中水處理技術(shù)費(fèi)用的數(shù)學(xué)模型
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。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)模控制在150m3/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,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。
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: 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。
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