危废处置项目智能化系统的设计与探索

2020-01-06倪梦云

科学与信息化 2020年35期

关键词：冷凝水数据模型危险废物

倪梦云

合肥市固体废物管理中心安徽合肥 230601

引言

危废处置废水一般有毒有害成分较复杂，污染程度较为严重、营养比例失调、可生化性差，且受物料来源和种类影响，具有水质复杂、波动较大、处理难度较大等特点，在工艺选择上应有较强的适应性和系统稳定性。

1 危险废物的生态破坏

危险废物是在人们日常生产经营过程中产生的破坏性物质，通常具有一定的毒性和腐蚀性，无论是对环境还是人体可能造成严重的侵害。首先，如果任意填埋或堆放危险废物，其毒性物质可能会逐渐深入土壤，扼杀土质中微生物的活性与净化循环，导致覆盖植被的大面积毁坏；久而久之危险废物的腐蚀液体还可能渗入地下水系统，对整个区域的生态环境造成极难弥补的侵害，潜移默化间给动植物留下生存隐患。其次，如果将危险废物直接暴露于空气中不予以掩盖，其可能会与空气中的物质产生化学效应，滋生毒性更甚的污染源，散发出有害气体污染空气环境；同时，其中的毒性粉尘和颗粒可能随空气传播到其他区域，引发更大规模的环境破坏与事故，致使生态圈层的失衡[1]。

2 各类废水特点及处理工艺

2.1 酸碱蚀刻液中和废水与含锡废物中和尾水

要含有大量Cl–、NH4+、Na+、Cu2+，以及少量SO42–、Ca2+、NO3–这两类废水均为高盐废水，其中酸碱蚀刻液中和废水中主等，pH一般在5.0～6.0，电导率在100000～200000μS/cm。该类废水产生量一般为100t/d。而含锡废物中和尾水主要含大量NO3–、Ca2+、Cu2+、Sn4+、Cl–及少量NH4+、Na+、SO42–等，pH为3.0，电导率为100000～250000μS/cm，该类废水产生量一般为50t/d。

这两类废水均无法直接进入生化处理，需在车间分别进行预处理。蚀刻液中和废水进入反应罐中，首先投加液碱（NaOH）至pH呈中性，再投加Na2S搅拌反应，废水中的Cu2+可与Na2S生成CuS沉淀，另投加PAC与PAM助凝；废水经过板框式隔膜压滤机去除CuS及其他杂物，清液经离子柱进一步去除残留的Cu2+等，进入MVR蒸发处理，产生了以NH4Cl为主的结晶产物及大量蒸发冷凝水。对于含锡废物处理后的中和尾水，先投加熟石灰回收水中的铜，生成Cu（OH）2为主的铜泥，清液同样经板框式隔膜压滤机滤出，并经离子柱进一步去除Cu2+、Sn4+等重金属，进入MVR进行蒸发结晶处理，得到Ca（NO3）2为主的结晶，同时产生大量蒸发冷凝水。两类MVR蒸发冷凝水的主要污染物指标：COD50～120mg/L，NH3–N10～80mg/L，pH为7.0～8.0。MVR蒸发冷凝水的污染程度较低，直接进综合调节池，最终生化处理。

2.2 污泥压滤水

污泥压滤水产生于铜泥的预处理过程。压滤水水质与线路板污泥的特点相关，日均废水量为50t。一般污泥压滤水中的主要污染物：Cu100～500mg/L，NH3-N50～200mg/L，Ni20～100mg/L，Zn10～50mg/L，COD800～2000mg/L，电导率10000～15000μS/cm，pH为7.5～8.0。预处理先投加Na2S，使废水中的Cu2+、Ni2+、Zn2+分别生成CuS、NiS、ZnS沉淀，隔膜过滤后清液经离子柱进一步去除微量Cu2+、Ni2+、Zn2+后，进入废水站高浓废水调节池[2]。

3 智能运行平台自动控制系统

3.1 系统构成

DCS系统由冗余控制网络、操作站及控制站构成，主要设备包括1台工程师组态站、5台操作站和3台控制站组成。供电系统采用双重化电源(12V、24V)提供给相应的控制器及模拟量输入、模拟量输出、数字量输入、数字量输出等模块。每个操作站均可监控生产装置的各种参数，工程师站则用于控制方案修改、流程图制作、报表生成等工作。

系统中其网络适配器、网络电缆和集线器均采用冗余模式。主、副设备互为备用，当自控系统检测到某一部件发生故障，系统会自动、无扰切换到备用设备，保证生产的正常进行。

3.2 系统自控原理及方法

该控制层以DCS系统为支撑，严格按照工艺生产流程进行设计、配置并组态。从控制功能上，主要由模拟量控制系统（MCS）、炉膛安全监控系统（FSSS）、顺序控制系统（SCS）、计算机监控系统（DAS）构成。该系统配置按照工艺系统划分，以减少系统内控制信号的交叉，满足各种运行工况的要求，提高机组的安全性、可靠性和可用率。

利用BP神经网络算法，将焚烧工艺设备数据信息、主辅进料数据信息、设备运行工况参数数据信息、烟气排放数据信息作为输入量，设备运行工况参数及烟气排放参数目标值与实测值的差值作为输出量，通过时序、循环积累的大量数据，对利用BP神经网络算法的焚烧系统数据模型进行训练、优化，同时再对现场实测相关工况、烟气排放数据进行实时对比、预判并反馈控制参数调整阈值，建立具有时序特征的焚烧系统数据模型，将反馈的控制要求结合DCS系统和现场执行机构实现对主辅进料数据、设备运行工况参数数据进行调整、控制和纠偏，从而持续得到该危废焚烧系统的时序优化的动态数据模型[3]。