浅谈垃圾焚烧厂对城市发展的影响

王珂珂 吴鑫莹

（华北电力大学，北京 102206）

浅谈垃圾焚烧厂对城市发展的影响

王珂珂 吴鑫莹

（华北电力大学，北京 102206）

中国已成为世界上最大的城市固体垃圾产出国。作为中国的首善之区，特大城市北京每天产生生活垃圾1.84万吨，且每年以8%的速度增长，必须引入先进的废物处理方法。本文主要研究垃圾焚烧厂对周边环境的影响及城市发展对垃圾焚烧技术的依赖程度。城市正遭遇垃圾围城之痛，居民仍抵触垃圾焚烧。那么，先进的垃圾处理技术对城市发展的贡献如何？为此，研究城市发展对垃圾焚烧技术的依赖程度，将这一抽象概念量化为可度量的系数，即依赖系数。结合多项因素，利用AHP法确定各因素权重，确定总评价指标，对垃圾焚烧技术进行综合评价。引入效用损失百分比这一概念，对各个影响因子进行无量纲化处理，计算出城市对垃圾焚烧厂的依赖系数。

高斯烟羽 层次分析法 依赖系数

1 基于高斯扩散模型的垃圾焚烧厂排污气体监控

1.1 模型假设

（1）源强连续均匀稳定，初始时刻云团内部的浓度、温度呈均匀分布。（2）扩散过程中不考虑云团内部温度的变化。（3）泄漏气体是理想气体，遵守理想气体状态方程。（4）全部高度风速均匀稳定。

1.2 监测模型建立

选择高斯扩散模型作为扩散模型的基础，针对垃圾焚烧厂周围实际的大气，地形等情况，对模型进行修正，最终利用修正后的模型计算分析。

1.3 模型计算

查阅相关资料，得到750吨/天的焚烧炉排放数据，： SO2， NxO以及烟尘排放数据。考虑气体排出时状态参数及扩散机理，在以下模型的计算与分析中，将其作为整体来完成模型的分析和求解。

1.3.1 垃圾焚烧厂排烟口源强 Q的计算

鲁家山垃圾焚烧厂日处理垃圾 3000t（四台日处理能力 750t的焚烧炉，排烟口高度 80m， 24h运转）。如表1所示。

1.3.2 平均风速的计算

查阅鲁家山垃圾焚烧厂所在门头沟区历史气象资料，以2014年全年数据为例，计算得：u=2.6m/s。

1.3.3 大气稳定度及扩散参数σy、σz的计算

图1 地面污染物浓度分布

对于垃圾焚烧厂周围的大气稳定度，实际计算需要大量当地气象站的实际数据，以我国各区域各稳定度年频率百分比作为垃圾焚烧厂周围的大气稳定度数据。

图2 地面污染物分布浓度等值线

图3 轴线方向污染物浓度分布

表1 污染物排放状况

表2 垃圾焚烧厂所在地区的大气稳定度

表3 大气污染物无组织排放监控的浓度限值标准

表4 居民接受度影响因素分析

为反映垃圾焚烧厂周围污染物扩散状况，对于表2中年平均大气稳定度，根据其出现的频率求当地大气稳定度的期望，作为模型求解中的大气稳定度。结合表1中M.E.Smith高架源扩散参数，计算得扩散参数分别为：

1.3.4 扩散源有效高度的计算

排烟口几何高度 He=80m，结合已知条件，计算得烟气抬升高度ΔH =121.846m，扩散源有效高度 H=He+ΔH=80+ 121.846=201.846m 。

垃圾焚烧厂污染物扩散模型如下：（1）下风向地面污染物浓度：

（2）下风向轴线方向污染物浓度：

图1图2图3分析污染物浓度分布图可得，沿风速方向，随着与垃圾焚烧厂距离的增加，污染物浓度先增大后减小，存在最大落地浓度点，最大浓度为 1.2× 10-3mg/m3，远低于国家对于无组织排放监控的浓度限值标准（表3）。

2 “层次分析法”建模及城市发展对垃圾焚烧厂的依赖系数的计算

2.1 居民对垃圾焚烧厂接受度的调查与分析

居民接受度受学历、年龄、性别、对专家信任度、可接受垃圾焚烧厂的距离等指标的影响。选取及分类规则：

首先，居民对垃圾焚烧厂接受度是综合评测不同区域，不同人群对垃圾焚烧技术的接受程度，因此它必须具有解释和评价功能，且录用的指标应具科学性、可行性与可比性；其次，在选择指标类型上使指标的选择具有统一性，使其最终结果具有可比性。

根据指标内问题的取值情况分别赋值，对问卷中的项目，分别赋值：分数皆为1～5，其最大效用损失分数为20。见表4所示。

2.2 影响因子无量纲化处理

垃圾焚烧厂的依赖度是主观体验，它与其它指标的结合分析无疑具有重要意义。垃圾焚烧厂的依赖系数测定结果表现为一定的分值，而构成指标各有不同的量纲。评价指标由于度量不同，不能直接综合在一起得到总的评价指标，必须经过无量纲化处理。

表5 垃圾产生量

在此，引入效用损失百分比这一概念，对影响因子进行无量纲化处理。效用损失百分比计算方法如下：

某测量对象在某项指标上功能损失的分数总和为 T'，最大效用损失分数为 T，则该对象在该指标上的得分为：

计算影响因子的效用损失百分比：垃圾产生量：选取地理位置，发展程度不同的五个城市进行对比，结果见表5：

计算得，效用损失百分比为0.7098。

（1）采用专家打分法得，填埋垃圾厂占地面积和人口密度效用损失百分比分别为0.2132、0.5379。（2）居民对垃圾焚烧厂接受度的最大效用损失百分比为S=（9.5/20）X100%=47.5%。（3）垃圾焚烧厂发电：垃圾焚烧厂年发电量为 4.2亿kw· h，北京市居民年总用电量为1066759万kw· h。垃圾焚烧发电的效用损失百分比为：垃圾焚烧厂年发电量/居民年总用电量=0.0394。（4）填埋对环境的污染：环境污染分为四类：空气、水质、噪声、土壤污染。认为四种污染对环境影响程度等级相同，赋予其相同的污染率。根据垃圾填埋对环境污染程度，污染系数如下：空气污染25%*0.3；水质污染25%*0.9；噪声污染25%*0；土壤污染25%*0.8，计算得：效用损失百分比0.5。

2.3 指标的合成处理

本文对无量纲化后的指标采用加法合成，通过加法计算得到总的评价指标。

式中xi为第i个指标，wi为第 i个指标的权重， k为指标数。根据效用损失百分数，经线性加权后代表依赖系数各构成部分的得分，将平均得分分别乘各个分层的权重，得到总体依赖系数的值。依赖系数的得分在0与1之间，分值越高，依赖度越高。

依赖系数计算如下：

［1］GB/T 3840-1991. 制定地方大气污染物排放标准的技术方法［S］. 1991.

［2］国家环保局.中国环境科学院.城市大气污染总量控制方法手册［M］.北京中国环境科学出版社，1991.

［3］HJ2.2—2008.环境影响评价技术导则大气环境［S］.

［4］HJ616-2011.建设项目环境影响技术评估导则［S］.

［5］中国气象科学数据共享服务网［DB］.http：//www.escience.gov.cn/ metdata/page/index.html［DB］2015.3.10.