11.06.02 城市污水处理厂的经济性与费用估算 工学博士Dirk Weichgrebe 汉诺威大学水经济和废物处理技术研究所汉诺威大学水经济和废物处理技术研究所 Welfengarten 1, D-30167 Hannover Tel. 0511/ 762-2899 weichgrebe@isah.uni-hannover.de 城市污水处理厂运营管理与运行技术培训班2003.4.1-2003.4.4 中德环境技术中心,湖南省建设厅,长沙,湖南,中国 11.06.02 私有化的?优点“ ?有私有财政的来源 ?有效的设计 ?协同效益的运用 ?有良好资质的人员和好的技术 ?灵活的组织形式 ?扩宽竞争面 11.06.02 私有化的?缺点“ ?以降低质量为代价来提高利润 ?难以保证净化效果的长期稳定的安全性 ?社区仍然最终对污水的净化负责 ?往后大的费用支出,如污水管网的清洁维护等,还 是要城市和社区来承担. 11.06.02 影响污水处理排放的因素 管网: ?住户的密集程度 ?地形 ?建筑材料 污水处理厂: ?排放量 ?净化效率 ?特别的价格要素 资产(折旧& 利息): ?投资的时间点 ?使用年限 ?折旧的模式 ?利息 ?补贴与捐助 11.06.02 费用的类型 总的费用 成本费用 ?人工 ?能源 ?维护,检修 保养 ?净化 ?运行物质 ?运转外其他费用 污水排放费用 ?折旧 ?利息 运行费用 11.06.02 总费用的子项目比较 0 10 20 30 40 50 60 污水处理厂A污水处理厂B污水处理厂C污水处理厂D污水处理厂E污水处理厂F 年费用 [�/(E*a)] 运转费用 投资费用 11.06.02 折旧费 27% 废物-及污泥 处置费用 4% 排水费 3% 利息 29% 人工费用 13% 材料费 12% 能源花费 12% 污水处理的费用种类 11.06.02 污水处理的费用 能源花费 12% 材料费 12% 人工费 13% 利息 29% 排水费 3% 废物及污泥 处置费用 4% 折旧费 27% 固定费用部分 固定费用部分 75 - 85 % 11.06.02 投资费用子项目比较 0 5 10 15 20 25 30 35 40 污水处理厂A污水处理厂B污水处理厂C污水处理厂D污水处理厂E污水处理厂F 投资费用 �/( E*a)] 悬浮物去除 混合设施 厂房 污泥处置 P-的去除 生物工段 机械工段 11.06.02 运行费用子项目比较 0 5 10 15 20 25 30 35 40 污水处理厂A污水处理厂B污水处理厂C污水处理厂D污水处理厂E污水处理厂F 运行费用比较 [�/(E*a)] 污泥,废物处置 化学物质 企业外费用 保养,维护,养护 能源 人工 11.06.02 污水净化费用 0 5 10 15 20 25 30 35 污水处理厂A污水处理厂B污水处理厂C污水处理厂D污水处理厂E污水处理厂F 不同项目花费 [�/kg] 或 [�/10 m3] �/m 3 �/kgBOD �/kgN �/kgP 11.06.02 污水处理厂净化效率 9,1 31,8 9,1 13,6 13,6 22,7 0,0 5,0 10,0 15,0 20,0 25,0 30,0 35,0 40,0 < 60 60 - 70 70 - 80 80 - 90 90 - 100 > 100 净化效率[%] 污水处理厂百分比 [% ] 11.06.02 投资结构的变化 ?花费的重心转向整体加工. ?在间接领域互不相关的费用 占80 % . ?直接/间接的人工费用比由 10:1降到1:1. ?传统的被调查费用分担没有 任何导向帮助 单体加工费用45% 单体加工费用10% 成型材料费用5% 成型材料费用10% 整体加工费用10% 单体材料费用 30% 单体材料费用 25% 管理与行政费用 15%管理与行政费用 30% 整体加工费用 20% 70年代 90年代 11.06.02 使用年限变量 100 93 112 0 20 40 60 80 100 120 140 土建. 20 年 机械. 10 年 土建. 30 年 机械. 15 年 土建. 50 年 机械. 20 年 年费用的变化 [%] 投资时间点: 1996 利率: 6,5 % 11.06.02 利息变量 100 108 93 0 20 40 60 80 100 120 140 利率3,5 % (低利率) 利率5 %利率6,5 % (普通利率) 年开支变化 [%] 投资时间点: 1996 使用年限: 土建. 30 年 机械15 年 11.06.02 污泥处理费用变量 100 117 90 0 20 40 60 80 100 120 140 35 �/t 160 �/t 380 �/t 年开支的变化 [%] 11.06.02 电价变量 100 104 96 0 20 40 60 80 100 120 140 0,07 �/kWh 0,10 �/kWh 0,15 �/kWh 年开支变化 [% ] 11.06.02 人工费用变量 100 103 97 0 20 40 60 80 100 120 140 5人8人11人 年开支变化 [%] 11.06.02 不同资料的分析比较 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 0 20.000 40.000 60.000 80.000 100.000 居民值EW 投资费用 [�/EW] Hoffmann, 1976 Bohn, 1992 Dohmann 1992 Wagner, 1995 费用分析 11.06.02 典型的污水处理工艺计算方法 设计方案 (场地,背景, 水利条件,等.) 工艺选择, 必需的污泥泥龄 验证污泥指数 基本条件的调查确定 在德国，由水处理专业 委员会(ATV-DVWK)负 责编写，定期更新，并 公开发表污水处理各种 工艺计算程序，各种工 艺运作及设备的采用的 技术规范及指南。 11.06.02 计算程序 0,02 0,05 0,1 0,2 0,3 0,5 1 2 3 4 5 100 90 80 70 60 50 BOD 5 – 降解 (%) 污泥负荷(g BOD 5 /d*g干物质) 0,54 0,75 0,83 0,95 1,10 1,40 1,45 1,50 剩余污泥(g干物质/g BOD 5 –降解) 100 40 20 7,5 4,3 2,3 1,2 0,5 0,3 0,2 污泥泥龄(天数) 有机碳的继续氧化 高效的活性生物法 硝化 污泥固化 11.06.02 典型的污水处理工艺计算方法 设计方案 (场地,背景, 水利条件,等.) 工艺选择, 必需的污泥泥龄 验证污泥指数 二沉池的计算 活性污泥池的 计算 基本条件的调查确定 是否为优化的 活性污泥池/二沉池 改变活性污泥干物质浓度 不 不 总的改进方案 是 计算完成 是 11.06.02 与BOD 5 /N相关的需氧量 1513 11 9753 0 5.000 10.000 15.000 20.000 25.000 3.000 5.000 7.000 9.000 11.000 13.000 15.000 需氧量 [kg/d] OV –运行值 O2 –需求量 O 2 -碳降解所需氧 O 2 -反硝化所得到的氧 O 2 -硝化所需氧 OV –运行值 BOD/N [-] BOD 5 [kg/d] 11.06.02 与BOD 5 /N相关的氮物质含量 0 200 400 600 800 1.000 1.200 1.400 3.000 5.000 7.000 9.000 11.000 13.000 15.000 BOD 5 [kg/d] 氮物质 [kg/d] Bn –含量 Bn –入水值 B N -硝化/反硝化 B N -进入剩余污泥 B N -出水( 11 mg/l) BOD/N [-] 1513 11 9753 11.06.02 0,00 0,25 0,50 0,75 1,00 1,25 1,50 1,75 2,00 4,25 2,50 1 1,2 1,4 1,6 1,8 2 2,2 2,4 2,6 2,8 3 不同的费用 [�/kg N eli ] 200 80 TSB N + HSB DN SHARON Nitri HSB N+DN TSB N+DN(sim.) (反-)硝化 甲醇费用[�/t] 100 污泥处理费用[�/t] 300100 500 100120 150 相关要素比较 根据Bohn的计算的变量 (nach Beier, 2002) 11.06.02 P-降解与BOD 5 /N的关系 -500 -400 -300 -200 -100 0 100 200 300 400 500 3.000 5.000 7.000 9.000 11.000 13.000 15.000 17.000 BOD 5 [kg/d] 磷含量 [kg/d] P –入水 P –含量 P沉降 P生物P P含量 P降解 P沉降 BOD/N [-] 73,965,256,547,830,421,7 13 39,1 11.06.02 与P-降解所影响的剩余污泥含量 0 200 400 600 800 1.000 1.200 1.400 1.600 1.800 3.000 5.000 7.000 9.000 11.000 13.000 15.000 17.000 BOD 0 [kg/d] P 降解所影响的剩余污泥量 [kg/d] 有Bio-P 无Bio-P üS F?ll üS Bio-P üS F?ll BOD/N [-] 73,965,256,547,830,421,7 13 39,1 剩余污泥产生 剩余污泥产生 11.06.02 总结 考虑各种因素对费用体系评价是相当重要的(特别考虑净化效率) 投资费用: a私营业主模式倾向于投资要经济节省 a资产计算方式在一定程度上影响到年度开支 运行费用: a各种因素对运行费用的影响不大,因为他主要与周边条件有关 a节约开支的根本在于节约人员开支 费用的高低是污水处理厂的运营机制决定的,而不是污水 处理厂的融资模式来决定的.