污水处理中的经济性分析_卓明

污水处理中的经济性分析卓明1冯裕钊1陈勇1庞子山2卓吉华3(1后勤工程学院野战供水与环境实验中心,重庆400016;2重庆水务集团,重庆400020;3重庆市环境保护局,重庆400015)摘要对污水处理厂的显性成本和隐性成本进行了分析,说明了影响当前经济性的各种因素,阐述了提高经济性的各种方法,提出运用基于地理信息系统的空间负荷预测方法来确定厂址和规模,运用基于LabView平台的虚拟仪器方法确定工艺,并针对特定的处理工艺采用软测量方法确定污泥的产量。此外,还分析了对污水处理厂产生的主要副产品(如处理净化水、污泥以及甲烷等)的利用和污水处理厂融资方式问题,从未来发展的角度,保证污水处理厂在选址合理、出水水质达标和便于未来改造等前提下,建设和运行、维护费用最省。关键词污水处理显性成本隐性成本经济性辅助分析方法0引言为适应国家环保要求,给人们创造一个良好的生产生活环境,各地不断加大投资力度,纷纷兴建各种规模的污水处理厂[1～3],估计到2010年新增污水处理能力在5000万～6000万m3/d左右,所需建设投资约为2000亿～3000亿元(不包括运行费用),如果对全国县级以上城市的污水进行处理,全国将有超过1000座的城市污水处理厂待建[11]。如此巨大的投资规模和投资数量,引发了人们对污水处理中的经济性进行研究的热潮[4～6,19,33,42],这是因为:对污水处理厂基建的经济性研究可以节约巨大的建设费用;其次,由于污水处理是一个长期的、不间断的工作,污水处理厂运行费用大,如果能够采用有效的控制手段将运行费用节省1%,对全国整个污水处理行业来讲也是个天文数字;由于污水处理工艺和新的控制手段的不断提出,对老厂的技术改造对于节省运行费用意义十分重大。此外,对老厂实施改扩建还是废弃新建,存在经济指标上的博弈。1成本分析1.1显性成本分析经济指标分析涉及总投资、装机功率、处理单位水量投资、运行费用、占地面积等[4]。文献[4]分析认为在投资方面,各种工艺除人工湿地工艺、Biolak工艺和多级A/O工艺采用土工构筑物较小外,其他工艺相差不大;在运行费用方面,工艺机理没有大的差异,运行费用相差不会很大。除人工湿地工艺外,其他工艺运行费用相差无几;在占地面积方面,作者认为这是制约工艺适用范围的关键因素之一,尤其是对于城市用地紧张的特点,占地面积对于城市污水处理工艺的选择至关重要。SBR工艺池深可达到8m,因而占地较少,在近几年被广为采用。工艺对运行费用的影响相对较小,但对造价和占地的影响则不然。污水处理厂的运行费用由人工费、药剂费、能耗费、维护费、污泥废料处置费、管理费、污水出水排放费几项组成[5]。污水处理厂所需能耗由进水泵房的能耗、曝气池能耗、其他能耗(污泥脱水、加热等)组成。对于城市污水处理,运行费用主要在两个方面:一是提升泵房电耗,一般占总能耗费用的20%～30%,主要与出水水位标高,进水管底高程,工艺流程水头损失有关;二是曝气池鼓风机房电耗,一般占总能耗费用的50%～60%,主要与进水水质和出水标准有关[4]。污泥处理部分的建设费用一般为污水处理厂建设总费用的40%～60%,剩余污泥需要进行必要的处置,该费用约占污水处理厂运行费用的40%～50%[7],也有说法认为是60%[8]。人工费主要与特定地区的经济条件和人民生活水平有关,不同的地方标准不一样,占总运行费用的比例也各有差异。管理费和维护费主要取决于处理工程的自动34给水排水Vol.31No.122005DOI:10.13789/j.cnki.wwe1964.2005.12.010化和智能化水平,设备和控制的系统的智能化水平越高,需要的员工就越少,药剂浪费就能控制在一个较小的范围内,同时系统出现故障的概率减小,所需要的维护和检修费用相应减少。污水处理工艺的选择是污水处理厂建设的关键,处理工艺选择是否得当,不仅影响处理厂的处理效果,而且还影响整个处理工程的基建投资多少、处理工艺运行的可靠程度、运行费用高低、管理操作的复杂程度。因此,必须结合当地污水的水量、水质以及温度、气候、气象、地理、经济等实际情况选择适宜的处理工艺[9]。同样的工艺,在不同的进水和出水条件下,取用不同的设计参数,设备的选型并不是一成不变的。具体工艺选择应注意四条原则:①技术的合理性;②经济节能;③易于管理;④重视环保,并总结出“运行费低,造价低,占地少”[4]。总之,在比较工艺的经济性方面主要是投资和占地的因素间的比较。通过横向比较,目前人们普遍认为:在县级市的城镇,由于污水量较小,宜采用稳定塘系统、人工湿地和土地处理与利用系统[10],此外,由于原生污水有机物浓度较低,可采用不同形式的强化一级处理和短HRT的接触氧化处理工艺,其基建费要比相同规模的活性污泥法节省1倍以上,运行费减少了60%～70%。而在大城