2014垃圾焚烧厂

垃圾焚烧厂的经济补偿问题摘要“垃圾围城”的问题已经成为全国超过三分之二城市的困扰问题。

而实施垃圾焚烧处理囤积问题的方法刻不容缓。

但是垃圾焚烧厂的带来的污染仍然受到了刚大民众的漠视和反感。

本文针对垃圾焚烧厂问题拟定一套公平的，合适的经济补偿制度以平息民众对污染的不满。

对于问题一，首先分析垃圾焚烧厂的选址和结构，通过Google地图对焚烧厂周边各处的地形结构和居民住宅区进行分析，得知焚烧厂的污染排放不受地形和建筑物的影响的结论，则针对问题一本文拟建立高斯烟羽模型。

通过Excel 建立风向频数雷达图分析焚烧厂周边的风向和风速状况，利用Pasquill的分类方法以及大气的稳定度计算公式得出大气的扩散系数，除此以外通过MATLAB对数据的整合分析强源的污染释放速率。

综合分析各种影响污染扩散的因素结合高斯公式得到大气污染排放对地面的影响状况。

根据地面各处的污染程度的不同为依据，本文分别从环境损失、健康损害、心理影响、农业损害、不动产贬值、发展受阻等六个方面对居民的损失进行补偿。

采用综合成本法与高斯烟羽模型相结合的方法，建立补偿资金缴纳总额公式，通过MATLAB得出焚烧厂周边较为公平合理的经济补偿制度。

对于问题二，先利用题目附件2中所给3月烟气日报表，统计设备故障的概率。

考虑设备故障概率后，采用T-S模糊故障分析法对相应的风向上进行相应的修正。

根据即时的源释放速度，来重新计算浓度关系。

再根据所得新的浓度，对第一问的模型作调整。

利用调整所得的模型得到考虑设备故障概率后的经济补偿制度。

关键词：垃圾焚烧污染气体浓度高斯烟羽模型 T-S模糊故障分析法经济补偿1.1背景“垃圾围城”是世界性难题，在今天的中国显得尤为突出。

数据显示，目前全国三分之二以上的城市面临“垃圾围城”问题，垃圾堆放累计侵占土地75万亩。

因此，垃圾焚烧正逐步成为中国垃圾处理的主要手段之一。

然而，由于政府监管不力、投资者目光短浅等多方面的原因，致使前些年各地建设的垃圾焚烧电厂在运营中出现了环境污染问题，给垃圾焚烧技术在我国的推广造成了很大阻力，许多城市的新建垃圾焚烧厂选址都出现因居民反对而难以落地的局面。

事实上垃圾焚烧厂对环境的污染风险与建设投资规模、运行监管力度有直接关系。

对于不同城市来说，究竟该把大型焚烧厂的建设规模控制在什么水平，这是一个值得研究的课题。

在垃圾焚烧厂运行监管方面，目前主要是在垃圾焚烧厂内进行测量监控，缺少从周边环境视角出发的外围动态监控，因而难以形成为民众所信服的全方位垃圾焚烧厂环境监控体系。

1.2问题深圳市某地点计划建立一个中型的垃圾焚烧厂，计划处理垃圾量1950吨/天（设置三台可处理垃圾650吨/天的焚烧炉，排烟口高度80米，每天24小时运转）。

从构建环境动态监控体系、并根据潜在污染风险对周围居民进行合理经济补偿的需求出发，有关部门希望能综合考虑垃圾焚烧厂对周围带来环境污染以及其他危害的多种因素（例如，焚烧炉的污染物排放量、居住点离开垃圾焚烧厂的距离、风力和风向及降雨等气象条件、地形地貌以及建筑物的遮挡程度等等），在进行科学定量分析的基础上，确立一套可行的垃圾焚烧厂环境影响动态监控评估方法，并针对潜在环境风险制定出合理的经济补偿方案。

请你在收集相关资料的基础上考虑以下问题：(1) 假定焚烧炉的排放符合国家新的污染物排放标准（参见附件1），根据垃圾焚烧厂周边环境设计一种环境指标监测方法，实现对垃圾焚烧厂烟气排放及相关环境影响状况的动态监控。

以你设计的环境动态监控体系实际监控结果为依据，设计合理的周围居民风险承担经济补偿方案。

(2) 由于各种因素焚烧炉的除尘装置（如袋式除尘器）损坏或出现其他故障导致污染物的排放增加，致使相关各项指标将严重超标（如：烟尘浓度、二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳、二恶英类及重金属等排放超标，附件2给出了一台可处理垃圾350吨/天的焚烧炉正常运作时的在线排放监测记录）。

请在考虑故障发生概率的情况下修正你设计的监测方法和补偿方案。

2.1基于问题一的分析经济补偿制度的建立需要通过对研究地区的各个环境监测点进行综合的评估，再结合各个监测点检测的污染程度情况对各个地区进行合理的补偿从而达到公平合理的局面。

因此，建立经济补偿制度的问题与研究各地区受污染程度问题息息相关。

假设垃圾焚烧厂的排放符合国家排放量标准，那么影响该地区的不同污染程度往往是综合风力和风向及降雨等气象条件、地形地貌以及建筑物的遮挡程度等等条件决定的。

由题设中排气筒的垂直高度，综合污染源附近各处等高线可知，以污染源为中心5000米以内各处地形不高于排气孔，即污染物的扩散不受地形和建筑的影响。

那么研究大气中污染物的扩散问题成为问题一的核心。

综合附件2的数据和查找的资料，本文拟定采用高斯烟羽模型对大气中的污染物扩散程度进行探究。

根据地面各处的污染程度的不同为依据，本文分别从环境损失、健康损害、心理影响、农业损害、不动产贬值、发展受阻等六个方面对居民的损失进行补偿。

采用综合成本法与高斯烟羽模型相结合的方法，建立补偿资金缴纳总额公式，通过MATLAB得出焚烧厂周边较为公平合理的经济补偿制度。

2.2基于问题二的分析在之前我们提出的环境监测方案和补偿方法，我们都是在理想条件下提出的方案和方法，但是在现实处理过程中，难免会有一些意外情况的出现，比如焚烧炉的除尘装置（如袋式除尘器）损坏或者出现其他故障导致污染物的排放增加，致使相关各项指标将严重超标的情况，这些因素虽然不太可能会发生，但是还有有一定的概率会发生，所以我们在解决这个问题的时候就要考虑到这些特殊情况发生的概率，对我们原先建立的环境实时监测方案和居民承担风险经济补偿方案进行修改和重建。

我们还将考虑众多的其他因素，比如居民对于可能发生的这些故障而导致的污染的态度以及这些污染物对居民身体健康的影响程度，所以我们拟在原来提出的环境实时监测方案上进行一些修改，比如增加检测点，缩短检测间隔时间等等方法来尽快发现故障发生时间，从而在最短时间内将事态控制在可接受范围内。

其次我们拟在原来提出的居民承担风险经济补偿方案上进行一些修改，比如增加故障发生概率指数，故障发生结果指数等等，最大化考虑到所有非理想状态，完善补偿机制。

三 模型假设（1） 题目给出的各组数据真实可信，不考虑人为因素，具有监测意义；（2） 基于垃圾焚烧产生的主要污染物为颗粒物、2SO 、x NO ，所以此处不考虑其他污染物排放；（3） 影响大气环流的各项因素不会出现非预期的剧烈变化，不考虑污染物浓度骤变的情况；（4） 污染物扩散过程中不考虑云团内部温度的变化，忽略热传递、热对流及热辐射，污染气体不发生沉降、分解，不发生任何化学反应等，不考虑降雨天气的影响；（5） 污染气体是理想气体，遵守理想气体状态方程；（6） 取x 轴为平均风速方向，整个扩散过程风速大小、方向均保持不变，不随地点、时间变化而变化；（7） 地面对污染气体起全反射作用，不发生吸收或吸附作用。

四 符号说明五模型建立5.1 对地形、风向、风力的分析处理综合考虑气象条件、地理因素等客观因素，是定制一份合理赔偿方案的基础。

气象条件包括风力、风向降雨等。

地理因素则包括居民区相对于垃圾焚烧厂的方位、居民区离垃圾焚烧厂的距离、地形外貌、建筑物的遮挡程度等。

我们先对这几个因素进行分析。

(1) 风向、风力通常风速越大越有利于空气中污染物质的稀释扩散。

而长时间的微风或静风则会抑制污染物质的扩散，使近地面层的污染物质成倍地增加。

当人口聚集区处于垃圾焚烧厂烟气排放下风方向时出现较的污染尤为严重。

根据题目所给附件4，统计分析所给内容数据，描绘出关于全年风向风力累计雷达图以及全年风向频数雷达图（图1）如下：图1 全年风向风力累计雷达图以及全年风向频数雷达图由雷达图我们可以看出，该地常年盛行西风与西南风。

可见，位于该垃圾焚烧厂东面以及东北面的居民受到的影响较大。

并且，应于其下风口各布置一个监测点。

(2)地理因素根据高斯模型，从垃圾焚烧厂排放出来的污染气体，经过风向风速和温度、降雨等气象条件，沉降，消解等，污染物浓度降低，有效影响范围是2500m左右。

由题目所给经纬度，该垃圾焚烧厂地点为Google地图经纬度22.686033，114.097586。

使用Google Earth找到该垃圾焚烧厂具体位置，并利用标尺，以该焚烧厂为中心，画出主要影响区域，同时标明受影响的主要居民区域如下：图2 主要受影响居民区综合上述分析，我们大致可以把主要受影响的区域划分为三个部分，分别记为A区、B区、C区。

以区域内居民受污染程度为依据，赔偿方案对区域内居民合理赔偿。

对于垃圾焚烧厂周围的地形相对平坦，并且没有较高的楼群，故把主要研究区域都默认为平面。

在此忽略地形地貌以及建筑物的遮挡程度对污染物传播的影响。

（3）扩散系数大气中的扩散系数 的大小与大气湍流结构、离地高度、地面粗糙度、污染扩散持续时间、监测时间间隔、风速以及离开污染源的距离等因素有关。

大气的湍流结构和风速在大气稳定度中考虑。

大气稳定度由10米高度以上的风速、白天的太阳辐射或夜间的运量等参数决定。

按照Pasquill的分类方法，随着气象条件稳定性的增加，大气稳定度可以分为A、B、C、D、E、F六类。

其中A、B、C三类表示气象条件不稳定，E、F两类表示气象条件稳定，D类表示中性气象条件，也就是说气象条件的稳定性在稳定与不稳定之间。

A、B、C三种类型的稳定度中，A类表示气象条件极其不稳定， B 类表示气象条件中等程度不稳定，C类表示气象条件弱不稳定。

E和F两种类型的稳定度中，E类表示气象条件弱稳定，F类表示气象条件中等程度稳定。

一般来说，随着大气稳定度的增加，扩散系数会相应的减少，根据相关的资料和调查得污染物扩散系数与大气稳定度类型和下风向的关系如下表：表一 扩散系数的计算方法大气稳定度 y σz σ A ()5.00001.0122.0x x + x 2.0 B ()0001.0116.0x x + x 12.0 C ()5.00001.0111.0x x + ()5.00002.0108.0x x + D ()5.00001.0108.0x x + ()5.00015.0106.0x x + E ()5.00001.0106.0x x + ()5.00003.0103.0x x + F()5.00001.0104.0x x + ()5.00003.01016.0x x + 通过对深圳市气象局关于10米高度以上的风速、白天的太阳辐射或夜间的云量等参数进行分析可以估计该区域的大气稳定度大致属于D 等级，这样即可算出该地区污染物扩散系数σ。

同时，根据对附件二中颗粒物、2SO 和x NO 一个月内平均排放量数据进行处理的结果进行分析，算出焚烧厂污染物排放速率即源释放速率Q 。