2000～2002 年，由原国家经贸委、建设部、原国家机械工业局、机械科学研究院、中国通用机械工程总公司共同组织了对中国城市污水处理国产设备和工艺运行的现状进行跟踪调研。在全国已建成的 400 余家城市污水处理厂中, 选择 1985～1999 年建成的 31 家污水处理厂作为具备抽样调查条件的用户, 按设备类型进行了抽样调查。根据采集到的数据、污水处理工艺和设备专家以及用户的意见,并结合 1998 年、2000 年、2001 年全国污水处理设备质量监督抽查数据, 经过分析研究, 实现了既定研究目标。

一、我国城市污水处理国产设备现状调查

在我国环保设备产业形成的 20 几年中, 大气污染防治设备产值一直处于第一位, 污水处理设备排在第二位。在污水处理设备中, 工业污水处理设备一直是主要需求市场。20 世纪 70 年代末国内数家研究设计机构着手进行城市污水处理专用设备的开发, 初步形成成套能力, 并在新建城市污水处理厂中开始工程应用。在随后的十几年中, 由于城市污水处理厂的建设投资主要依赖于国际资金, 主要设备由国外供应商所垄断, 导致国产设备市场份额较小, 抑制了国内污水处理设备生产企业的发展。

近几年, 由于城市污水处理厂投资主体由外资转变为内资, 极大地促进了水污染治理设备市场的扩张。技术研究开发水平也得到了极大的提高。全行业生产制造的城市污水处理设备大约有 110 多个类型,1000 余个品种。其产品主要包括拦污机械设备、除渣撇渣机械设备、沉淀池刮吸泥机械设备、曝气搅拌机械设备、浓缩脱水设备、污泥安全处置利用设备、加药消毒设备、深度处理和中水处理设备、专用检测计量仪表、专用分析仪器、通用配套设备等。1997 年我国水处理设备的年产值第一次超过了大气污染防治设备产值。据统计到 1997 年底,全国从事环保产业的企事业单位 9 090 个, 其中从事水处理行业的单位总数 2 558 个, 年产值 94.5亿元, 销售产值 79.4 亿元, 年利润 10.98 亿元。污水处理设备制造企业 780 家,85%以上为小型企业。

二、我国城市污水处理国产设备水平评价

1、评价综述

此次抽样调查了 50 类 2 188 台设备, 占总类别数的45.45%。包括了从进水到污泥脱水、沼气利用等所有市政污水厂用到的主要设备。

 (1) 国产设备采用率。用户抽样调查对象中,国产设备平均采用率为 31.3%, 其中采用率超过50%的设备有行车式刮砂机、链条式刮除砂机、圆形池刮泥机吸泥机、立式表曝机、离心鼓风机、污泥浓缩机、阀门、闸门等。

(2) 国产设备采标率。我国已制定了 110 项污水处理设备与器材的标准, 为我国污水处理设备的发展起到了规范设备生产、提高产品质量的作用。对制造业抽样调查表明国产设备采标率为90%以上。

 (3) 国产设备合格率。据国家质量技术监督检验检疫总局 1998 年度、2000 年度和 2001 年度 3年质量抽查结果显示, 合格率分别达到 91.3%、94.1%和 100%。

(4) 国产设备与国外同类设备品种相比。城市污水处理专用国产设备品种数约为国外品种数的60%, 在使用功能方面可以满足工程基本需要。

 (5) 国产设备与国外设备价格比较。国产设备有较大优势, 超过50%设备的性价比优于国外设备。进口设备价格平均高于国产设备价格的5.71 倍。

 (6) 国产设备与国外设备能耗比较。国产设备的能耗高出进口设备 1.13～1.86 倍, 比 20 世纪90 年代初的 2 倍有明显提高。

 (7) 国产设备与国外设备自动化水平比较。国产设备自动化程度比进口设备低 60%左右, 比90 年代初提高 1 倍。

(8) 国产设备与国外设备运行质量比较。国产设备的平均故障率比进口设备高 0.67～3.52 倍,比 90 年代初的 5～10 倍有明显提高。

(9) 国产设备与国外设备维修经济性比较。国产设备的维修费用是进口设备 0.5～2.34 倍。

(10) 整体水平评价。我国城市污水处理设备及相关产品的整体水平, 较 1995 年前有了长足的进步。除了满足国内需要外,  每年还有少量产品销往东南亚等地区。国产设备综合水平较高的品种多集中在用量大、技术含量较低的设备, 如格栅、辐流沉淀池刮吸泥机、带式压滤机、闸门等。国产离心风机、立式表曝机、悬挂链曝气设备等属于技术含量较高的设备, 总体水平已接近国外同类设备水平, 国内市场占有率较高。70%国产设备的总体水平相当于国际 20 世纪 80 年代的水平, 5%的产品具有国际 90  年代的水平。从目前市场情况来看,我国城市污水处理设备制造业的生产能力相对于市场需求过剩。而过剩产品则大多都是普通型设备但是一些新型工艺技术所需要的设备还比较缺乏,污泥离心脱水机、回转堰门、滗水器、水下推进器、污泥制肥等少量品种设备仍依赖于进口。

2、污水处理设备质量状况

1998 年、2000 年、2001 年机械工业环保机械产品质量监督检验中心受国家质监局的委托, 对污水处理设备的质量进行了三次监督抽查, 表 1 是三次抽查的统计数据。在监督抽查中发现, 由于目前产品的行业标准为推荐性标准, 标准中所规定的技术条件相对较低, 并且缺乏相应的可靠性考核指标, 虽然产品出厂时检验合格, 但在使用中可靠性较差、维修工作量大、服务寿命短、制造随意性很大。

在历次抽查中发现, 污水处理设备生产中存在的主要问题是: (1) 不按标准使用材料; (2) 生产方式落后, 制造质量精度不够; (3) 焊接、油漆质量差, 防腐性能差; (4) 外购件、外协件合格率低; (5) 测试手段不全; (6) 质量保证体系不健全; (7) 缺乏可靠性的考核指标。

主要质量问题的形成原因有: (1) 企业领导重市场、轻质量, 质量意识较差; (2) 企业管理不完善, 部分企业没有按规定的程序进行生产组织和质量控制; (3) 部分企业整体技术水平低、员工素质差、缺乏专业技术人员, 造成理解、贯彻、执行产品技术标准不力; (4) 部分企业存在制造设备不配套、精度低、检测手段落后、检测器具不配套、质检人员水平不高, 某些项目的检测方法不科学等, 直接影响产品质量。

当前我国生产的污水处理设备与国外同类产品相比技术差距主要体现在: (1) 整机设计水平差距较大; (2) 原材料质量不稳定; (3) 标准技术要求低; (4) 质量管理机制不完善, 质量保证体系不能持续有效; (5) 检测设备、检测器具不配套。

抽查企业主要分布于机械、纺织、环保、轻工、乡镇等行业 (按隶属关系分), 企业性质包括国有、集体、股份、合资、私营, 基本涵盖了国内有代表性的污水处理设备生产企业。其中国有企业和股份制企业是目前我国污水处理设备产品主要生产企业, 而合资企业的抽样合格率位居榜首。从区域分析, 污水处理设备生产企业主要集中在江苏、浙江, 尤其以江苏最为集中,
说明我国污水处理设备的生产在地域上不均衡。

三次监督抽查中的合格率均较高, 但国产设备在用户中的反映并不是很好, 说明现行标准与实际使用要求还有一定距离。

3、设备标准状况

从上世纪 80 年代开始, 建设部水处理设备器材标准相关归口单位在建设部标准定额司的领导下着手组织制定水处理设备与器材的标准, 至今已制定行业标准 110 项。主要的城市污水处理设备如格栅除污机、行车式刮砂机、辐流沉淀池刮吸泥机、浓缩机、带式压滤机、悬挂式中心传动刮泥机、螺旋泵、转刷曝气机、微孔曝气器等都制定有相关的行业标准。机械部、化工部、国家环保局等部门也制定有相关的行业标准。这些标准的制定对促进我国水处理行业的发展起到了推动作用。

常用污水处理设备, 我国各部门都制定有相关的标准, 过去称为“专用设备”, 现在已经向标准化、系列化方向发展。

标准中有重复现象, 如“带式压滤机”, 建设部、原机械部都制定有相关的标准; “辐流沉淀池刮吸泥机”, 建设部、原机械部、化工部也都制定有相关的标准。这样使得同样的产品在规格、型号、名称上不统一, 给用户在选择上及工程建设的投标、招标上带来困难, 应统一起来。

这些标准中技术要求的内容和国外同类产品标准相比并不低, 有的甚至略高于国外先进厂家的标准。如辐流沉淀池刮吸泥机型式及技术要求, 等同于德国 DIN 标准, 带式压滤机的试验方法和要求等同于日本 JIS标准。但是, 标准中的指标多为性能指标, 对设备可靠性、耐用性方面的指标及相应的检测方法相对较少。而污水处理设备要在露天、潮湿、有腐蚀性恶劣环境下长期工作, 对可靠性、耐腐蚀性方面的要求比一般的设备要高。另外, 标准中设备互换性、通用性方面的内容基本没有, 如《污水处理用可张中、微孔曝气器》标准中对盘式曝气器只有曝气器外径要求, 没有规定曝气膜的联接尺寸, 使各厂家都要定制, 不仅成本较高, 也不便于使用时的更换。

现行标准都是整机标准, 没有易损配件的标准。目前, 我国污水处理设备市场的总需求量还不大, 加上配件不通用、没有专业配件厂家, 造成配件成本提高、质量不稳定、厂家没有提高配件质量和进行产品开发的动力, 如格栅链条、刮吸泥机胶轮、微孔曝气橡胶膜、刮泥机刮板等, 各厂家的产品尺寸各不相同, 但又差别不大, 完全可以统一到几个规格上。
由于近十几年来, 受到国外引进设备的影响,美国、英国、法国等国家提供的设备图纸及资料仍用英制, 不用法定计量单位, 使得引进设备的规格非常混乱。为了补充进口设备的不足, 国内设备配套也要求按引进设备规格生产, 这样就使我国制定的行业标准得不到贯彻执行, 形成“有法不依、有令不行”的局面。

此外, 我国的基础通用件标准基本是针对一般机械用途的, 对于污水处理需要制订一些专用标准, 以适应污水处理设备的特殊要求。

总之, 我国污水处理设备的标准从无到有, 已经初具规模, 但还需要根据污水处理设备的特点不断完善和补充, 并注意与国际标准接轨, 为我们的设备进入国际市场打好基础。

三、结论与建议

1、在污水处理设备水平方面。国产设备在价格上有较大优势; 可靠性、防腐性较进口设备有一定差距, 维修工作量要大于进口设备, 外观、自动化程度与进口设备的差距较大。国产设备综合水平较高的品种多集中在用量大、技术水平低的设备,如格栅、圆形池刮吸泥机、带式压滤机、闸门等。但国产离心风机、立式表曝机属于技术含量较高的设备, 除维修量较进口设备大外, 总体水平比较高, 使用率也比较高, 这些产品今后的重点要放在稳定质量、加强薄弱环节方面。应加强污泥离心脱水机、回转堰门、滗水器、水下推进器、污泥制肥等设备的研制。离心脱水机自动化程度高, 工作条件好, 是污泥脱水设备的发展方向。滗水器随着SBR 工艺的普及, 应用将越来越多。回转堰门和水下推进器是在污水处理厂中使用数量比较多的设备, 有国产化的必要。污泥制肥是解决污水厂二次污染、变废为宝的有效措施, 但需要国家相应政策的支持。国产设备在成套性方面要大力发展, 以适应环保工程的需要。要加强企业在生产中质量管理与检验工作, 小企业可联合成立检测机构, 国家及各地质量管理部门也要加强监督。

2、在污水处理设备制造行业方面。近十几年污水处理设备制造企业大幅度发展, 相关企业已有近 5 000 家, 职工近 200 万人, 环保机械年总产值200 多亿元, 利润 20 多亿元, 为我国的环保事业做出了很大贡献。但大部分企业的管理、加工手段、技术水平、人员素质还较低, 需要不断提高。企业要向专业化方向发展, 要重视配件的生产与研究, 细化生产与安装的分工。应建立并加强污水处理设备生产行业协会的作用, 将污水处理设备生产企业组织起来, 便于企业间的交流与合作。发展专业的设备安装企业, 细化生产与安装的分工。研究与制造单位要加强信息交流和合作, 将先进的技术尽快转化为产品, 同时及时发现问题改进产品。

3、 在污水处理设备标准方面。我国已制定了110 项污水处理设备与器材的标准, 为我国污水处理设备的发展起到了规范设备生产、提高产品质量的作用。但污水处理设备标准还有待继续完善, 特别是有关零部件标准化、成套化方面的标准基本空白, 应尽快制订。对于随着处理工艺的发展而出现的新型设备, 应及时制订相应标准。现行标准中质量控制指标偏低, 可靠性方面的指标与检测方法还有待完善。对于污水处理设备的一些通用的技术要求, 如焊接、涂装、故障率、寿命等应建立污水处理设备的通用技术条件, 并制订产品质量分等标准, 将一般产品与优质产品区别开, 以鼓励企业提高质量。