中水處理技術費用的數(shù)學模型

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簡介： 以污水處理廠二級出水加混凝、沉淀、過濾、消毒處理為依據(jù)，推導出中水處理系統(tǒng)的費用函數(shù)。由費用函數(shù)計算，當處理規(guī)?？刂圃?50m3/d以上，則包括設備折舊的中水處理成本可降至1.50元／m3以下。中水設施的投入產(chǎn)出比為1：4.83。
關鍵字：污水處理 污水回用 數(shù)學模型

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)和處理設施的負荷，是解決缺水問題的一條有效途徑。但中水技術一直沒有快速發(fā)展，原因之一是費用問題，本文試對中水技術的費用進行分析。

1 中水回用的經(jīng)濟分析

　　中水回用工程，一直沒有得到更廣泛的推廣和應用，原因在于其效益問題。中水成本受多方面因素的影響，運行規(guī)模是其主要的影響因素^[2]。處理規(guī)模與運行成本關系見圖1，處理規(guī)模與投資關系見圖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→儲存池→回用）所建立起的中水處理費用函數(shù)C＝345000Q2.9計算出來的，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，則不合設備折舊費的制水成本可降至0.75元／m³以下，包括設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，除擴大處理規(guī)模以外，還應擴大中水的使用范圍，應用新的處理技術。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（1元／m³）加排污費（0.12元／m³）的總和還要高。中水成本比自來水價高，也有水價過低的原因，水價并沒有真實的反應它的價值，政府還應適當調(diào)整自來水價。中水回用項目不僅具有直接的經(jīng)濟效益，而且還有間接的社會效益和可以相對定量的環(huán)境效益。所以中水回用的效益直采用效益一費用分析方法來分析評價。綜合效益來看，中水設施的投人產(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，但只要不超過7.45元，從社會經(jīng)濟效益來看，都可以認為是有效益的^［2-3］。
　　在中水的實際應用中存在著許多人為的導致中水成本偏高的因素，這些因素是可以通過加強管理及人員培訓等方式來解決的，而且隨著經(jīng)濟杠桿在水資源管理中的應用，在市場經(jīng)濟下，按照供需平衡的原則給予淡水以商品價格以及征收排污費將成為趨勢，所以中水的價格將表現(xiàn)出明顯的優(yōu)勢。

2 中水系統(tǒng)的費用

2.1 費用模型
　　中水處理系統(tǒng)投資可借鑒城市污水處理廠的費用函數(shù)，參考國內(nèi)外常用的工藝，選擇污水二級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。費用函數(shù)表示為[4]：
　　　　C＝αQβ
　 式中：C——投資費用；
　　　　q——處理水量；
　　　　α，β——系數(shù)。
　　根據(jù)國內(nèi)外已有的中水工程技術經(jīng)濟函數(shù)，得出系數(shù)為：當原水為生活污水，α＝375.24，β=0.86；當原水為二級出水，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 中水價格組成
　　污水經(jīng)過凈化處理成為中水，可滿足人對水的需求，表現(xiàn)了物品的效用性，中水轉化為商品水，對于其價格的確定，不失商品的一般性。合理的中水價格應該是單位中水的運行費和利潤之和，即
　　　　　　　 P＝P1+P2+P3+P4
　　式中：P1——指中水處理工程建設中固定資產(chǎn)（廠房、設備等）的基本折舊費；
　　　　　P2——輸配水管網(wǎng)的折舊費；
　　　　　P3——直接運行成本費（由能耗、藥劑費、人工費、維修費等組成）；
　　　　　P4——正常利潤。
　　在市場經(jīng)濟中，還可根據(jù)供求關系來調(diào)節(jié)其價格，在一定范圍內(nèi)浮動，體現(xiàn)中水回用的經(jīng)濟效益。

3 中水道的發(fā)展前景

　　中水道技術是污水資源化綜合利用技術。中水回用，有其明顯的經(jīng)濟效益，還有間接的環(huán)境效益和社會效益；隨著自來水價的提高以及高效低能的中水處理技術和設備的開發(fā)，中水水質(zhì)也將進一步提高，中水回用將會明顯占有經(jīng)濟上的優(yōu)勢。隨著人們環(huán)保意識的加強，對中水回用的接受程度也會提高，國家有關政策也在積極鼓勵支持中水回用事業(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中的一項重要內(nèi)容。

參考文獻：

　　[1] 馬志毅，等.城市污水回用概述[J].給水排水，1997，23（12）：61—63.
　　[2] 籍國東，等.我國污水資源化的現(xiàn)狀分析與對策探討[J].環(huán)境科學進展，1999，7（5）：85－93.
　　[3] 鄔揚善，屈燕.北京市中水設施的成本效益分析[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.