环境卫生工程 ›› 2026, Vol. 34 ›› Issue (2): 49-54.doi: 10.19841/j.cnki.hjwsgc.2026.02.007

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基于EMD-LSTM的固废处置基地硫化氢预测研究

杨 虹,陈 亘,聂剑文   

  1. 1. 上海建科环境技术有限公司;2.上海老港固废综合开发有限公司
  • 出版日期:2026-04-28 发布日期:2026-04-28

Prediction of Hydrogen Sulfide at a Solid Waste Treatment Facility Using an EMD-LSTM Model

YANG Hong,CHEN Gen,NIE Jianwen   

  1. 1. Shanghai Jianke Environmental Technology Co. Ltd.;2. Shanghai Laogang Solid Waste Comprehensive Development Co. Ltd.
  • Online:2026-04-28 Published:2026-04-28

摘要: 硫化氢(H2S)是固废处置基地的关键恶臭污染物之一,易引发恶臭扰民与环保投诉,H2S的精准预测是恶臭污染风险防控的重要组成部分。本研究对上海市某固废基地3个站点2018—2021年的H2S浓度逐时在线监测数据进行了分析,同时针对基地H2S浓度预测提出了一种融合经验模态分解与长短期记忆网络的混合模型(EMD-LSTM)。分析表明,3个站点平均气温相近但风速差异明显,H2S浓度均波动较大,南边界站因邻近生活垃圾填埋作业区H2S浓度显著高于其他站点。研究中以风速、风向、温度、湿度、气压及氨浓度作为输入特征,利用EMD-LSTM模型实现了对H2S浓度的精准预测。预测结果表明,该模型在未来1 h的浓度预测中表现良好,在3个边界站点平均绝对误差MAE(1.71~13.13 μg/m3)与决定系数R2(0.74~0.84)均达到可接受水平,其中在排放相对稳定的北边界站性能最优(MAE = 1.71 μg/m3)。 该结果验证了模型的有效性和泛化能力,可为固废处置基地的恶臭污染精准预警与应急管理决策提供技术支持。

关键词: 深度学习, 硫化氢, 经验模态分解, 长短期记忆网络, 预测

Abstract: Hydrogen sulfide (H2S) is a key odorous pollutant in solid waste treatment facilities, often leading to odor nuisance and environmental complaints. Therefore, accurate prediction of H2S is essential for odor pollution risk prevention and control. Based on hourly monitoring data of H2S concentrations collected from three stations at a solid waste treatment site in Shanghai from 2018 to 2021, this study proposed a hybrid model combining Empirical Mode Decomposition (EMD) and Long Short-Term Memory (LSTM) networks, namely the EMD-LSTM model, for predicting H2S concentrations at the base. The analysis showed that while the average temperatures at the three sites were similar, wind speeds differed significantly. H2S concentrations fluctuated considerably across all sites, with the southern boundary site, adjacent to the municipal solid waste landfill operation area, exhibiting significantly higher H2S concentrations than the other sites. Using wind speed, wind direction, temperature, humidity, air pressure, and ammonia concentration as input features, the EMD-LSTM model achieved accurate prediction of H2S concentrations. The prediction results demonstrated that the model performed well in forecasting concentrations for the next hour, with acceptable levels of mean absolute error (MAE: 1.71-13.13 μg/m3) and coefficient of determination (R2: 0.74-0.84) across the three boundary sites. The model performed best at the northern boundary site, where emissions were relatively stable (MAE: 1.71 μg/m3). The results verify the effectiveness and generalization capability of the model, providing technical support for precise early warning of odor pollution and emergency management decision-making at solid waste disposal bases.

Key words: deep learning, hydrogen sulfide, empirical mode decomposition, long short-term memory network, prediction

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