一种快速评估飞灰重金属超标风险的方法及系统

本发明属于飞灰重金属检测，更具体地，涉及一种快速评估飞灰重金属超标风险的方法及系统。

背景技术：

1、垃圾焚烧厂在终端收集的飞灰通常需要螯合处理达到填埋要求后才能进行填埋，实际中也往往根据经验值或行业标准值确定螯合处理时螯合剂用量，一般情况同一家垃圾焚烧厂产生的不同批次飞灰在螯合前计划添加的螯合剂用量是一样的。但是城市垃圾焚烧飞灰中的重金属会因为垃圾组分的不同和焚烧炉的参数不同而发生波动，相关研究表明终端飞灰中重金属含量的最大值与最小值可相差2～3个数量级。正是由于生活垃圾成分复杂多变，垃圾焚烧飞灰中重金属的含量、性质波动性大，垃圾焚烧后产生的飞灰，在终端收集后需先检测飞灰重金属浸出值，以判断是否需要调整螯合剂用量，若测定的重金属浸出值超过标准限值，一般需适当增加螯合剂的用量，而且通常是依据测定的重金属浸出值进行相关核算以确定螯合剂的增加量。可见，终端飞灰重金属浸出值是必不可少的关键数据。

2、但目前通常是采用美国法定的重金属污染评价方法，即tclp法检测获取飞灰重金属浸出值，其检测通常需2～3天才能获取检测结果，检测周期长，时效性差，难以及时判断终端飞灰重金属浸出是否超标，对后期螯合剂用量是否需要调整存在滞后的问题。另外，现有检测方法检测时所需试剂较多，成本较高，而且重金属浸出值出结果的滞后性也会增加终端填埋处置的生态环境风险。

3、虽然可以在工况前段采样检测飞灰重金属浸出值，以此来提前评估终端飞灰重金属是否超标，但由于现有检测方法花费周期长达2～3天，仍然难以及时掌握飞灰重金属浸出浓度，并不能起到及时预估风险和调整螯合剂用量的效果。因此，研究一种快速评估飞灰重金属超标风险的方法，能够用于及时评估终端飞灰重金属是否超标，同时也利于及时调整后续飞灰螯合所需螯合剂的用量。

技术实现思路

1、针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种快速评估飞灰重金属超标风险的方法及系统，其目的在于通过对采集前端工序或终端工序的飞灰样本进行筛分分级后，依据重金属浸出值预测模型，输入各等级飞灰质量占比即可获得重金属浸出值，并与预设阈值进行比较进而判断终端飞灰是否存在浸出超标，依据判断结果及时对后期螯合剂用量进行调整，由此解决现有飞灰重金属浸出值需依靠实验室检测才能获得，出结果周期长，时效性差且成本高，不能及时依据焚烧厂生产状况来调整末端飞灰螯合剂用量的技术问题。

2、为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种快速评估飞灰重金属超标风险的方法，其包括以下步骤：

3、(1)预测重金属浸出浓度：采集采样点的飞灰，按照粒径大小筛分i个等级，并分别计算各等级飞灰的质量占比，记为xi％；按照如下模型公式核算该采样点出飞灰重金属浸出值y：

4、

5、式中，ki为某个重金属元素在第i个粒径等级中对飞灰的该重金属浸出值的贡献系数，取前期多个样品的第i个粒径飞灰的重金属浸出值的平均值，xi％为等级为i的飞灰占原飞灰的质量百分比；

6、(2)评估风险：依据上述模型核算的重金属浸出值与对应重金属的预设阈值进行比较，并按照如下方法判断评估：

7、若重金属浸出值≥预设阈值，则判断终端飞灰重金属浸出超标，提示后期螯合应增加螯合剂用量，并根据浸出值的大小调整螯合剂用量；

8、若重金属浸出值＜预设阈值，则判断终端飞灰重金属浸出不超标。

9、优选地，所述快速评估飞灰重金属超标风险的方法，其所述原飞灰，筛分后相邻两等级粒径间隔大于0，小于等于200um。

10、优选地，所述快速评估飞灰重金属超标风险的方法，其所述原飞灰，按照粒径<20um、20-53um、53-100um、100-212um和＞212um分为5个等级。

11、优选地，所述快速评估飞灰重金属超标风险的方法，其所述重金属包括zn、cu、cr、cd和ni中一种或多种。

12、优选地，所述快速评估飞灰重金属超标风险的方法，其所述采样点，包括省煤器、脱酸塔、布袋除尘器、终端采样点中一个或多个。

13、按照本发明的另一方面，还提供了一种快速评估飞灰重金属超标风险的系统，其包括数据获取模块、数据处理模块和判断显示模块；

14、所述数据获取模块，用于获取采样点位置信息、采集的飞灰筛分后各等级飞灰所占质量百分比xi％，并提交给数据处理模块；

15、所述数据处理模块，用于接收获取的数据，并依据采样点位置信息，调取相同采样点对应的核算模型，核算该采样点处飞灰重金属浸出值y，并提交给判断显示模块；所述核算模型如下：

16、

17、式中，ki为某个重金属元素在第i个粒径等级中对飞灰的该重金属浸出值的贡献系数，取前期多个样品的第i个粒径飞灰的重金属浸出值的平均值，xi％为等级为i的飞灰占原飞灰的质量百分比；

18、所述判断显示模块，依据核算的重金属浸出值与对应重金属的预设阈值进行比较，按照如下方法判断显示：

19、若浸出值≥预设阈值，则显示终端飞灰重金属有浸出超标风险，提示后期螯合应增加螯合剂用量，并根据浸出值的大小调整；

20、若浸出值＜预设阈值，则显示终端飞灰重金属没有浸出超标风险，提示该元素在此处没有浸出风险。

21、优选地，所述快速评估飞灰重金属超标风险的系统，其所述数据处理模块，还包括将核算获得的重金属浸出预测值与预设阈值进行比较判断，具体判断如下：

22、若浸出值≥预设阈值，则显示终端飞灰重金属有浸出超标风险，提示后期螯合应增加螯合剂用量，并根据浸出值的大小调整螯合剂用量；

23、若浸出值＜预设阈值，则显示终端飞灰重金属没有浸出超标风险，提示该元素在此处没有浸出风险。

24、优选地，所述快速评估飞灰重金属超标风险的系统，其所述原飞灰，筛分后相邻两等级粒径间隔大于0，小于等于200um。

25、优选地，所述快速评估飞灰重金属超标风险的系统，其所述原飞灰，按照粒径<20um、20-53um、53-100um、100-212um和＞212um分为5个等级。

26、优选地，所述快速评估飞灰重金属超标风险的系统，其所述重金属，包括zn、cu、cr、cd、ni中一种或多种。

27、优选地，所述快速评估飞灰重金属超标风险的系统，其所述重金属，包括zn、cu、cr、cd和ni。

28、优选地，所述快速评估飞灰重金属超标风险的系统，其所述采样点，包括省煤器、脱酸塔、布袋除尘器和终端采样点中一个或多个。

29、总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，由于本方法能够快速及时评估终端飞灰重金属浸出是否超标，能够取得下列有益效果：

30、本发明提供的快速评估飞灰重金属超标风险的方法，依据前期样本数据拟合获得重金属浸出值与筛分后各等级飞灰质量占比之间的重金属浸出值预测模型，通过输入待测样本筛分后各等级质量占比，即可核算出重金属浸出值，能够及时掌握飞灰重金属浸出量，相比现有实验室检测，极显著的缩短出结果时间，而且无需任何检测试剂，可以节约成本；另外，可以依据前段工序如脱酸塔或布袋除尘器采样点对应预测模型核算结果与预设阈值的比较，判断终端飞灰是否存在重金属浸出超标风险，利于提前对后期螯合剂用量进行调整；依据本方法判断出终端飞灰重金属浸出超标，则应适当增加螯合剂用量，利于后期及时调整螯合剂用量，避免需反复多次螯合才能达到填埋要求。