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危险废物环保管家创新模式的建设研究和应用前景

2020-01-06

中国资源综合利用 2019年12期
关键词:危险废物资源化服务平台

(深圳市星源空间环境技术有限公司,广东 深圳 518040)

2019年5月,生态环境部在深圳等城市设“无废城市”建设试点。固体废物管理的重中之重为危险废物管理。危险废物具有腐蚀性、毒性、易燃性、反应性或者感染性等一种或者几种危险特性[1]。近年来,随着经济的快速发展,危险废物的产生量逐年提高,其种类复杂、数量众多,加上社会产生源的产生量难以测算,行业产生的危险废物没有产污系数参照,人们很难准确统计危险危险废物的产生量[2]。危险废物含有毒有害成分,其在产生、储存、运输、处置等过程中存在更大的环境安全风险[3]。减少危险废物产生量,加强危险废物生命周期全过程跟踪和管理,是保护生态环境安全的迫切需要。危险废物管理处理难度大,风险高,事件发生具有突发性。本文鉴于危险废物特殊的危险特性,从危险废物生命周期全过程角度入手,以危险废物减量化、再循环利用、资源化、最终处置、在线交易、预警及应急响应等为基础,构建危险废物环保管家服务平台,让危险废物从产生到处置全过程实现信息化、自动化、智能化管理。

1 危险废物环保管家创新模式

危险废物环保管家创新模式以构建危险废物环保管家服务平台为核心,平台运营初期,由于缺少相关技术和数据支撑,运营商需要成立专业团队对企业或者园区实地调研,待平台数据积累一定程度,运用物联网、大数据等技术,实现服务平台信息化、自动化、智能化运行。

1.1 现场排查与调研

危险废物环保管家运营商成立危险废物技术研究中心,组织相关领域专家和专业技术人员对企业或工业园区进行现场排查与调研,并出具排查与调研报告,内容主要包括以下几个方面。

一是产废企业的基本情况,对生产工艺、设备情况、危险废物产生、储存、转移、处置情况、台账、环保设备情况进行实地排查,提出存在的问题;二是根据企业生产原料、生产工艺、设备情况,分析危险废物污染源情况,根据行业要求,在经济技术可行的基础上,提出是否有必要采取原料替代、生产工艺改进及部分智能化工序和设备更新等方法,从源头上实现危险废物减量化;三是企业或园区危险废物自身再循环利用情况,根据目前的技术经济水平,结合企业或园区实际情况,提出危险废物再循环利用的方案,此方案包括再利用工艺流程、设备、处理能力、运行的稳定性和污染物稳定达标性等方面;四是企业或园区危险废物资源化情况,企业或者园区产生的危险废物应尽量在内部实现资源化,上述方案为企业或者园区提出危险废物资源化的可行性建议;五是危险废物处置情况,对不能减量化、再利用、资源化的危险废物,交由有资质单位进行处置,同时优化运输线路,对运输点位实时监控,并将处置情况实时反馈到服务平台。

1.2 危险废物环保管家服务平台的构建

建立危险废物环保管家服务平台,利用物联网、大数据、云计算技术,对企业危险废物的产生、再循环利用、资源化、运输、处置等环节的数据和相关信息进行实时采集,准确、直观地记录危险废物全生命周期的实时情况,并对采集的信息进行分析、加工利用,实现危险废物减量化、再循环利用、资源化、运输和处置的信息化、自动化、智能化。总体架构设计如图1所示。

1.2.1 培训服务系统

(1)相关政策、法律法规的培训服务。目前,我国的环保法律法规正处于集中修订、补充时期[4]。在新的政策、法律法规发布后,要及时组织企业或者园区相关人员进行培训,培训内容主要有相关的法律法规、科技标准、生态环境部及当地生态环境部门对有关政策的解读、当前的环保形势等,让企业或者园区及时掌握国家政策动向。

图1 危险废物环保管家服务平台的逻辑结构

(2)相关领域的技术培训。根据各区域企业特点,定期举行相关技术培训,提高相关企业人员的专业能力。重点将行业最先进的技术、设备、工艺传递给相关企业,让企业及时掌握行业动向。

1.2.2 产危废企业系统

产危废企业系统从四个方面建立子系统,即产危废企业基本信息子系统、危险废物减量化子系统、危险废物再循环利用子系统和危险废物资源化子系统。

(1)产危废企业基本信息子系统。建立各危险废物产生企业的基本信息,包括地理位置、规模、生产工艺、设备、危废物理化学性质、有害成分、产生量等信息,对危险废物的产生、再利用、共享交换、处置、工艺流程等相关信息进行采集,建立危险废物管理台账。此系统与当地环保管理部门固体废物管理信息系统进行接口连接,人们可以通过此系统进行产废登记、管理计划申报以及办理状态、处理结果情况查询。

(2)危险废物减量化子系统。主要从原辅料、工艺流程、设备三个角度对危险废物产生企业提出优化建议,在经济技术可行的情况下,最大化减少危险废物的产生量。减量化子系统包括原辅料数据库、工艺流程数据库、设备数据库。原辅料数据库有各种领域产品原料的物理化学特性、产品原料的最佳组合、可替代原料,同时具有原辅料供应商的推荐、原辅料储存要求、原辅料包装处理等方面的知识数据库。平台运营初期,需要收集各行业减量化的案例。等数据积累一定程度,企业输入基本的信息后,可以自动生成相关减量化方案,生成的减量化方案进过专家智慧系统审核后,就成为企业用户查询到的最优减量化方案。

(3)危险废物再循环利用子系统。企业自身利用自产的危险废物成为缓解当前危险废物产生、处置之间突出矛盾的重要途径之一。这种方式可有效节约危险废物处置公共资源,减少环境安全隐患,同时降低了企业运行成本。危险废物再循环利用子系统主要包括各类危险废物企业自身再循环利用方案,平台运营初期,需要收集全国各行业的危险废物再循环利用案例、再循环利用工艺等,等平台数据积累一定程度,在物联网、大数据等相关技术基础上,平台可以根据企业输入的基本信息自动生成再循环利用方案,然后经过专家智慧系统审核,专家智慧系统就企业自身利用危险废物工艺、处理能力、装置水平、可靠性、运行的稳定性和经济合理性、污染物稳定达标性等方面进行审核,使其成为企业最终的再循环利用方案。

(4)危险废物资源化子系统。固体废物被视为“放错了地方的资源”或是“尚未找到利用技术的新材料”,通过综合利用,有利用价值的固体废物可以变废为宝,实现资源的再循环利用[5]。由于危险废物利用企业与产废企业之间信息的封闭与缺乏,危险废物利用企业不能及时有效获取原材料,导致危险废物资源浪费[6]。要将企业自身不能再循环利用的危险废物信息与相关需求信息集中到服务平台上进行统一管理,实行园区或者区域危险废物信息共享与交易。企业通过服务平台发布供需信息,服务平台自动对信息进行分析与资源配置。关联企业通过服务平台竞价达成意向,经服务平台完成交易。

1.2.3 危险废物运输系统

危险废物运输系统与当地环保管理部门固体废物管理信息系统进行对口连接,监管部门可以对本辖区内危险废物运输车辆的路线、运输车辆实时状况进行监管。结合GPS定位、物联网技术等相关技术,运输车辆配有智能设备、车载显示屏、GPS车载计算机等设备。从产废企业转移到运输车辆上,智能设备就危险废物的类别、重量、容器状况实时通过智能设备传递给平台,并从运输风险、环境敏感目标、运输成本等方面自动生成优化运输车辆路线,对运输沿途的环境敏感目标实时提醒,运输车辆司机需输入指纹和摄像才能启动车辆和打开车厢。同时,将路线、车辆状况、危险废物运输情况等相关信息及时传递给平台、运输企业、固废监管部门。

1.2.4 危险废物处置企业系统

危险废物处置单位系统包括危险废物处置单位基本信息子系统、在线视频监控子系统和危险废物处置装置工况在线数据采集子系统。

(1)危险废物处置企业基本信息子系统。危险废物处理企业基本信息子系统包括处置企业地理位置、危险废物经营许可证、接收危险废物的类别、处置工艺、处置能力、达标排放等相关信息。此系统与当地环保管理部门固体废物管理信息系统进行接口对接,管理部门和相关企业可以实时了解处置单位的情况。

(2)在线视频监控子系统。危险废物处置单位在线视频监控子系统可以对接收的危险废物储存、转移和处置情况进行24 h视频监控,及时了解危险废物的去向。

(3)危险废物处置装置工况在线数据采集子系统。对危险废物稳定化处置工况、危险废物焚烧炉工况、危险废物固化装置工况实时在线采集,及时将数据传递给服务平台和相关监管部门。

1.2.5 预警及应急响应系统

危险废物预警及应急响应系统是将物联网技术、大数据技术、GIS技术等相结合而构建的系统,包括预警分析模型数据库、危险废物特性数据库、危险废物应急预案数据库、典型事故处理案例、应急物质数据库、专家数据库、应急指挥数据库等,主要为危险废物发生事故时提供技术支持服务,减轻对环境的影响。

(1)预警分析模型数据库。预警分析模型数据库主要包括通用的、成熟的数学模型和物理模型等,基于服务平台的智慧大数据系统,运行物联网技术、GIS技术等能准确预警预测点、警情、趋势等信息,给企业和管理部门提供参考。

(2)危险废物特性数据库。主要指危险废物的物理、化学特性,平台运营初期需收集各类危险废物的特性输入平台,或者与相关单位进行数据接口连接。

(3)应急预案数据库。平台运营初期,需收集各领域产废单位编制的危险废物应急预案并输入平台,数据积累一定程度后,借用物联网、大数据等技术,可根据具体企业情况,自动生成危险废物应急预案。

(4)典型事故处理案例数据库。平台初期,需收集优秀的国内外危险废物事故处理案例,数据积累一定程度后,借用物联网、大数据等技术,可根据具体企业情况,自动生成该企业事故处置方案供企业、管理部门等参考。

(5)应急物质数据库。主要包括各类危险废物事故应急处理所需的药品、实施、设备等物质信息。

(6)专家数据库。主要包括各领域相关专家信息,对企业事故提供技术支持,对平台自动生成的应急预案进行内审,提供专家建议。

(7)应急指挥数据库。通过物联网技术、GIS技术等技术手段,对危险废物产生、再利用、资源化、运输和处置过程进行视频监控和信息传输,及时调度有关单位的应急处置物资,就近进行处理。

1.2.6 在线交易系统

危险废物产生单位、运输单位、处置单位、其他企业危险废物资源化单位之间可以通过在线交易系统以微信、支付宝等现代支付手段直接交易,并将相关交易信息传递给相关管理部门。

2 危险废物环保管家创新模式的效益

环保物联网系统开创了环保应用支撑平台模式,实现了业务的高度整合[7]。基于物联网、大数据、云计算等技术的危险废物环保管家服务平台,实现了危险废物生命周期全过程的跟踪管理,实时采集危险废物产生、再利用、资源化、运输、处置等环节的数据,更能直观、准确地反映危险废物生命周期的动态情况,实现危险废物全周期监管、预警等服务,为产废企业、处置单位、运输单位、管理部门提供技术支持。危险废物环保管家服务平台的信息化、自动化、智能化,极大地提高了对危险废物的监管能力、公共服务能力、管理效率和应急能力,降低了相关企业成本、行政成本,防范了生态环境污染风险,使危险废物行业处于良性发展状态。

3 结语

本文探讨的危险废物环保管家创新模式以危险废物环保管家服务平台为依托,平台运营初期需接入外界的数据系统,依靠专业团队实地对企业或者园区进行排查与调研,提出企业或者园区危险废物再循环利用、资源化等优化方案,并将信息录入平台。平台运营中期,数据积累一定程度,运用物联网、大数据、云计算等技术,根据企业情况智能生成危险废物再循环利用、资源化方案,并对危险废物生命周期全过程进行智能化跟踪。此服务模式的发展对危险废物管理具有可持续发展作用,避免生态环境污染风险,保障人民群众的生命财产安全。但运用物联网、大数据等技术推动危险废物环保管家服务平台高度信息化、自动化、智能化,是一项长期工作,依赖于技术和制度的不断创新和完善。企业、园区、监测单位、管理部门之间的数据不能完全共享制约服务平台的进展。但随着对环保重视程度的不断提高,危险废物服务模式信息化、自动化、智能化势在必行。

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