中水處理技術(shù)費(fèi)用的數(shù)學(xué)模型

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簡(jiǎn)介： 以污水處理廠二級(jí)出水加混凝、沉淀、過濾、消毒處理為依據(jù)，推導(dǎo)出中水處理系統(tǒng)的費(fèi)用函數(shù)。由費(fèi)用函數(shù)計(jì)算，當(dāng)處理規(guī)?？刂圃?50m3/d以上，則包括設(shè)備折舊的中水處理成本可降至1.50元／m3以下。中水設(shè)施的投入產(chǎn)出比為1：4.83。
關(guān)鍵字：污水處理 污水回用 數(shù)學(xué)模型

A Mathematical Model of Cost for Livelihood Drainage Treatment and Reuse
XU Sen1, LI Mei², HUANG Ting-lin ²
(l. Shenzhen Tairan Limited Industrial Corporation, ShenZhen 5l8000, China; 2. School of Envirnmental and Municipal Engineering, Xi‘ an University of Construction Science and Technology, Xi‘ an 710055, China)

　　Abstract: Livelihood drainage that is first biologically treated and then retreated with coagulation, settlement, filtration and disinfection processes can be used as tree and grass planting water for the neighbouring water for the neighbouring residential areas. According to the calculation of the cost function, the cost can be reduced to less than 1.50 yuan RMB including equipment depreciation at a scale of 150 m³/d or more. Input output ratio of the treatment facilities is 1: 4.83.
　　Key words: wastewater treatment; wastewater reuse; mathematical model

引言

　　污水資源化包括城市污水、工業(yè)廢水和建筑小區(qū)生活污水的再生利用。其中建筑中水的回用，是指通過對(duì)集中住宅小區(qū)和密集建筑群等生活雜排水的局部收集、處理，再回用于附近建筑物和建筑小區(qū)的沖廁、綠化等生活雜用^[1]。中水回用既節(jié)省水資源，又減少城市供排水管網(wǎng)和處理設(shè)施的負(fù)荷，是解決缺水問題的一條有效途徑。但中水技術(shù)一直沒有快速發(fā)展，原因之一是費(fèi)用問題，本文試對(duì)中水技術(shù)的費(fèi)用進(jìn)行分析。

1 中水回用的經(jīng)濟(jì)分析

　　中水回用工程，一直沒有得到更廣泛的推廣和應(yīng)用，原因在于其效益問題。中水成本受多方面因素的影響，運(yùn)行規(guī)模是其主要的影響因素^[2]。處理規(guī)模與運(yùn)行成本關(guān)系見圖1，處理規(guī)模與投資關(guān)系見圖2。圖1和圖2是按一般建筑中水處理流程（即：污水→格柵→調(diào)節(jié)池→生物處理→沉淀→過濾→消毒→儲(chǔ)存池→回用）所建立起的中水處理費(fèi)用函數(shù)C＝345000Q2.9計(jì)算出來的，式中，C為工程投資（元/m³）；Q為水量（m³/d）。

　　處理規(guī)?？刂圃?50m³/d以上，則不合設(shè)備折舊費(fèi)的制水成本可降至0.75元／m³以下，包括設(shè)備折舊的成本可降至1.50元／m³以下^[3]，為了降低中水的成本，除擴(kuò)大處理規(guī)模以外，還應(yīng)擴(kuò)大中水的使用范圍，應(yīng)用新的處理技術(shù)。以北京為例，建筑中水、成本（1.4－1.5元／m³）比涉外賓館的自來水費(fèi)（1元／m³）加排污費(fèi)（0.12元／m³）的總和還要高。中水成本比自來水價(jià)高，也有水價(jià)過低的原因，水價(jià)并沒有真實(shí)的反應(yīng)它的價(jià)值，政府還應(yīng)適當(dāng)調(diào)整自來水價(jià)。中水回用項(xiàng)目不僅具有直接的經(jīng)濟(jì)效益，而且還有間接的社會(huì)效益和可以相對(duì)定量的環(huán)境效益。所以中水回用的效益直采用效益一費(fèi)用分析方法來分析評(píng)價(jià)。綜合效益來看，中水設(shè)施的投人產(chǎn)出比為1：4.83，即使有些單位的中水成本高于自來水水費(fèi)，但只要不超過7.45元，從社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益來看，都可以認(rèn)為是有效益的^［2-3］。
　　在中水的實(shí)際應(yīng)用中存在著許多人為的導(dǎo)致中水成本偏高的因素，這些因素是可以通過加強(qiáng)管理及人員培訓(xùn)等方式來解決的，而且隨著經(jīng)濟(jì)杠桿在水資源管理中的應(yīng)用，在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)下，按照供需平衡的原則給予淡水以商品價(jià)格以及征收排污費(fèi)將成為趨勢(shì)，所以中水的價(jià)格將表現(xiàn)出明顯的優(yōu)勢(shì)。

2 中水系統(tǒng)的費(fèi)用

2.1 費(fèi)用模型
　　中水處理系統(tǒng)投資可借鑒城市污水處理廠的費(fèi)用函數(shù)，參考國(guó)內(nèi)外常用的工藝，選擇污水二級(jí)處理加深度處理的工藝流程，其中深度處理采用混凝沉淀、過濾、消毒。費(fèi)用函數(shù)表示為[4]：
　　　　C＝αQβ
　 式中：C——投資費(fèi)用；
　　　　q——處理水量；
　　　　α，β——系數(shù)。
　　根據(jù)國(guó)內(nèi)外已有的中水工程技術(shù)經(jīng)濟(jì)函數(shù)，得出系數(shù)為：當(dāng)原水為生活污水，α＝375.24，β=0.86；當(dāng)原水為二級(jí)出水，α＝153.70，β=0.83。這一公式可以大概估算中水回用工程的投資。
2.2 中水價(jià)格組成
　　污水經(jīng)過凈化處理成為中水，可滿足人對(duì)水的需求，表現(xiàn)了物品的效用性，中水轉(zhuǎn)化為商品水，對(duì)于其價(jià)格的確定，不失商品的一般性。合理的中水價(jià)格應(yīng)該是單位中水的運(yùn)行費(fèi)和利潤(rùn)之和，即
　　　　　　　 P＝P1+P2+P3+P4
　　式中：P1——指中水處理工程建設(shè)中固定資產(chǎn)（廠房、設(shè)備等）的基本折舊費(fèi)；
　　　　　P2——輸配水管網(wǎng)的折舊費(fèi)；
　　　　　P3——直接運(yùn)行成本費(fèi)（由能耗、藥劑費(fèi)、人工費(fèi)、維修費(fèi)等組成）；
　　　　　P4——正常利潤(rùn)。
　　在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)中，還可根據(jù)供求關(guān)系來調(diào)節(jié)其價(jià)格，在一定范圍內(nèi)浮動(dòng)，體現(xiàn)中水回用的經(jīng)濟(jì)效益。

3 中水道的發(fā)展前景

　　中水道技術(shù)是污水資源化綜合利用技術(shù)。中水回用，有其明顯的經(jīng)濟(jì)效益，還有間接的環(huán)境效益和社會(huì)效益；隨著自來水價(jià)的提高以及高效低能的中水處理技術(shù)和設(shè)備的開發(fā)，中水水質(zhì)也將進(jìn)一步提高，中水回用將會(huì)明顯占有經(jīng)濟(jì)上的優(yōu)勢(shì)。隨著人們環(huán)保意識(shí)的加強(qiáng)，對(duì)中水回用的接受程度也會(huì)提高，國(guó)家有關(guān)政策也在積極鼓勵(lì)支持中水回用事業(yè)，中水回用是開源節(jié)流的一條有效途徑，將成為今后市政建設(shè)中的一項(xiàng)重要內(nèi)容。

參考文獻(xiàn)：

　　[1] 馬志毅，等.城市污水回用概述[J].給水排水，1997，23（12）：61—63.
　　[2] 籍國(guó)東，等.我國(guó)污水資源化的現(xiàn)狀分析與對(duì)策探討[J].環(huán)境科學(xué)進(jìn)展，1999，7（5）：85－93.
　　[3] 鄔揚(yáng)善，屈燕.北京市中水設(shè)施的成本效益分析[J].給水排水，1996，22（4）：31－34
　　[4] 田一梅，等.城市自來水與中水系統(tǒng)綜合規(guī)劃的優(yōu)化研究[J].給水排水，2001，27（5）：23－26.