一种应用于危废物焚烧中的专家配伍系统

于淑芬 杨 帆

(北京机电研究院高技术股份有限公司环保事业一部，北京 100027)

危险废物具有毒性、易燃易爆性、腐蚀性、易发生化学反应，而且有些物质还具有传染性等危险特性，对人类和环境构成严重威胁。目前国内大部分省市都设有危废处置中心，但这些处置中心的全人工化管理逐渐暴露出安全性差、处置数据不易保存和查询，特别是需要焚烧处理的废弃物成分很复杂目前尚无统一焚烧处理方案。由于每个处置中心都有一套系统，对生产运营中许多共性的问题无法及时沟通与分享。若能将云计算技术引入，建立一套完整规范的计算机软件管理系统，使得不同处置中心通过数据库得以共享，再经过现场测试与试运行，调整关键参数即可获取适合本处置中心的焚烧处理方案。

将云计算技术引入危险废物处理项目中，将会有效提高废物的处理效率和安全性，同时降低处理废物的运营成本，规范化管理危险废物的来源、运输单位和接收单位并且责任到人，同时独有的专家配伍系统对废物处理提供智能的合理化意见，系统有较强的灵活性。

1 危废物处置流程①

危废物处置流程包括：入库、化验垃圾组分、配伍方案制定、出库和焚烧处理5个环节。配伍系统如图1所示。由输送车将危废物送到处置中心，接收部门需要进行入库登记，通过网络客户端登记录入数据库，一旦录入保存不能随意修改，保证了数据的真实性和安全性。之后废物被送到化验室进行化验，经化验分析后的废物具体信息(如元素组分含量、酸碱性及热值等)通过实验室的客户端录入数据库，当需要进行废物焚烧处理时，操作员可根据需要输入预配伍总量及当前废物欲配数量等数据。废物配伍软件的专家系统根据特定算法自动生成配伍方案，以供操作员选择。当操作员选定一个方案后，根据方案内所需的垃圾数量通知库房出库，出库后需要按照实际的出库量在客户端登记，库房的操作员可随时访问数据库查询库存量，危废物处置中心的管理者也可通过客户端随时查询入库、出库和库存情况。

图1 配伍系统结构

2 专家配伍系统

专家配伍系统采用DELPHI 7开发，数据库基于SQL Server 2000(及以上版本)，运行平台可选Windows98/ME/2000/XP/Vista。程序模块包括：基础资料管理、库存管理、配伍管理、报表与查询和系统管理。其中所有单据和报表均可导出至Excel和html格式文件并支持打印。

危险废物入炉前需依其成分及热值等参数进行搭配，尽可能保障焚烧炉稳定运行，降低焚烧残渣的热灼减率。搭配的过程要特别注意废物之间的相容性，以避免不相容的废物混烧后产生的不良后果。由于进焚烧炉废物料量和废物的性质均为不定因素，具体的配比需视实际入厂废物量和实测热值，并结合运行经验来确定。基于上述问题设计的专家配伍系统包括主要元素超限预警信息管理系统和配伍管理系统。

2.1 主要元素超限预警信息管理

危险废物的焚烧特点是废物元素成分千差万别，各种有害成分波动大。根据所接收废弃物元素成分进行重组，尽量避免含有有害成分的物质被集中焚烧，并且要控制酸性污染物含量，保证焚烧系统正常运行和烟气达标排放。运行时应该对物料进行详细分析，对卤素含量高、数量大的危险废物应尽量均匀焚烧，且应控制整体数量。控制重金属含量保证焚烧系统正常运行和烟气达标排放。对于剧毒危险废物(有机重金属类物质)应控制整体数量均匀入炉焚烧。由于这些废物的毒性特性，一般采用桶装废物入炉的方式处理，可以在每次的含量和次数两个方面进行控制。为保证焚烧设备的正常运行，往往需要对入炉焚烧的垃圾中所含的酸性元素设置最高和最低限值，如图2所示，操作员可根据实际计算值进行设定，本系统会根据设定值计算每次出库焚烧的垃圾。

图2 主要元素成分超限预警信息管理界面

2.2 配伍管理系统

专家配伍系统程序应用DELPHI 7编写，主要根据废弃物形态、物性、相容性及热值等因素，对待处理的危险废弃物提出配伍方案，如图3所示。

图3 配伍管理界面

根据相容性进行配伍时首先需要考虑废物的相容性，特别是废液。废液种类繁多，入窑前必须先了解废液的特性和性能。最主要的特性参数有：粘度、热值、水分、卤素、金属盐类、硫化物、环形或多环有机化合物和固体悬浮物的含量。配伍时，首先要考虑废液的相容性，避免发生化学反应，导致有毒有害气体的产生，甚至发生爆炸。

按热值配伍时一般先按热值混合至18.9～25.6GJ/kg。没有可配废液时，低热值废液(低于18.7GJ/kg)雾化后喷入回转窑进行焚烧处理；高热废液(高于18.7GJ/kg)由二燃室喷入燃烧。具体算法流程如图4所示。

3 云计算技术的应用

基于云计算技术，不同的危废物处置中心自身作为一个节点，实时采集数据，并上传至云服务器，数据被备份到远端数据库中，保证了数据的安全性，整个系统的架构框图如图5所示。作为危废物处置中心监督部门的环保局同样可以通过网络追溯问题企业的出/入库和焚烧处理流程，实时监督，查到问题源头。同时不同类型、不同地区的危废处理经验，以成功配伍方案的形式不断加入到资源池中，这也为软件公司提高专家系统的能力提供了必要条件。另外一般性客户也可通过对资源池中的公开资料进行二次挖掘获取信息。

图4 专家配伍程序流程

图5 系统架构框图

4 结束语

专家配伍系统是基于SQL Server 2000数据库和DELPHI语言开发的一个数据管理系统。由于采用客户端和服务器模式，服务器也可根据需要支持远程数据访问，可保证大数据量存储和访问。系统运用结合了云技术的理念，包括对废料合同进行管理的废料合同管理系统，对废料计量、入库贮存、出库管理的废料仓库管理系统，以及待焚烧废料自动进行合理化配伍入炉的专家废料配伍系统。目前该软件已在合肥、徐州、宜昌及衡阳等多个危废物处理项目中正常运行。