一種應用于危廢物焚燒中的專家配伍系統

于淑芬 楊 帆

(北京機電研究院高技術股份有限公司環保事業一部，北京 100027)

危險廢物具有毒性、易燃易爆性、腐蝕性、易發生化學反應，而且有些物質還具有傳染性等危險特性，對人類和環境構成嚴重威脅。目前國內大部分省市都設有危廢處置中心，但這些處置中心的全人工化管理逐漸暴露出安全性差、處置數據不易保存和查詢，特別是需要焚燒處理的廢棄物成分很復雜目前尚無統一焚燒處理方案。由于每個處置中心都有一套系統，對生產運營中許多共性的問題無法及時溝通與分享。若能將云計算技術引入，建立一套完整規范的計算機軟件管理系統，使得不同處置中心通過數據庫得以共享，再經過現場測試與試運行，調整關鍵參數即可獲取適合本處置中心的焚燒處理方案。

將云計算技術引入危險廢物處理項目中，將會有效提高廢物的處理效率和安全性，同時降低處理廢物的運營成本，規范化管理危險廢物的來源、運輸單位和接收單位并且責任到人，同時獨有的專家配伍系統對廢物處理提供智能的合理化意見，系統有較強的靈活性。

1 危廢物處置流程①

危廢物處置流程包括：入庫、化驗垃圾組分、配伍方案制定、出庫和焚燒處理5個環節。配伍系統如圖1所示。由輸送車將危廢物送到處置中心，接收部門需要進行入庫登記，通過網絡客戶端登記錄入數據庫，一旦錄入保存不能隨意修改，保證了數據的真實性和安全性。之后廢物被送到化驗室進行化驗，經化驗分析后的廢物具體信息(如元素組分含量、酸堿性及熱值等)通過實驗室的客戶端錄入數據庫，當需要進行廢物焚燒處理時，操作員可根據需要輸入預配伍總量及當前廢物欲配數量等數據。廢物配伍軟件的專家系統根據特定算法自動生成配伍方案，以供操作員選擇。當操作員選定一個方案后，根據方案內所需的垃圾數量通知庫房出庫，出庫后需要按照實際的出庫量在客戶端登記，庫房的操作員可隨時訪問數據庫查詢庫存量，危廢物處置中心的管理者也可通過客戶端隨時查詢入庫、出庫和庫存情況。

圖1 配伍系統結構

2 專家配伍系統

專家配伍系統采用DELPHI 7開發，數據庫基于SQL Server 2000(及以上版本)，運行平臺可選Windows98/ME/2000/XP/Vista。程序模塊包括：基礎資料管理、庫存管理、配伍管理、報表與查詢和系統管理。其中所有單據和報表均可導出至Excel和html格式文件并支持打印。

危險廢物入爐前需依其成分及熱值等參數進行搭配，盡可能保障焚燒爐穩定運行，降低焚燒殘渣的熱灼減率。搭配的過程要特別注意廢物之間的相容性，以避免不相容的廢物混燒后產生的不良后果。由于進焚燒爐廢物料量和廢物的性質均為不定因素，具體的配比需視實際入廠廢物量和實測熱值，并結合運行經驗來確定。基于上述問題設計的專家配伍系統包括主要元素超限預警信息管理系統和配伍管理系統。

2.1 主要元素超限預警信息管理

危險廢物的焚燒特點是廢物元素成分千差萬別，各種有害成分波動大。根據所接收廢棄物元素成分進行重組，盡量避免含有有害成分的物質被集中焚燒，并且要控制酸性污染物含量，保證焚燒系統正常運行和煙氣達標排放。運行時應該對物料進行詳細分析，對鹵素含量高、數量大的危險廢物應盡量均勻焚燒，且應控制整體數量?？刂浦亟饘俸勘ＷC焚燒系統正常運行和煙氣達標排放。對于劇毒危險廢物(有機重金屬類物質)應控制整體數量均勻入爐焚燒。由于這些廢物的毒性特性，一般采用桶裝廢物入爐的方式處理，可以在每次的含量和次數兩個方面進行控制。為保證焚燒設備的正常運行，往往需要對入爐焚燒的垃圾中所含的酸性元素設置最高和最低限值，如圖2所示，操作員可根據實際計算值進行設定，本系統會根據設定值計算每次出庫焚燒的垃圾。

圖2 主要元素成分超限預警信息管理界面

2.2 配伍管理系統

專家配伍系統程序應用DELPHI 7編寫，主要根據廢棄物形態、物性、相容性及熱值等因素，對待處理的危險廢棄物提出配伍方案，如圖3所示。

圖3 配伍管理界面

根據相容性進行配伍時首先需要考慮廢物的相容性，特別是廢液。廢液種類繁多，入窯前必須先了解廢液的特性和性能。最主要的特性參數有：粘度、熱值、水分、鹵素、金屬鹽類、硫化物、環形或多環有機化合物和固體懸浮物的含量。配伍時，首先要考慮廢液的相容性，避免發生化學反應，導致有毒有害氣體的產生，甚至發生爆炸。

按熱值配伍時一般先按熱值混合至18.9～25.6GJ/kg。沒有可配廢液時，低熱值廢液(低于18.7GJ/kg)霧化后噴入回轉窯進行焚燒處理；高熱廢液(高于18.7GJ/kg)由二燃室噴入燃燒。具體算法流程如圖4所示。

3 云計算技術的應用

基于云計算技術，不同的危廢物處置中心自身作為一個節點，實時采集數據，并上傳至云服務器，數據被備份到遠端數據庫中，保證了數據的安全性，整個系統的架構框圖如圖5所示。作為危廢物處置中心監督部門的環保局同樣可以通過網絡追溯問題企業的出/入庫和焚燒處理流程，實時監督，查到問題源頭。同時不同類型、不同地區的危廢處理經驗，以成功配伍方案的形式不斷加入到資源池中，這也為軟件公司提高專家系統的能力提供了必要條件。另外一般性客戶也可通過對資源池中的公開資料進行二次挖掘獲取信息。

圖4 專家配伍程序流程

圖5 系統架構框圖

4 結束語

專家配伍系統是基于SQL Server 2000數據庫和DELPHI語言開發的一個數據管理系統。由于采用客戶端和服務器模式，服務器也可根據需要支持遠程數據訪問，可保證大數據量存儲和訪問。系統運用結合了云技術的理念，包括對廢料合同進行管理的廢料合同管理系統，對廢料計量、入庫貯存、出庫管理的廢料倉庫管理系統，以及待焚燒廢料自動進行合理化配伍入爐的專家廢料配伍系統。目前該軟件已在合肥、徐州、宜昌及衡陽等多個危廢物處理項目中正常運行。