王珂珂 吳鑫瑩

【摘 要】中國已成為世界上最大的城市固體垃圾產(chǎn)出國。作為中國的首善之區(qū)，特大城市北京每天產(chǎn)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(jìn)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(shù)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(jìn)的垃圾處理技術(shù)對城市發(fā)展的貢獻(xiàn)如何？為此，研究城市發(fā)展對垃圾焚燒技術(shù)的依賴程度，將這一抽象概念量化為可度量的系數(shù)，即依賴系數(shù)。結(jié)合多項因素，利用AHP法確定各因素權(quán)重，確定總評價指標(biāo)，對垃圾焚燒技術(shù)進(jìn)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(jìn)行無量綱化處理，計算出城市對垃圾焚燒廠的依賴系數(shù)。

【關(guān)鍵詞】高斯煙羽 層次分析法 依賴系數(shù)

1基于高斯擴(kuò)散模型的垃圾焚燒廠排污氣體監(jiān)控

1.1模型假設(shè)

（1）源強(qiáng)連續(xù)均勻穩(wěn)定，初始時刻云團(tuán)內(nèi)部的濃度、溫度呈均勻分布。（2）擴(kuò)散過程中不考慮云團(tuán)內(nèi)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(fēng)速均勻穩(wěn)定。

1.2監(jiān)測模型建立

選擇高斯擴(kuò)散模型作為擴(kuò)散模型的基礎(chǔ)，針對垃圾焚燒廠周圍實(shí)際的大氣，地形等情況，對模型進(jìn)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(guān)資料，得到750噸/天的焚燒爐排放數(shù)據(jù)，： ， 以及煙塵排放數(shù)據(jù)?？紤]氣體排出時狀態(tài)參數(shù)及擴(kuò)散機(jī)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(qiáng) 的計算

魯家山垃圾焚燒廠日處理垃圾 （四臺日處理能力 的焚燒爐，排煙口高度 ， 運(yùn)轉(zhuǎn)）。如表1所示。

每日處理

1.3.2平均風(fēng)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(shù)據(jù)為例，計算得：

1.3.3大氣穩(wěn)定度及擴(kuò)散參數(shù) 、 的計算

對于垃圾焚燒廠周圍的大氣穩(wěn)定度，實(shí)際計算需要大量當(dāng)?shù)貧庀笳镜膶?shí)際數(shù)據(jù)，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(shù)據(jù)。

為反映垃圾焚燒廠周圍污染物擴(kuò)散狀況，對于表2中年平均大氣穩(wěn)定度，根據(jù)其出現(xiàn)的頻率求當(dāng)?shù)卮髿夥€(wěn)定度的期望，作為模型求解中的大氣穩(wěn)定度。結(jié)合表1中M.E.Smith高架源擴(kuò)散參數(shù)，計算得擴(kuò)散參數(shù)分別為：

1.3.4擴(kuò)散源有效高度的計算

排煙口幾何高度 ，結(jié)合已知條件，計算得煙氣抬升高度 ，

擴(kuò)散源有效高度 。

垃圾焚燒廠污染物擴(kuò)散模型如下：

（1）下風(fēng)向地面污染物濃度：

（2）下風(fēng)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(fēng)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(diǎn)，最大濃度為 ，遠(yuǎn)低于國家對于無組織排放監(jiān)控的濃度限值標(biāo)準(zhǔn)。

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(shù)的計算

2.1居民對垃圾焚燒廠接受度的調(diào)查與分析

居民接受度受學(xué)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(biāo)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(shù)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(biāo)應(yīng)具科學(xué)性、可行性與可比性；其次，在選擇指標(biāo)類型上使指標(biāo)的選擇具有統(tǒng)一性，使其最終結(jié)果具有可比性。

根據(jù)指標(biāo)內(nèi)問題的取值情況分別賦值，對問卷中的項目，分別賦值：分?jǐn)?shù)皆為1～5，其最大效用損失分?jǐn)?shù)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(biāo)的結(jié)合分析無疑具有重要意義。垃圾焚燒廠的依賴系數(shù)測定結(jié)果表現(xiàn)為一定的分值，而構(gòu)成指標(biāo)各有不同的量綱。評價指標(biāo)由于度量不同，不能直接綜合在一起得到總的評價指標(biāo)，必須經(jīng)過無量綱化處理。

在此，引入效用損失百分比這一概念，對影響因子進(jìn)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(biāo)上功能損失的分?jǐn)?shù)總和為 ，最大效用損失分?jǐn)?shù)為 ，則該對象在該指標(biāo)上的得分為：

計算影響因子的效用損失百分比：垃圾產(chǎn)生量：選取地理位置，發(fā)展程度不同的五個城市進(jìn)行對比，結(jié)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 ，北京市居民年總用電量為 。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(zhì)、噪聲、土壤污染。認(rèn)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(jù)垃圾填埋對環(huán)境污染程度，污染系數(shù)如下：空氣污染 25%*0.3；水質(zhì)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(biāo)的合成處理

本文對無量綱化后的指標(biāo)采用加法合成，通過加法計算得到總的評價指標(biāo)。

公式：

式中 為第 個指標(biāo)， 為第 個指標(biāo)的權(quán)重， 為指標(biāo)數(shù)。根據(jù)效用損失百分?jǐn)?shù)，經(jīng)線性加權(quán)后代表依賴系數(shù)各構(gòu)成部分的得分，將平均得分分別乘各個分層的權(quán)重，得到總體依賴系數(shù)的值。依賴系數(shù)的得分在0與1之間，分值越高，依賴度越高。

依賴系數(shù)計算如下：

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