王珂珂 吳鑫瑩

（華北電力大學，北京 102206）

淺談垃圾焚燒廠對城市發(fā)展的影響

王珂珂 吳鑫瑩

（華北電力大學，北京 102206）

中國已成為世界上最大的城市固體垃圾產出國。作為中國的首善之區(qū)，特大城市北京每天產生生活垃圾1.84萬噸，且每年以8%的速度增長，必須引入先進的廢物處理方法。本文主要研究垃圾焚燒廠對周邊環(huán)境的影響及城市發(fā)展對垃圾焚燒技術的依賴程度。城市正遭遇垃圾圍城之痛，居民仍抵觸垃圾焚燒。那么，先進的垃圾處理技術對城市發(fā)展的貢獻如何？為此，研究城市發(fā)展對垃圾焚燒技術的依賴程度，將這一抽象概念量化為可度量的系數，即依賴系數。結合多項因素，利用AHP法確定各因素權重，確定總評價指標，對垃圾焚燒技術進行綜合評價。引入效用損失百分比這一概念，對各個影響因子進行無量綱化處理，計算出城市對垃圾焚燒廠的依賴系數。

高斯煙羽 層次分析法 依賴系數

1 基于高斯擴散模型的垃圾焚燒廠排污氣體監(jiān)控

1.1 模型假設

（1）源強連續(xù)均勻穩(wěn)定，初始時刻云團內部的濃度、溫度呈均勻分布。（2）擴散過程中不考慮云團內部溫度的變化。（3）泄漏氣體是理想氣體，遵守理想氣體狀態(tài)方程。（4）全部高度風速均勻穩(wěn)定。

1.2 監(jiān)測模型建立

選擇高斯擴散模型作為擴散模型的基礎，針對垃圾焚燒廠周圍實際的大氣，地形等情況，對模型進行修正，最終利用修正后的模型計算分析。

1.3 模型計算

查閱相關資料，得到750噸/天的焚燒爐排放數據，： SO2， NxO以及煙塵排放數據?？紤]氣體排出時狀態(tài)參數及擴散機理，在以下模型的計算與分析中，將其作為整體來完成模型的分析和求解。

1.3.1 垃圾焚燒廠排煙口源強 Q的計算

魯家山垃圾焚燒廠日處理垃圾 3000t（四臺日處理能力 750t的焚燒爐，排煙口高度 80m， 24h運轉）。如表1所示。

1.3.2 平均風速的計算

查閱魯家山垃圾焚燒廠所在門頭溝區(qū)歷史氣象資料，以2014年全年數據為例，計算得：u=2.6m/s。

1.3.3 大氣穩(wěn)定度及擴散參數σy、σz的計算

圖1 地面污染物濃度分布

對于垃圾焚燒廠周圍的大氣穩(wěn)定度，實際計算需要大量當地氣象站的實際數據，以我國各區(qū)域各穩(wěn)定度年頻率百分比作為垃圾焚燒廠周圍的大氣穩(wěn)定度數據。

圖2 地面污染物分布濃度等值線

圖3 軸線方向污染物濃度分布

表1 污染物排放狀況

表2 垃圾焚燒廠所在地區(qū)的大氣穩(wěn)定度

表3 大氣污染物無組織排放監(jiān)控的濃度限值標準

表4 居民接受度影響因素分析

為反映垃圾焚燒廠周圍污染物擴散狀況，對于表2中年平均大氣穩(wěn)定度，根據其出現的頻率求當地大氣穩(wěn)定度的期望，作為模型求解中的大氣穩(wěn)定度。結合表1中M.E.Smith高架源擴散參數，計算得擴散參數分別為：

1.3.4 擴散源有效高度的計算

排煙口幾何高度 He=80m，結合已知條件，計算得煙氣抬升高度ΔH =121.846m，擴散源有效高度 H=He+ΔH=80+ 121.846=201.846m 。

垃圾焚燒廠污染物擴散模型如下：（1）下風向地面污染物濃度：

（2）下風向軸線方向污染物濃度：

圖1圖2圖3分析污染物濃度分布圖可得，沿風速方向，隨著與垃圾焚燒廠距離的增加，污染物濃度先增大后減小，存在最大落地濃度點，最大濃度為 1.2× 10-3mg/m3，遠低于國家對于無組織排放監(jiān)控的濃度限值標準（表3）。

2 “層次分析法”建模及城市發(fā)展對垃圾焚燒廠的依賴系數的計算

2.1 居民對垃圾焚燒廠接受度的調查與分析

居民接受度受學歷、年齡、性別、對專家信任度、可接受垃圾焚燒廠的距離等指標的影響。選取及分類規(guī)則：

首先，居民對垃圾焚燒廠接受度是綜合評測不同區(qū)域，不同人群對垃圾焚燒技術的接受程度，因此它必須具有解釋和評價功能，且錄用的指標應具科學性、可行性與可比性；其次，在選擇指標類型上使指標的選擇具有統(tǒng)一性，使其最終結果具有可比性。

根據指標內問題的取值情況分別賦值，對問卷中的項目，分別賦值：分數皆為1～5，其最大效用損失分數為20。見表4所示。

2.2 影響因子無量綱化處理

垃圾焚燒廠的依賴度是主觀體驗，它與其它指標的結合分析無疑具有重要意義。垃圾焚燒廠的依賴系數測定結果表現為一定的分值，而構成指標各有不同的量綱。評價指標由于度量不同，不能直接綜合在一起得到總的評價指標，必須經過無量綱化處理。

表5 垃圾產生量

在此，引入效用損失百分比這一概念，對影響因子進行無量綱化處理。效用損失百分比計算方法如下：

某測量對象在某項指標上功能損失的分數總和為 T'，最大效用損失分數為 T，則該對象在該指標上的得分為：

計算影響因子的效用損失百分比：垃圾產生量：選取地理位置，發(fā)展程度不同的五個城市進行對比，結果見表5：

計算得，效用損失百分比為0.7098。

（1）采用專家打分法得，填埋垃圾廠占地面積和人口密度效用損失百分比分別為0.2132、0.5379。（2）居民對垃圾焚燒廠接受度的最大效用損失百分比為S=（9.5/20）X100%=47.5%。（3）垃圾焚燒廠發(fā)電：垃圾焚燒廠年發(fā)電量為 4.2億kw· h，北京市居民年總用電量為1066759萬kw· h。垃圾焚燒發(fā)電的效用損失百分比為：垃圾焚燒廠年發(fā)電量/居民年總用電量=0.0394。（4）填埋對環(huán)境的污染：環(huán)境污染分為四類：空氣、水質、噪聲、土壤污染。認為四種污染對環(huán)境影響程度等級相同，賦予其相同的污染率。根據垃圾填埋對環(huán)境污染程度，污染系數如下：空氣污染25%*0.3；水質污染25%*0.9；噪聲污染25%*0；土壤污染25%*0.8，計算得：效用損失百分比0.5。

2.3 指標的合成處理

本文對無量綱化后的指標采用加法合成，通過加法計算得到總的評價指標。

式中xi為第i個指標，wi為第 i個指標的權重， k為指標數。根據效用損失百分數，經線性加權后代表依賴系數各構成部分的得分，將平均得分分別乘各個分層的權重，得到總體依賴系數的值。依賴系數的得分在0與1之間，分值越高，依賴度越高。

依賴系數計算如下：

［1］GB/T 3840-1991. 制定地方大氣污染物排放標準的技術方法［S］. 1991.

［2］國家環(huán)保局.中國環(huán)境科學院.城市大氣污染總量控制方法手冊［M］.北京中國環(huán)境科學出版社，1991.

［3］HJ2.2—2008.環(huán)境影響評價技術導則大氣環(huán)境［S］.

［4］HJ616-2011.建設項目環(huán)境影響技術評估導則［S］.

［5］中國氣象科學數據共享服務網［DB］.http：//www.escience.gov.cn/ metdata/page/index.html［DB］2015.3.10.