危险废物是指列入国家危险废物名录或者根据国家规定的危险废物鉴别标准和鉴别方法认定的具有危险特性的废物。危险废物是具有毒性、易燃性、反应性、腐蚀性、爆炸性、传染性的废物, 对人类和环境构成严重威胁[1]。根据有关数据, 我国危险废物产量逐年增多, 2016年危险废物产生量达5374万t。危险废物处置行业高度依赖法律法规和政策引导, 2013年最高法、最高检的司法解释和2014年新《中华人民共和国环境保护法》的颁布, 促进了废物处置行业的发展。

现有的危险废物处置方式主要为填埋和焚烧。焚烧技术可有效去除危险废物中的有毒有害成分, 回收利用其中的热能, 可同时达到减量、无害化和综合利用的目的, 是危险废物处置中应用最广泛的技术[2]。由于危险废物的来源广泛、种类繁杂, 其成分波动的范围较大。危险废物在焚烧过程中, 成分热值稳定是保证回转窑和二燃室的温度保持稳定的前提。

目前, 国内危废处置企业大多采用老式平面仓库, 主要存在以下问题:1) 占地面积大, 库房空间利用率低;2) 危险废物的入库、出库采用人工搬运方式, 效率低、危害人体健康且增加人工成本;3) 仓储系统密闭性较差, 有害气体容易外漏;4) 危险废物随意堆积, 依靠人工管理, 易出现找不到或找错的情况;5) 危险废物入炉焚烧前配伍混乱, 造成焚烧不稳定, 库房管理困难;6) 人工记录危险废物的进出库情况, 效率低且易出差错。

自动化仓储系统经由电脑控制处理设备, 记忆物料存放位置, 利用无人搬运车系统实现自动存取, 通过RFID或者条形码储存物料特性信息, 并且入库前经过读取后将信息存储在后台控制电脑。自动化仓储系统在服装、医药、航天、汽车等物流中有广泛的应用。

根据危险废物仓储系统的现状, 结合自动仓储在其他行业的应用优势, 将其应用在危险废物储存、数据采集及物料配送上, 可以降低老式仓储的占地面积, 提高仓储工作效率, 节省人工劳动成本, 实现危废行业仓储的自动化。

根据危险废物处置实际工艺功能需求和存在的问题, 危险废物自动仓储需实现以下功能:

尽可能降低仓储占地面积, 提高仓库的空间利用率。采用自动化仓储系统时, 要求危险废物包装形式必须在一定的尺寸范围内, 因此必须要求产废单位对产生的危险废物进行规范化包装。为保证危险废物外形的统一, 结合老式仓储危险废物的包装经验, 固态危险废物统一采用长1m×宽1m×高1m的料箱装存, 半固态危险废物采用专用桶装取后统一放在托盘上, 液态废物采用吨桶盛装。根据仓库的库容, 结合无人叉车最大可举升高度, 可采用多层组合横梁式双货位结构的货架。

危险废物出库、入库时, 只要发出入库或出库指令, 出库、入库作业全部由设备自动完成, 解决原来人工搬运过程中存在的人身安全隐患。

无人AGV叉车方便灵活, 其所采用的激光导航系统只需在AGV行驶路径的周围安装位置精确的激光反射板, AGV通过发射激光束, 同时采集由反射板反射的激光束, 来确定其当前的位置和方向, 并通过连续的三角几何运算实现AGV的导航, 安装维修简单, 因而采用无人AGV叉车可实现危险废物的自动入库、出库。

传统的仓储管理都是采用人工记录, 产废单位、废物名称、重量、废物基本特性等信息大多需要人工进行统计记录, 容易出现差错。智能仓储管理系统, 采用RFID读写技术, 利用RFID自动读写设备和RFID卡标签, 可一次写入读取这些信息, 便于网络传输、记录、统计信息, 可实现信息传输的高效、准确。

根据后台电脑存储的物料信息, 按设定好的物料配伍原则, 自动生成配料方案, 并给AGV叉车发出取料指令。当按配料原则缺某种物料时, 系统会提前给出提示信息, 在满足市场需求的前提下, 将库存和未完成的订单控制在所希望的水平上。

根据危险废物配伍的实际功能需求, 可开发一套配伍管理系统。该管理系统分为废料库存管理、配伍约束管理、配伍方案生成、历史方案列表、相关图表展示五个模块。其中废料库存管理模块负责库管数据库的数据同步;配伍约束管理模块负责对配伍的约束条件进行管理, 包含约束条件的添加、修改和删除;配伍方案生成模块对列出的约束条件进行选择后, 根据相应的算法计算出多种可行的方案, 并对配伍方案进行详细说明, 供用户选择;历史方案列表模块主要是对已经进行确认处理过的方案详情和处理情况进行记录;设备能力维护模块主要是对相关的处理设备每天的处理能力来进行相应的修改和更新;相关图表展示处理模块负责对处理设备的处理进行动态显示, 实时显示废料的处理情况, 同时包含各种数据统计。

实现危废信息传输网络化, 使各生产部门实现信息互通共享, 减少纸质媒介交流方式。

运输专用车辆将危险废物从产废单位运输到仓库时, 由人工叉车将货物从卡车中搬运到仓库入口的输送辊道上, 工作人员根据产废单位事先发送的危险废物信息进行核对, 无误后将危险废物信息代码通过RFID读写器写入每个货物单元的RFID卡内, 然后取样;之后输送辊道启动, 将其输送到仓库入口处;入口处辊道边安装有RFID读写器及称重托辊, 读取危险废物的RFID信息后, 通过无线局域网将信息传入中央控制系统, 中央控制系统根据危险废物信息分配货位 (货架上每一个储存单元都有固定的货位号码) , 然后将指令发送给无人AGV叉车, 无人AGV叉车接收指令后将危险废物输送到货架上, 此货位因为危险废物成分不清楚被中央控制系统锁定, 不能进行配料操作。无人AGV叉车完成任务后发送信号给中央控制系统, 结束此次任务, 等待下一次指令。

取样后的样品送化验室进行分析, 化验后工作人员根据样品编码将化验信息如热值、灰分、水分等信息通过计算机输入到中央控制系统, 相应货位解除锁定可以进行配料。配料员可通过中央控制系统随时查看库存的危险废物信息, 根据生产需要采用自动配伍软件进行配伍后, 将配伍方案信息通过中央控制系统发送指令给无人AGV叉车, 无人AGV叉车根据指令将货架上的货物输送到相应的预处理单元。工艺流程见下图。

出入库工艺流程图   下载原图

自动仓储系统通过无人叉车和互联网系统实现危险废弃物仓储的自动化管理, 改善了现有仓储存在的占地面积大、人工成本高、危害人体健康等问题, 并可将其应用在危险废物数据采集及物料配伍上, 实现危险废物的自动化管理, 对危险废物处置行业的科技化、信息化发展具有重要意义。