城市的垃圾焚烧厂的选址1

城市的垃圾焚烧厂的选址

垃圾发电现状

随着城市人口数量的增加和城市化趋势的发展，城市垃圾处理问题已成为一个重大环保课题。以前，各国普遍采用卫生填埋和堆肥的垃圾处理方式，占用大量的土地，并且污染环境，世界各国都积极探索垃圾处理的新途径。垃圾焚烧发电是一项新能源技术，它体现了垃圾处理的无害化、资源化和减量化原则。垃圾焚烧发电厂投资建设涉及到选址、设计、发电、尾气处理、项目再开发、资金运作等环节，而合理选址是垃圾有效处理和能源利用的关键环节。垃圾焚烧发电厂选址既考虑大量的定量因素，又考虑大量的非定量因素，对诸多选址影响因素采用优化方法以得到科学合理的结果，利用多阶段决策模型，量化、清晰的数学演绎改进繁杂的决策过程，使问题解决变得简单、科学、有效。

风向、风速：污染物危害的程度和受污染的时间及浓度有关，确定工厂和居民区的相对位置时要考虑风向、风速两个因素。【污染系数= 该风向的平均风速/风向频率】某风向污染系数小，表示该风向吹来的风所造成的污染小，因此污染源可布置在污染系数最小风向的上侧。地形：不宜建厂的几种情况。

①谷较深，山谷走向与盛行风向交角为45～135。

②囱有效高度不可能超过下坡风厚度和背风坡湍流区高度的地方；

③地四周山坡上有居民区及农田，烟囱有效高度不能超过山的高度时； ④山围绕的深谷地；

⑤流虽能越过山头，仍会在背风面造成污染时； ⑥陆风较稳定的大型水域与山地交界的背山地段。 我们主要研究它的风向、风速以及污染系数。

应用层次分析法建立模型入下：

城市生活垃圾焚烧发电厂厂址的选择主要涉及到环境因素、经济因素、社会因素和法规因素等4个决策因素。而这四个因素细分又分为15个子因素，分别是：水污染，土地污染，大气污染，固体废弃物污染；运输成本，土地价格、建设费用，垃圾发电运营费用，垃圾数量、质量，垃圾处理补给费用，上网电价；对周边居民的影响，对生态景观的影响，供水供电通讯情况；法律、法规，政策、规划。

初步定好三个方案，通过分析拟选地址的决策因素之间的权重关系来选出最优方案。先由专家对这15个因素进行评价，依据专家的意见和数据资料平衡分析得出各个子决策因素的得分值，再进一步确定各决策因素的重要性及其权重。通过对上一层次某因素与本层次相关因素之间相对重要性的比较和层次结构示意图，可以构成判断矩阵。

研究方法的实现

层次结构示意图

判断矩阵 F——对于目标层F而言，垃圾处理资源化为考虑的主要目标

根据专家意见和资料实际分析，以及资源化特征，国家政策优惠等原因，各决策因素比较结果见表2。

⎛a11 a21 即：

A= a31 ⎝a41

a12a22a32a42

a13a23a33a43

a14⎫⎛11/53⎪a24⎪ 517 =

a34⎪ 1/51/71⎪

a44⎭⎝1/51/91/25⎫⎪9⎪ 2⎪⎪1⎭

用层次分析法计算中的方根法求评价因素权重向量近似值，用aij(i,j=1,2,3,4)代表相应距阵项，n(n=4)代表距阵阶数。

ωi'='=4.2129, ω1'=1.1316,ω2

'=0.5555,ω4'=0.3467.ω3

将评价因素权重向量近似值ω'作归一化处理，求评价因素权重向量ωi。

ωi=ωi'/∑ωi'

∑ω'

i

'+ω3'+ω4'=6.4311,=ω1'+ω2

ω1=0.2046,ω2=0.6551,ω3=0.0864,ω4=0.0539.

用一致性指标CI度量评价因素权重有无逻辑混乱，CI=(λmax-n)／(n-1)

环境因素判断距阵的确立

判断矩阵S1-I(相对于环境因素而言，各子决策因素之间的相对重要性比较)见表3。

ω1(B1)=0.4337;ω2(B1)=0.0577;ω3(B1)=0.3595;ω4(B1)=0.1491同理，

λmax=4.2026

CI=0.0675

经济因素判断距阵的确立

判断矩阵S2-I(相对于经济因素而言，各子决策因素之间的相对重要性比较)见表4。

同理，

ω5(B2)=0.3722;ω6(B2)=0.0290;ω7(B2)=0.0421;ω8(B2)=0.0826;ω9(B2)=0.2370;ω10(B2)=0.2370λmax=6.16535

CI=0.03307

所以评价因素矩阵无逻辑混乱。

社会因素判断距阵的确立

判断矩阵S3-I(相对于社会因素而言，各子决策因素之间的相对重要性比较)见表5 表5

ω11(B3)=0.5396;ω12(B3)=0.2970;ω13(B3)=0.1634;同理，λmax=3.0092，所以评价因素矩阵无逻辑混乱。

CI=0.0046

法规因素判断距阵的确立

)见表6

ω14(B4)=ω15(B4)=0.5同理，λmax=2，所以评价因素矩阵无逻辑混乱。

CI=0

一致性检验

一性检验就是判断矩阵A求出的权系数是否合理的过程。A具有完全一致性时，就有

λmax=n，除λmax之外，其余特征均为0。当判断矩阵具有满意的一致性时，它的最大特征

根稍大于矩阵阶数n，其余特征根接近0，这样基于层次分析法得出的结论才是基本合理的.检验过程如下：

将求得的各判断矩阵的

λmax值代到CI=(λmax-n)/(n-1)中,得出一致性检验指标CI

的数值，根据平均随机一致性指标RI数值表查出RI的值，最后用CR=C1／RI得出相对一致性指标CR的数值。当CR

分别对

A,B1,B2,B3,B4,矩阵进行一致性检验。显然，S-I矩阵满足一致性检验。

C=I

0.，由表6查出，RI=0.90，

对于F-S矩阵，

(CR)A=CI/RI=0.0401/0.90=0.0446

同理，对于S1-I矩阵，矩阵，

(CR)1=0.075

一

(CR)3=0.0079

选址实例分析

实例

某市打算建设一个垃圾焚烧发电厂，根据项目要求初步确定3个基本符合要求的用地方案如下：

方案I(记作P1)：用地距离小城市A中心15公里，距离大城市B中心25公里，交通比较便利。主要占用山坡荒地，项目区荒地占70％。土地价格偏低，建设难度相对较大，建设费用总价较高。

方案II(记作P2)：用地距离小城市A中心25公里，距离大城市B中心15公里，交通便利。占用一部分耕地，项目区耕地占50％。平地，土地价格偏高，但是水电通讯设施方便，建设难度相对最小，建设费用总价较低。

方案III(记作P3 )：用地距离小城市A中心3O公里，距离大城市B中心1O公里，交通十分便利，地理位置优越。占用大部分良田，项目区耕地占90％。土地价格偏高，建设费用总价偏高。环境污染和对居民的影响都比P1，P2的影响较大。

指标评价因素对方案的影响分析

经过对3个项目区的实地调查，及从有关部门取得了涉及项目用地的其它图件、资料．对所获各种资料和图件进行综合分析，最终确定出影响项目用地选择的因素．对各方案的制约因素进行重要性比较，构成对比较矩阵，计算结果见表10。

2 1/2 1 0.2857 1 1 1 0.3333

I8-Pm

1 1 1 0.3333 3 0 0

1 1 1 0.3333 1 1 1 0.3333

I9-Pm

1 1 1 0.3333 3 0 0

1 1 1 0.3333 1 1 1 0.3333

I10-Pm

1 1 1 0.3333 3 0 0

1 1 1 0.3333 1 1 4 0.4444

I11-Pm

1 1 4 0.4444 3 0 0

1/4 1/4 1 0.1111 1 1 2 0.4 I12-Pm

1 1 2 0.4 3 0 0

1/2 1/2 1 0.2 1 1/5 1/2 0.1220

I13-Pm

5 1 3 0.6483

3.00

0.0018 0.0031

2 1/3 1 0.2297 36

1 1 3 0.4286

I14-Pm

1 1 3 0.4286 3 0 0

1/3 1/3 1 0.1428 1 1/2 3 0.3090

I15-Pm

2 1 5 0.5815

3.00

0.0018 0.0032

1/3 1/5 1 0.1095

37

方案组合权向量结果及一致性检验

组合权向量由I的各因素对目标层F的权向量

ωF-1和各方案对每一个因素的权向量

ωIi

-Pm

(i=1,2,...,15;m=1,2,)3

的组合，所得方案Pm对目标的权向量称为组合权向量，记作

ωF-P

m

（m=1,2,3）,其计算公式为：

ωF-Pm

=ωIi

-Pm

·ωF-I，其中

ωIi

-P

m

是表10中

ωIi

-P

m

的列向量，于是：

ωF-P

m

=（0.2771 0,4342 0.2812）

又有：

CRF-P=CRF-I+(CIF-P)/(RIF-P)

计算得：CRF-P=0.0397

则有：

CRF-1=0.2771，CRF-2=0.4342，CRF-3=0.2812

显然：3个供选取方案的优先顺序为：P2>P3>P1。方案2充分体现了垃圾处理资源化政策，节约了资源，坚持了可持续发展，充分利用了现有交通，减少了运输成本，生态效益明显，使污染大大降低，对居民影响较小，利于发展建设，且投资费用较低。所以，P2为三个方案中的最优选择。

（图四）

根据表格所计算的污染系数及相对污染系数和根据跟风向污染系数所画的污染系数玫瑰图，C（x，y，o，H）=(q /∏ .u.xy .xz .)exp(-y2/2xy)exp(-H2/2xz) 初步选定C点为厂址地点。