淺談垃圾焚燒廠對城市發展的影響

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，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境的影響及城市發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展的貢獻如何？為此，研究城市發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控

1.1 模型假設

（1）源強連續均勻穩定，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，遵守理想氣體狀態方程。（4）全部高度風速均勻穩定。

1.2 監測模型建立

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。考慮氣體排出時狀態參數及擴散機理，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，以我國各區域各穩定度年頻率百分比作為垃圾焚燒廠周圍的大氣穩定度數據。

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的大氣穩定度

表3 大氣污染物無組織排放監控的濃度限值標準

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中年平均大氣穩定度，根據其出現的頻率求當地大氣穩定度的期望，作為模型求解中的大氣穩定度。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控的濃度限值標準（表3）。

2 “層次分析法”建模及城市發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。選取及分類規則：

首先，居民對垃圾焚燒廠接受度是綜合評測不同區域，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）垃圾焚燒廠發電：垃圾焚燒廠年發電量為 4.2億kw· h，北京市居民年總用電量為1066759萬kw· h。垃圾焚燒發電的效用損失百分比為：垃圾焚燒廠年發電量/居民年總用電量=0.0394。（4）填埋對環境的污染：環境污染分為四類：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］國家環保局.中國環境科學院.城市大氣污染總量控制方法手冊［M］.北京中國環境科學出版社，1991.

［3］HJ2.2—2008.環境影響評價技術導則大氣環境［S］.

［4］HJ616-2011.建設項目環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.