的重任。所以要提高我國水工業(yè)產(chǎn)業(yè)化的水平，關(guān)鍵是抓好水工業(yè)設(shè)備，特別是高水平的水工業(yè)專用機(jī)械設(shè)備，這是我國水工業(yè)設(shè)備產(chǎn)業(yè)的當(dāng)務(wù)之急。

2 國外水工業(yè)機(jī)械設(shè)備發(fā)展的規(guī)律及特點

2.1 國外水工業(yè)設(shè)備發(fā)展的規(guī)律與現(xiàn)狀
　　60年代末以前，世界各國的給排水工程建設(shè)的重點均放在城市供水，因此給排水機(jī)械設(shè)備的發(fā)展則以大型的城市給水工程及分散式的小型工業(yè)廢水處理為主，給排水機(jī)械設(shè)備以通用設(shè)備為主。由于對水質(zhì)的要求也不是非常之高，儀器儀表也比較簡單。進(jìn)入70年代初期，為了適應(yīng)工業(yè)化的發(fā)展和人民生活水平的提高，工業(yè)發(fā)達(dá)國家的供水普及率已相繼達(dá)到85%～95%，人均生活用水量超過了200～300 L/(人·d)。工業(yè)化的飛速發(fā)展，用水量的與日俱增，同時也帶來了嚴(yán)重的水質(zhì)污染問題，它直接威脅到人民的生命健康和人類的發(fā)展生存。鑒于世界范圍內(nèi)環(huán)境污染問題已成為全球性的戰(zhàn)略發(fā)展問題，引起了各國政府和人民的普遍關(guān)注。許多國家，特別是工業(yè)發(fā)達(dá)國家，對環(huán)境保護(hù)采取了一系列的重大措施，諸如建立環(huán)境保護(hù)管理機(jī)構(gòu)、研究制定本國的，乃至全球性的環(huán)境保護(hù)發(fā)展對策，制定法律、法規(guī)等，迫使政府及私人企業(yè)拿出一定的資金用以解決日益惡化的環(huán)境公害問題。給排水工程建設(shè)的重點逐漸轉(zhuǎn)向城市污水集中處理的方向發(fā)展，其規(guī)劃也越來越大，技術(shù)要求也越來越高，由此環(huán)保工業(yè)應(yīng)運而生，水處理機(jī)械、儀器儀表作為環(huán)保設(shè)備的一大類，也得到了迅速地發(fā)展，自成體系，形成了專業(yè)化的生產(chǎn)體系。
　　70年代初期，水質(zhì)凈化工藝以機(jī)械化為主，因此給排水機(jī)械設(shè)備的技術(shù)水平要求不高，以人工操作運行管理為主。隨著人們知識的擴(kuò)大，有關(guān)水質(zhì)對人類及工業(yè)生產(chǎn)的影響不斷加深理解，以及能源危機(jī)和降低能耗、節(jié)省運行管理費用的要求，不可能獲得出水水質(zhì)高而成本又低的統(tǒng)一效果。計算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)入工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域，也使得自動化的技術(shù)介入到發(fā)達(dá)國家的水處理工藝之中，自動化的前提是建立在機(jī)械并儀表自動化的基礎(chǔ)上，因此，這又推動了給排水機(jī)械設(shè)備、儀器儀表的技術(shù)發(fā)展。
　　80年代初期，環(huán)保工業(yè)得以飛速發(fā)展，規(guī)模也越來越大，年產(chǎn)值的遞增率也較其他機(jī)械加工制造行業(yè)快得多。例如：美國有600多家公司，大約有700000余人員從事環(huán)境保護(hù)工業(yè)，年產(chǎn)值平均遞增20%，比一般其他機(jī)械加工制造業(yè)快一倍多；日本有700～1000家，近30000人；西德有800多家公司；僅有800萬人口的瑞典，也有100多家環(huán)保企業(yè)。
　　工業(yè)發(fā)達(dá)國家的從事給排水機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)的企業(yè)可分為以下幾種類型：
　　（1）國際性跨國大公司：如英國的巴華特水處理集團(tuán)，美國的道爾一奧立佛公司，法國的德格雷蒙公司，瑞典的愛梯梯飛力公司，荷蘭的DHV公司，日本的荏原公司等等，它們歷史悠久，實力雄厚，擁有眾多的專利，既能承包設(shè)計制造，又能提供全套的給排水處理設(shè)備。
　　（2）大型國際壟斷企業(yè)的水處理設(shè)備制造子公司或分部。如西德的克魯格公司、泊沙灣公司和曼納斯曼公司，美國的愛米可公司、西屋電氣公司和道氏化學(xué)公司；日本的石川島播磨、三菱重工、月島、日立、久保田等，均可隨同成套石油、化工、礦山、冶煉、造船等設(shè)備附帶供應(yīng)環(huán)保設(shè)備、也可單獨供應(yīng)成套設(shè)備，但這些公司以供應(yīng)污水處理的成套設(shè)備為主。
　　（3）大量的中、小型企業(yè)。它們之中的英國的西蒙—哈特利公司，西德的里茨公司，EMU公司，KSB公司，琥珀公司，日本的栗田，水道機(jī)工公司，芬蘭諾龐公司等，它們以生產(chǎn)單一的名牌產(chǎn)品為主，亦可通過與其他公司的相互協(xié)作提供成套設(shè)備。這些公司專業(yè)性強(qiáng)，技術(shù)先進(jìn)，做生意機(jī)動靈活，也是一些有競爭能力的企業(yè)。
　　國外生產(chǎn)水處理機(jī)械設(shè)備的企業(yè)，大都擁有相當(dāng)水平的研究、設(shè)計開發(fā)、安裝和監(jiān)測的技術(shù)力量，注重產(chǎn)品的更新?lián)Q代，使得設(shè)備性能不斷得到改進(jìn)和更新，不時推出新型設(shè)備。
　　水處理儀器儀表的生產(chǎn)大多仍是由一些老牌的生產(chǎn)工業(yè)儀器儀表企業(yè)生產(chǎn)制造，如日本的橫河—北辰，英國的肯特公司，西德的西門子公司等。
　　從發(fā)達(dá)國家的水處理機(jī)械設(shè)備、儀器儀表的發(fā)展過程來看，隨著人們對環(huán)境保護(hù)的意識加強(qiáng)，對水質(zhì)的要求越來越高，因此水處理工藝趨于向大型化、復(fù)雜化的方向發(fā)展。但就水處理機(jī)械本體而言，則朝著高效、節(jié)能、輕質(zhì)高強(qiáng)、耐久性好、操作運轉(zhuǎn)靈活可靠、機(jī)電一體化的方向發(fā)展，并將高技術(shù)（如程序控制剛性反饋調(diào)節(jié)、微機(jī)管理等）也滲入到水處理機(jī)械制造及運轉(zhuǎn)當(dāng)中。水處理儀器儀表不僅包括了各種各樣的檢測、轉(zhuǎn)換、顯示、調(diào)節(jié)、執(zhí)行等傳統(tǒng)部件。使水工業(yè)機(jī)械及儀表控制能達(dá)到了轉(zhuǎn)換程序控制、聯(lián)鎖保護(hù)、自動沖洗、信息轉(zhuǎn)輸、遙測遙控、數(shù)據(jù)處理、計算機(jī)控制以及自尋故障診斷，耐用性以及適應(yīng)自動化控制的需要。由于目前工業(yè)發(fā)達(dá)國家的自來水普及率和污水處理的普及率接近飽和狀態(tài)，在本國的市場越來越窄，一些水處理機(jī)械設(shè)備、儀器儀表制造商們逐步將市場轉(zhuǎn)向了第三世界國家。
2.2　 國外給排水機(jī)械、儀器儀表的發(fā)展特點
　　從世界上工業(yè)發(fā)達(dá)國家的給排水機(jī)械設(shè)備、儀器儀表的發(fā)展過程中可以清楚地體察到，水處理機(jī)械、儀表工業(yè)的發(fā)展與各國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和環(huán)保政策息息相關(guān)，其技術(shù)水平的高低，受到基礎(chǔ)工業(yè)水平以及強(qiáng)烈的市場競爭意識的影響，下面將試從政策、管理體制、投資、基礎(chǔ)工業(yè)水平等側(cè)面剖析國外給排水機(jī)械設(shè)備、儀器儀表的發(fā)展特點及其影響因素。
　　（1） 水處理機(jī)械的發(fā)展與各國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展形勢密切相關(guān)
　　60年代工業(yè)發(fā)達(dá)國家的經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，對環(huán)境保護(hù)的忽視，帶來了嚴(yán)重的環(huán)境污染問題，同時由于環(huán)境污染也造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。據(jù)經(jīng)濟(jì)合作發(fā)展組織（OECD）推算，由于環(huán)境污染所造成的經(jīng)濟(jì)損失約占國民生產(chǎn)總值的3%~5%，進(jìn)入70年代，出現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)大蕭條，使過快的經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度放慢，但吸取了歷史教訓(xùn)，逐步加強(qiáng)了對環(huán)境保護(hù)的重視，認(rèn)識到對環(huán)保工業(yè)的投入也是一種低投入高產(chǎn)出，發(fā)展經(jīng)濟(jì)的手段之一。如1969~1974年是日本經(jīng)濟(jì)處于高速發(fā)展時期，又是加強(qiáng)環(huán)保法制的時期，該時期環(huán)保工業(yè)獲得了驚人的發(fā)展，其制造企業(yè)超過1000家。1973年底，世界性的石油危機(jī)爆發(fā)后，日本經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)入中低速發(fā)展時期，環(huán)保政策的重點也由工業(yè)三廢治理轉(zhuǎn)向生活環(huán)境的整頓。相反處理城市污水、糞尿、城市垃圾等改善生活環(huán)境的環(huán)保設(shè)備的訂購數(shù)量迅速上升，所以相當(dāng)一部分生產(chǎn)企業(yè)陸續(xù)轉(zhuǎn)產(chǎn)，日本日立造船公司從事環(huán)保設(shè)備產(chǎn)業(yè)得到飛速發(fā)展就是一個實例。
　　（2） 建立統(tǒng)一管理機(jī)構(gòu)，采取強(qiáng)有力地促進(jìn)和監(jiān)督措施是水處理機(jī)械制造工業(yè)發(fā)展的可靠保障
　　在日本，起初由于環(huán)保設(shè)備的生產(chǎn)曾發(fā)生過產(chǎn)品的性能低劣、粗制濫造等一系列問題，嚴(yán)重的影響了環(huán)保設(shè)施的功能。為此他們先后成立了“產(chǎn)業(yè)公害部會”和“公害防治裝置必須遵守排放量標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行委員會”，積極地開展了各項活動。對研制新產(chǎn)品制定統(tǒng)一的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、檢查標(biāo)準(zhǔn)，事前進(jìn)行可行性研究，提供無息貸款予以經(jīng)濟(jì)上的支持；在通產(chǎn)省內(nèi)設(shè)立專門的檢查驗收機(jī)構(gòu)，建立優(yōu)質(zhì)裝置、設(shè)備的表彰制度等。因此70年代，在各個領(lǐng)域里不斷地研制出急用而立即見效的多種先進(jìn)技術(shù)和裝置。在積極進(jìn)行多種設(shè)施建設(shè)的同時，對處理工藝流程和機(jī)構(gòu)設(shè)備亦進(jìn)行了無二次污染的改造等。
　　1970年美國成立了環(huán)境保護(hù)署（EPA），作為專門負(fù)責(zé)環(huán)境事務(wù)的政策機(jī)構(gòu)。1974年，EPA針對用于污水處理廠的自動化運行管理的機(jī)械設(shè)備和儀器儀表在使用過程中暴露的許多問題影響自動化系統(tǒng)在污水處理廠的實施，于是在美國克雷姆遜大學(xué)組織召開一個專家會議，專門商討污水處理系統(tǒng)自動化所必須研究解決的問題，會上專家們一致認(rèn)為“設(shè)備的可靠性和傳感檢測儀表的不過關(guān)是問題的關(guān)鍵”。1975年EPA又成立了一個臨時委員會以進(jìn)一步調(diào)查儀器儀表在自動化領(lǐng)域里存在的問題。在此工作的基礎(chǔ)上，經(jīng)過各方調(diào)查研究，為更好地協(xié)調(diào)用戶與制造商之間的法律、經(jīng)濟(jì)、技術(shù)等方面可能出現(xiàn)的問題，最終由美國環(huán)境保護(hù)署和國家標(biāo)準(zhǔn)局聯(lián)合設(shè)置了一個辦事機(jī)構(gòu)，制訂用于污水處理的幾種在線儀器儀表的性能、技術(shù)規(guī)定和試驗方法，并頒布質(zhì)量合格審定證書。對指導(dǎo)和促進(jìn)水處理機(jī)械設(shè)備、儀器儀表的發(fā)展起到了積極的作用。
　　（3） 環(huán)境建設(shè)投資的傾斜，是推動水工業(yè)設(shè)備發(fā)展的經(jīng)濟(jì)杠桿
　　從發(fā)展工業(yè)、發(fā)展經(jīng)濟(jì)與環(huán)境保護(hù)的經(jīng)濟(jì)利弊中可清醒地認(rèn)識到，用于環(huán)境保護(hù)的投資遠(yuǎn)遠(yuǎn)比由于環(huán)境污染所造成的經(jīng)濟(jì)損失少得多，在某種意義上可以認(rèn)為具有適當(dāng)補(bǔ)償經(jīng)濟(jì)損失的優(yōu)點。于是許多工業(yè)發(fā)達(dá)國家都非常重視環(huán)境建設(shè)的投資，采取一些投資傾斜政策。給排水工程設(shè)施的投資在城市基礎(chǔ)設(shè)施投資和環(huán)境保護(hù)建設(shè)投資中占有較大的比例。例如法國在1978年、1979年兩年政策用于水污染防治的基建投資分別占全年環(huán)保基建投資的35.8%和35.7%。遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于用于大氣、噪聲、廢渣和毒物等其他各項污染控制費用。
　　西歐專家們認(rèn)為，投入到防止環(huán)境污染的資金比不對自然進(jìn)行保護(hù)造成的損失要少50%。1976~1980年間用于防止污染設(shè)備和措施的國家投資是前五年的兩倍，此間的空氣污染減少15%，污水減少28%。
　　環(huán)境建設(shè)及城市基礎(chǔ)設(shè)施的投資傾斜政策，作為一種經(jīng)濟(jì)杠桿，有力地推動水工業(yè)設(shè)備的發(fā)展，西德從1971年起環(huán)保投資1200億馬克，占國民經(jīng)濟(jì)總值1.1%，有800多家環(huán)保設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)，營業(yè)額達(dá)210億馬克，占投資額的17.5%。
　　（4） 水質(zhì)法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)的制定與完善，有效地控制水環(huán)境污染，使水處理設(shè)備和儀器儀表不得不向多品種、多元化和縱深發(fā)展，推動了產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、配套化
　　70年代初，美國除了一些管理州際聯(lián)運的供排水條例外，沒有一個統(tǒng)一的可實施的國家水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，每個州雖制定了自己的標(biāo)準(zhǔn)，但在范圍與嚴(yán)密性等方面各州間差異較大。對水體的污染控制也難以實施。于是1972年由美國環(huán)保署負(fù)責(zé)起草了“清潔水法（CWA），在此法通過后的10年中，美國政策上為達(dá)到這些目標(biāo)花費了將近420億美元。EPA按照安全飲用水法又頒發(fā)了“全國水暫行標(biāo)準(zhǔn)”提出了一級指標(biāo)（有害健康物質(zhì)）30項，二級指標(biāo)（表觀指標(biāo)）13項。1986年對安全飲用水做了進(jìn)一步的修改，并將一級水質(zhì)指標(biāo)由原來的30項提高到83項，并對于管理關(guān)鍵性的污染物規(guī)定了強(qiáng)制性的截止期限等。這些水質(zhì)法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)的制定與完善，拓寬了水處理機(jī)械、儀器儀表的發(fā)展目標(biāo)，導(dǎo)致了供水、環(huán)保和制造企業(yè)為達(dá)到兩法標(biāo)準(zhǔn)的要求不得不去努力開發(fā)新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備，促進(jìn)了產(chǎn)品的多品種、多元化、產(chǎn)品的三化的主體結(jié)構(gòu)發(fā)展，同時也使水處理裝置的生產(chǎn)銷售額猛增。
　　歐洲的情況亦如此。歐洲共同體獨立制定了一系列標(biāo)準(zhǔn)，并以指令形式于1980年公布。按照建立歐共體的條約條款，所有成員國——比利時、丹麥、法國、西德、希臘、愛爾蘭、意大利、盧森堡、荷蘭、葡萄牙、西班牙與英國，都必須采取措施保證飲用水質(zhì)，于5年內(nèi)即到1985年7月止達(dá)到指令規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)涉及到感官指標(biāo)（42項）、物理化學(xué)指標(biāo)（10項），人體不宜過量攝入的指標(biāo)（18項）及毒性指標(biāo)（11項），這些細(xì)部指標(biāo)的確定。帶動了水處理機(jī)械，儀器儀表技術(shù)向縱深發(fā)展。
　　水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的制定與完善，提高對出水水質(zhì)的要求，也增加了工藝處理的復(fù)雜性和可靠性。以往的憑經(jīng)驗運行管理已不能適應(yīng)工藝操作的復(fù)雜性。不得不靠自動監(jiān)測、程序控制來解決水處理工藝動態(tài)運行的特點，提出了自動化的必要性。引入自動化、微機(jī)控制運行管理解決水處理工藝的復(fù)雜性，遇到的問題便是提高機(jī)械化和儀表化的水平。儀表相當(dāng)于操作人員的眼睛，機(jī)械等同于操作人員之手腳，微機(jī)猶如人腦。這些技術(shù)難點突破，是一個系統(tǒng)工程。70年代中期，發(fā)達(dá)國家在這方面花費了很大的功夫，取得了突破性進(jìn)展。機(jī)械化、儀表化到最終的自動化、使水處理機(jī)械設(shè)備、儀器儀表的系統(tǒng)性、配套性、標(biāo)準(zhǔn)化上升了一個大臺階，帶來了水處理工藝技術(shù)水平的飛躍。雖然水處理工藝自動化加大了工程建設(shè)的投資，但帶來了總體上的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。
　　（5） 國外基礎(chǔ)工業(yè)水平是水工業(yè)設(shè)備發(fā)展的基礎(chǔ)和柱石
　　基礎(chǔ)工業(yè)水平的高低反映到給排水機(jī)械、儀器儀表制造加工過程中，主要是材料的選用，制造加工工藝；反映到產(chǎn)品性能方面，主要是產(chǎn)品精度、可靠性、耐久性、節(jié)能、高效；反映到處理工藝方面，是控制準(zhǔn)確、反饋調(diào)節(jié)，使水處理工藝過程自動化成為可能。這些方面的集合，體現(xiàn)了一個國家基礎(chǔ)工業(yè)水平的高低。
　　僅從水處理機(jī)械設(shè)備制造的選材便能予以說明。水處理機(jī)械的運行工況，環(huán)境條件都比較惡劣，腐蝕性強(qiáng)，溫度，濕度的變化較大，因此材料的選擇幾乎是決定設(shè)備的質(zhì)量好壞的前提。工業(yè)發(fā)達(dá)國家由于工業(yè)水平高，選材一般以不銹鋼和合金鋼為主。即使在一些非轉(zhuǎn)動部件上采用一些普通碳鋼也都經(jīng)過了嚴(yán)格除砂防腐措施。材料的選擇大大地提高了產(chǎn)品耐用性能和可靠性，保證了產(chǎn)品的使用功能。
　　（6） 強(qiáng)烈的市場競爭意識，注重企業(yè)的研究、開發(fā)、設(shè)計、制造能力，是發(fā)展的動力
　　國外水處理設(shè)備制造企業(yè)的突出特點一般是集科研、開發(fā)、設(shè)計、制造、安裝為一體。從產(chǎn)品成套供應(yīng)，工程總承包“交鑰匙”投產(chǎn)，注重售后服務(wù)，注重企業(yè)信譽(yù)。組織體制精悍靈活、信息反饋迅速、快速、適應(yīng)市場的競爭需要。

3 國內(nèi)水工業(yè)專用機(jī)械設(shè)備發(fā)展的現(xiàn)狀及分類

3.1水工業(yè)設(shè)備生產(chǎn)的一般性狀況
　　（1） 通用機(jī)械設(shè)備
　　我國水處理設(shè)備的生產(chǎn)雖然已初具規(guī)模，但是與國際先進(jìn)水平相比仍存在著很大的差距，與我國水處理工藝技術(shù)發(fā)展的要求很不適應(yīng)。
　　1）水處理用風(fēng)機(jī)：主要有離心鼓風(fēng)機(jī)、羅茨鼓風(fēng)機(jī)兩種，國內(nèi)離心風(fēng)機(jī)的開發(fā)和生產(chǎn)已取得很大的進(jìn)展，開發(fā)新型高速離心風(fēng)機(jī)，采用了先進(jìn)的三元流葉輪、可調(diào)節(jié)進(jìn)風(fēng)、出風(fēng)口導(dǎo)葉，具有高效節(jié)能、流量可調(diào)節(jié)范圍大、結(jié)構(gòu)較緊湊、噪聲偏低、可靠性高的特點。今后需繼續(xù)開發(fā)高效節(jié)能水處理專用風(fēng)機(jī)，在完善型譜系列、提高自動化水平、降低噪音、降低成本等方面下功夫，特別應(yīng)注重適應(yīng)于變工況運行的，適用中小型污水廠用的風(fēng)機(jī)，發(fā)揮其價格低廉、維護(hù)簡便的特點。
　　羅茨風(fēng)機(jī)在水工業(yè)領(lǐng)域已有很長的應(yīng)用歷史，在過去的一段時間內(nèi)，因其噪音大、升壓低缺少水處理適用的規(guī)格等原因而使用率下降。自80年代末開始我國對原有羅茨風(fēng)機(jī)進(jìn)行了重大技術(shù)改造，1993年由機(jī)械部組織的系列羅茨風(fēng)機(jī)聯(lián)合設(shè)計圓滿完成，其結(jié)構(gòu)先進(jìn)，三化程度高，基本達(dá)到國外同類產(chǎn)品水平，特別是三葉、低噪音羅茨風(fēng)機(jī)的研制成功。可以滿足水工業(yè)用風(fēng)機(jī)的技術(shù)要求。
　　國產(chǎn)羅茨風(fēng)機(jī)今后尚需在降低噪音、提高效率、改善鑄造工藝、提高零件加工精度等方面努力縮小與國際先進(jìn)水平的差距。
　　2）水處理用閥門：主要包括蝶閥、閘閥、止回閥和閥門電動裝置等。閥門是水工業(yè)中使用數(shù)量大的一種設(shè)備，雖不十分復(fù)雜，但跑、冒、滴、漏現(xiàn)象在國產(chǎn)閥門中經(jīng)常出現(xiàn)。多年來是水廠、污水廠運行和管理的老大難問題。為了改進(jìn)國產(chǎn)閥門的技術(shù)性能，提高質(zhì)量，從80年代開始組織骨干企業(yè)先后引進(jìn)了國外同類產(chǎn)品的設(shè)計、工藝等先進(jìn)技術(shù)和加工設(shè)備，取得了較大進(jìn)展。目前骨干企業(yè)已能按ISO國際標(biāo)準(zhǔn)、DIN德國標(biāo)準(zhǔn)、AWWA美國標(biāo)準(zhǔn)等設(shè)計制造各種閥門，部分廠家的產(chǎn)品達(dá)到了國際先進(jìn)水平。雖然國內(nèi)閥門行業(yè)的整體水平有了較大的提高，但普遍存在著外觀質(zhì)量差距較大的問題，今后在改善鑄造工藝方面仍需加強(qiáng)技術(shù)改造。同時也需要注重對國際先進(jìn)閘閥產(chǎn)品的引進(jìn)消化吸收，改進(jìn)國產(chǎn)閘閥材料消耗大，動作欠靈活等缺陷，以趕上國際先進(jìn)水平。
　　3）水處理用水泵：主要包括單級單吸、單級雙吸、污水泵、螺桿泵、深井泵、無堵塞泵等。污水泵是污水廠關(guān)鍵設(shè)備之一，80年代開始引進(jìn)西德里茨公司技術(shù)生產(chǎn)潛水污水泵，引進(jìn)KSB公司技術(shù)生產(chǎn)臥式和立式污水泵。以后，又連續(xù)開發(fā)生產(chǎn)的潛水離心泵、潛水軸流泵、潛水混流泵等，目前的使用量大。
　　國產(chǎn)的各型水泵，具備了較先進(jìn)水平，可以基本滿足我國水工業(yè)的需要，但針對水工業(yè)的特點還應(yīng)開發(fā)和提高水泵的效率和制造水平，如低揚(yáng)程大流量的潛水污水泵、耐腐蝕深井泵、大功率潛水泵等等。針對國內(nèi)水泵產(chǎn)品普遍外觀質(zhì)量差的問題，應(yīng)注重改進(jìn)鑄造工藝、提高鑄件質(zhì)量，改進(jìn)外表面處理技術(shù)。針對首次無故障時間短的問題，提高整體制造精度、針對泄漏量大的問題，改進(jìn)密封條件。
　　（2） 專用機(jī)械設(shè)備
水處理專用機(jī)械設(shè)備包括攔污機(jī)械、除砂及刮泥機(jī)械、曝氣及攪拌設(shè)備、濃縮脫水設(shè)備、加藥消毒設(shè)備、沼氣利用設(shè)備、氧化脫鹽設(shè)備、污泥后處置設(shè)備等。
　　1）攔污設(shè)備：主要是格柵清污機(jī)及附屬裝置。國產(chǎn)攔污設(shè)備經(jīng)過十幾年的不斷開發(fā)，形成了型式多樣、規(guī)格繁多的局面，大致歸納為如下幾種類型：一種是大型取水構(gòu)筑物如電廠取水口使用的大型格柵，清污方式有鏈傳動齒耙式、移動式和旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)式，多為仿造西歐、蘇聯(lián)和日本等國產(chǎn)品。另一種是用于城市水廠的中等規(guī)格的格柵，清污方式有鏈條齒耙、鋼絲繩齒耙、伸縮臂式、移動式等。再一種類型為細(xì)格柵，有吸收日本產(chǎn)品優(yōu)點的回轉(zhuǎn)式固液分離機(jī)和弧型細(xì)格柵、直型細(xì)格柵、階梯格柵、筒式格柵等。
　　國產(chǎn)的攔污設(shè)備近幾年有了很大的改進(jìn)，在使用材質(zhì)上有用不銹鋼的鏈條和柵條，延長了使用壽命；在清污傳動機(jī)構(gòu)中普遍增加了安全保護(hù)措施，過扭矩的保護(hù)已從單純扭矩安全銷的方式發(fā)展到使用液壓控制保護(hù)裝置機(jī)械過扭及電子控制裝置；移動式清污機(jī)定位精度有了較大提高。
　　今后需要進(jìn)一步作好攔污設(shè)備的系列化和標(biāo)準(zhǔn)化工作，進(jìn)一步改善產(chǎn)品的防腐蝕性能，增加設(shè)備運轉(zhuǎn)的可靠性和提高設(shè)備的自動化水平，降低電耗等等。攔污設(shè)備中應(yīng)注重附屬柵渣輸送、打包等設(shè)備的開發(fā)工作和格柵井臭氣防治的技術(shù)及裝備，減少二次污染，改善污水廠的環(huán)境。
　　2）排泥排砂機(jī)械設(shè)備：是保證污水廠各種沉淀構(gòu)筑物正常運轉(zhuǎn)的關(guān)鍵設(shè)備，其結(jié)構(gòu)型式、運轉(zhuǎn)方式隨不同池型而異。經(jīng)過國內(nèi)設(shè)計和工程實踐的積累以及生產(chǎn)企業(yè)的不斷改進(jìn)，按池型分為圓型和矩型兩大類，按排泥方式分為刮泥機(jī)和吸泥機(jī)兩種。圓型池按傳動方式有中心傳動和周邊傳動的區(qū)別，矩型池有桁架式和鏈條傳動、鋼絲繩傳動的不同。總之，國產(chǎn)的刮吸泥機(jī)隨著處理工藝的發(fā)展，產(chǎn)生了多種結(jié)構(gòu)、多種排泥方式的一系列產(chǎn)品，基本能滿足工藝的需要。但與國際先進(jìn)水平相比還存在一定的差距，主要體現(xiàn)在：材料消耗大、笨重；耐腐蝕性能差；動力消耗高；自動化程度低；系列化標(biāo)準(zhǔn)化程度低。今后應(yīng)瞄準(zhǔn)國外先進(jìn)企業(yè)產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行相應(yīng)的改進(jìn)，注意開發(fā)推廣中心傳動輕型排泥設(shè)備，研究排泥阻力和桁架剛性的計算問題，試驗采用輕質(zhì)合金材料，開發(fā)矩型池用尼龍鏈條傳動的循環(huán)刮板式排泥機(jī)械。在排砂機(jī)械中推廣旋流出砂機(jī)械及配套裝置。
　　3）污泥處理設(shè)備：主要是水廠、污水廠污泥的脫水機(jī)械。國內(nèi)在近10年左右時間里帶式污泥脫水機(jī)的開發(fā)工作取得很大進(jìn)展，其主要技術(shù)性能和使用性能已接近國外同類產(chǎn)品的水平，在濾帶糾偏裝置的開發(fā)中有的使用了光電子技術(shù)和液壓技術(shù)，具備了自己的特色。但國產(chǎn)濾帶質(zhì)量與國外尚有一定差距，在使用防腐材質(zhì)方面因價格限制還不理想，導(dǎo)致使用故障率較高，同時要改進(jìn)外觀設(shè)計和設(shè)備表面處理工藝。
　　板框式壓濾機(jī)因動力消耗大，產(chǎn)量低在水廠中逐漸已不采用，在工業(yè)污水處理中使用量仍較大，目前已有塑料板框、預(yù)加壓脫水等新技術(shù)推廣使用。
　　當(dāng)前國際上開發(fā)并推廣應(yīng)用離心式污泥脫水機(jī)，因其占地面積小、產(chǎn)率高、自動化程序高，在處理廠使用比例逐漸擴(kuò)大。近年來也發(fā)展了傳統(tǒng)的帶式濾機(jī)與機(jī)械濃縮設(shè)備聯(lián)合使用，而取消重力式濃縮池的新工藝。此項開發(fā)研制目前取得很大進(jìn)展，一些離心濃縮及脫水設(shè)備正在國內(nèi)積極開發(fā)和使用。
　　4）沼氣利用設(shè)備：包括沼氣發(fā)動機(jī)、沼氣鍋爐、沼氣凈化脫硫設(shè)備、余熱鍋爐等等，是回收污水廠的生物能源、減少污水處理能耗、降低運轉(zhuǎn)費用的關(guān)鍵裝備。在此方面我國進(jìn)行的研究開發(fā)不多，也較少有專門的生產(chǎn)企業(yè)，當(dāng)前使用的設(shè)備基本依賴進(jìn)口，是水工業(yè)設(shè)備中的薄弱環(huán)節(jié)之一。
　　5）加藥、消毒設(shè)備：是保證處理水質(zhì)衛(wèi)生指標(biāo)的關(guān)鍵裝備，特別在自來水廠更有其重要的意義。目前國產(chǎn)的加氯機(jī)、計量泵、臭氧發(fā)生器、次氯酸鈉發(fā)生器等，僅能滿足一般需要，其產(chǎn)品的檔次上與國際先進(jìn)水平相比還有較大差距，國際上為了保證高質(zhì)飲用水開始使用大容量臭氧發(fā)生器和二氧化氯發(fā)生器，國內(nèi)尚屬空白。隨著水廠加藥自動化的發(fā)展，可與計算機(jī)聯(lián)機(jī)的耐腐蝕隔膜式計量泵有待抓緊研究開發(fā)，國產(chǎn)加氯機(jī)也面臨積極開發(fā)成高水平的水工業(yè)產(chǎn)品的問題。
　　6）隨著中水回用，解決水資源問題，膜技術(shù)、膜設(shè)備應(yīng)用也越來越廣泛。電滲析、反滲透膜及相關(guān)機(jī)械裝置的發(fā)展迫在眉捷。
　　7）污泥后處置是未來幾年水處理設(shè)備增速快，需求量大的關(guān)鍵設(shè)備。其中輸送、翻轉(zhuǎn)、干燥、除臭機(jī)械及裝置是開發(fā)的重點。
3.2 專用機(jī)械分類（見表1及表2）

攔污、除砂、沉淀處理、生物處理工藝與對應(yīng)設(shè)備　　　　　 表1 工藝單元 處理構(gòu)筑物 處理設(shè)備 配套設(shè)備 名稱 型式 類別 名稱 攔污 格柵間 粗格柵

細(xì)格柵 格柵除污機(jī) 弧型格柵除污機(jī)、高鏈?zhǔn)礁駯懦蹤C(jī)、回轉(zhuǎn)式格柵除污機(jī)、鋼絲繩式格柵除污機(jī)、直立式格柵除污機(jī)、爬式格柵除污機(jī)、筒式格柵除污機(jī)、階梯式格柵除污機(jī)、移動式格柵除污機(jī)

皮帶輸送機(jī)、螺旋輸送機(jī)、螺旋壓榨機(jī)、液壓壓榨機(jī)、破碎機(jī)、打包機(jī) 濾網(wǎng)間 正面或側(cè)面進(jìn)水 旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng) 轉(zhuǎn)刷網(wǎng)篦式清污機(jī) 沉砂 平流式沉砂池

旋流式沉砂池

曝氣沉砂池 矩形

方形

圓形 吸砂機(jī) 行車式氣提吸砂機(jī)、行車式泵吸除砂機(jī)、旋流式除砂機(jī)

砂水分離器洗砂裝置 刮砂機(jī) 鏈板式刮砂機(jī)、鏈斗式刮砂機(jī)、行車式刮砂機(jī)、提耙式刮砂機(jī)、懸掛式中心傳動刮砂機(jī) 初次沉淀 初次沉淀池 平流 平流式刮泥機(jī) 行車式刮泥機(jī)、鏈板式刮泥機(jī) 輻流 輻流式刮泥機(jī) 中心傳動刮泥機(jī)、周邊傳動刮泥機(jī)、方形池掃角刮泥機(jī)

二次沉淀

二次沉淀池 平流 平流式吸泥機(jī) 行車式吸泥機(jī)（虹吸式、泵吸式）

回流污泥

螺旋泵 平流式刮泥機(jī) 行車式刮泥機(jī)、鏈板式刮泥機(jī) 輻流 輻流式吸泥機(jī) 中心傳動吸泥機(jī)（虹吸式、泵吸式、水位差式）、周邊傳動吸泥機(jī)（虹吸式、泵吸式、水位差式） 輻流式刮泥機(jī) 中心傳動刮泥機(jī)、周邊傳動刮泥機(jī) 生物處理 曝氣池 鼓風(fēng)曝氣器 微孔曝氣器 盤式曝氣器、球式曝氣器、鐘罩式曝氣器、平板式曝氣器、軟管式曝氣器 空氣除塵裝置

清洗裝置 表面曝氣 立軸式表面曝氣機(jī) 泵型葉輪表面曝氣機(jī)、倒傘型葉輪表面曝氣機(jī) 臥軸式表面曝氣機(jī) 轉(zhuǎn)刷曝氣機(jī)、轉(zhuǎn)碟（盤）曝氣機(jī) 水上曝氣 水下曝氣設(shè)備 泵吸式曝氣機(jī)、自吸式射流曝氣機(jī)、供氣式射流曝氣機(jī)、自吸式螺旋曝氣機(jī) 水下攪拌 水下攪拌機(jī) 潛水?dāng)嚢铏C(jī) 臥軸式表面曝氣機(jī) 轉(zhuǎn)碟（盤）曝氣機(jī)、轉(zhuǎn)刷曝氣機(jī) SBR反應(yīng)池 矩形、圓形 潷水器 旋轉(zhuǎn)式潷水器、虹吸式潷水器、套筒式潷水器

污泥處理工藝與對應(yīng)設(shè)備表　　　　　　　　　　　　　 表2

工藝單元 處理構(gòu)筑物 處理設(shè)備 配套設(shè)備 名稱 型式 類別 名稱 污泥濃縮 污泥濃縮池 方形、圓形 濃縮刮泥機(jī) 中心傳動濃縮刮泥機(jī)、周邊傳動濃縮刮泥機(jī) 污泥濃縮池 旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng) 帶式濃縮刮泥機(jī)、臥式螺旋離心濃縮機(jī) 污泥脫水 污泥脫水間 壓濾機(jī) 帶式壓濾機(jī)、板框壓濾機(jī)、廂式壓濾機(jī) 加藥裝置、空壓機(jī)、清洗泵、污泥泵、污泥輸送設(shè)備 離心脫水機(jī) 臥式螺旋離心脫水機(jī) 污泥消化 污泥消化池

污泥控制間 厭氧 消化池攪拌設(shè)備 機(jī)械攪拌設(shè)備、沼氣攪拌設(shè)備、污泥循環(huán)攪拌設(shè)備 消化池?zé)峤粨Q設(shè)備 板式熱交換設(shè)備、管式熱交換設(shè)備、螺旋式熱交換設(shè)備 沼氣壓縮機(jī)房

沼氣發(fā)電機(jī)房 沼氣利用設(shè)備 沼氣凈化脫硫設(shè)備、沼氣壓縮機(jī)、沼氣發(fā)電機(jī)、沼氣發(fā)動機(jī)、沼氣鍋爐、沼氣貯氣設(shè)備、沼氣燃燒器

4　目前要重點開發(fā)的專用機(jī)械設(shè)備

　　（1）SBR工藝的多種形式潷水機(jī)械：旋轉(zhuǎn)式潷水器；虹吸式潷水器；套筒式潷水器；自力閥式潷水器；肘形浮箱式潷水器。
　　（2）階梯式及轉(zhuǎn)鼓式細(xì)格柵機(jī)械及相連的螺旋輸送及壓榨裝置。
　　（3）旋流式出砂機(jī)械及相配套的吸砂、洗砂、排砂裝置。
　　（4）新型塑鋼及復(fù)合材料的水平轉(zhuǎn)刷及轉(zhuǎn)盤曝氣機(jī)械。
　　（5）濃縮脫水的一體化機(jī)械：帶式濃縮與帶式脫水的一體化機(jī)；帶式濃縮與離心脫水的一體化機(jī)；轉(zhuǎn)鼓濃縮與帶式脫水的一體化機(jī)。
　　（6）大中型輕型結(jié)構(gòu)幅流式沉淀池中心及周邊傳動刮泥及吸泥機(jī)。
　　（7）膜加工設(shè)備及配套的一體化機(jī)械裝置。
　　（8）污泥后處置的翻轉(zhuǎn)、干燥、發(fā)酵機(jī)械。