城市污水处理厂工程费用及成本模型研究 62页

西安建筑科技大学硕士论文城市污水处理厂工程费用及成本模型研究专业：环境工程研究生：马七一指导教师：王磊教授王社平教高摘要随着我国国民经济持续稳定的发展，城市基础设施投资发展迅猛，其资源配置的枢纽作用显得越来越重要，给排水工程是基础设施建设中的一项重要工程，特别是污水处理厂作为改善环境的关键，在完善城市排水系统、改善城市综合环境质量、保障居民身体健康方面的作用尤为突出。如何在保证工程质量的情况下做好污水处理厂的费用及成本控制显得十分必要和特别重要。这需要对城市污水处理厂的费用及成本模型进行研究，为降低给排水工程成本费用，提高经济效益提供理论基础，对城市排水工程的成本控制及排水收费提供指导，为政府城市基础设施投资决策及公益性项目经营管理提供科学依据。本文研究了我国城市污水处理厂投资费用与运营成本的现状及相关问题，分析了我国排水工程费用和成本的基本理论与影响因素，系统论述了城市排水工程费用及成本模型建立的理论体系（依据、原则、内容、范围等）；重点研究并得到城市污水处理厂投资费用模型，运用最小二乘法对我国已有城市污水处理厂费用及成本资料进行回归分析，得到了污水处理厂费用函数与成本分析函数；利用建立的模型对西安市部分污水处理厂进行了实证分析。本文的研究在于客观地分析我国目前污水处理厂费用与成本的影响因素以及相关模型，为项目立项、政府决策、污水处理厂经济设计、污水处理厂项目费用及成本研究、排水工程成本控制、排污收费定价提供理论依据。关键词：污水处理厂；费用；成本；模型\n\n西安建筑科技大学硕士论文TheresearchontheexpensesandcostmodelsofurbansewagetreatmentplantMajor：EnvironmentalEngineeringCandidate：MaQiyiSupervisor：Prof.WangLeiProf.WangShepingABSTRACTAtpresent,withthecontinualandsteadydevelopmentofournationaleconomy,Urbaninfrastructurehasafastdeveloping,anditspivotalroleofresourcedistributionseemsmoreandmoreimportant,amongthemthewatersupplyandsewageworkisanimportantprojectintheinfrastructureconstruction,especiallythedrainageprojectisregardedasthekeyofimprovingenvironment,itsfunctioninperfectingtheurbandrainagesystem,improvvingthecomprehensiveenvironmentalqualityinthecity,andensuringresidentstobehealthyisparticularlyoutstanding.Howtocontroltheexpensesandcostofthesewagetreatmentplantwellincaseofguaranteeingprojectqualitythatseemsveryessentialandimportant.Itneedsresearchonexpensesandcostmodelsofurbansewagetreatmentplant,whichinordertoreducethewatersupplyandsewageworkexpensesandcost,offerthetheoreticalfoundationforincreasingeconomicefficiency,offersguidanceforcontrollingtheexpensesandcostofthedrainageproject,thusprovidethescientificbasisfortheinfrastructureinvestmentofgovernmentandthemanagingonpublicbeneficialproject.Firstofall,thistexthasstudiedthecurrentsituationsoftheinvestmentcostofurbansewagetreatmentplantofourcountryandoperatingcostandrelevantproblems,analysedindepththebasictheoriesandinfluencefactrrsofthesewagetreatmentplant’sexpensesandcost,describedsystematicallythetheoreticalsystem(basis,principle,content,range,etc.)onsettinguptheexpensesmodelandcostmodeloftheurbandrainagesystem;Secondly,thistexthasanalysedespeciallytheexpensesmodelofurbansewagetreatmentplantandmaininfluencefactor,andhasdonearegression\n西安建筑科技大学硕士论文analysisbyusingleastsquaresaboutthecostdataofurbansewagetreatmentplantofourcountry.Finally,thethesisusesthehistoricaldataandmodelssetteduptocarryonrealexampleanalysisaboutsomesewagetreatmentplantsinXi'an.Theresearchofthistextliesinanalysingtheinfluencefactorsandrelevantmodelsofthesewagetreatmentplant’sexpensesandcostinourcountryobjectively,whichoffersdirectivesignificanceforapprovingandinitiatingaproject,governmentmakingpolicy,savingdesignofthesewagetreatmentplant,theoreticalresearchonexpensesandcostofthesewagetreatmentplant,controllingthecostofthedrainagesystem,theoreticalfoundationfordrainagechargesandpricingincities.Keywords:Sewagetreatmentplant;Expenses;Cost;Model\n西安建筑科技大学硕士论文目录1绪论............................................................................................................................11.1研究背景和研究的问题.......................................................................................11.2研究目的和意义...................................................................................................11.3国内外研究现状...................................................................................................21.4研究的主要内容和逻辑框架...............................................................................31.4.1研究的主要内容...........................................................................................31.4.2研究方案技术路线框架图...........................................................................41.4.3研究方法.......................................................................................................42污水处理厂工程费用与成本研究............................................................................62.1污水处理厂概况...................................................................................................62.1.1污水处理厂简介...........................................................................................62.1.2污水处理厂工艺...........................................................................................82.2污水处理厂费用投资估算.................................................................................142.2.1污水处理厂费用构成.................................................................................142.2.2工程投资估算的基本要求.........................................................................182.2.3投资估算的编制办法.................................................................................192.3污水处理厂处理成本构成.................................................................................242.3.1能源消耗费.................................................................................................242.3.2药剂费.........................................................................................................252.3.3职工薪酬.....................................................................................................252.3.4固定资产折旧.............................................................................................252.3.5无形及递延资产摊销.................................................................................252.3.6修理费用.....................................................................................................262.3.7其他费用.....................................................................................................262.3.8经营成本.....................................................................................................262.4小结.....................................................................................................................263污水处理厂费用模型..............................................................................................273.1费用函数建立的理论根据.................................................................................27I\n西安建筑科技大学硕士论文3.2污水处理构筑物的费用函数建立.....................................................................293.3小结.....................................................................................................................384污水处理厂成本研究...............................................................................................394.1污水处理厂运营费用构成.................................................................................394.2污水处理厂运营费用模型.................................................................................424.3小结.....................................................................................................................435西安市污水处理厂费用模型与成本实例...............................................................445.1西安市第三污水处理厂工程.............................................................................445.1.1地理位置......................................................................................................445.1.2污水厂收水范围..........................................................................................445.1.3投资估算......................................................................................................445.1.4处理成本计算..............................................................................................455.2西安市第四污水处理厂工程.............................................................................455.2.1地理位置......................................................................................................455.2.2污水厂收水范围..........................................................................................455.2.3投资估算......................................................................................................465.2.4处理成本计算..............................................................................................475.3西安市袁乐村污水处理厂工程.........................................................................475.3.1地理位置......................................................................................................475.3.2污水厂收水范围..........................................................................................475.3.3投资估算......................................................................................................475.3.4处理成本计算..............................................................................................485.4小结.....................................................................................................................496结论及相关启示.......................................................................................................506.1主要结论.............................................................................................................506.2相关意义.............................................................................................................516.3展望.....................................................................................................................51致谢.........................................................................................................................52参考文献.........................................................................................................................53II\n西安建筑科技大学硕士论文1绪论[27]1.1研究背景和研究的问题目前，在城市中的居住区、公共建筑和工业企业不断地排出各种生活污水和工业废水，严重污染着城市环境。而随着居民生活水平的不断提高以及工业企业的飞速发展，城市排放的污水量日益增多，污染成分也越来越复杂，如不加大控制而任其随意排放，大量有毒有害物质就会排放到环境中并造成污染。因此，在现代化城市中建设一整套的排水工程设施来收集、输送、处理和利用污水显的非常重要。城市排水工程的作用是将城市污水收集输送到污水处理厂，并在污水处理厂处理后再排放，从而改善和保护环境、消除污水危害；排水工程在消除污水危害方面，对于预防和控制各种传染病和“公害病”具有重要意义；而且污水经处理后可回用于城市，这是节约用水和解决水资源短缺的重要途径之一。研究建设项目费用和成本的目的在于进行项目费用与成本控制，这首先有利于降低排水工程成本，提高开发项目的管理水平，节约社会资源，从而提高开发项目的经济效益，并且有利于降低排水费用，减少企业、居民负担，同样具有很大的社会效益。本文通过建立城市污水处理厂工程费用及成本模型函数来分析城市污水处理厂工程费用、成本的相关影响因素及决定程度，从而对城市排水工程的成本控制提供指导。本文系统论述了排水工程费用及成本模型模型建立的理论体系（依据、原则、内容、范围等），重点分析了影响城市排水工程费用及成本模型的主要因素，通过理论研究，结合大量实例，运用最小二乘法对费用资料进行回归，得到污水处理厂费用函数，通过综合分析得到污水处理厂工程费用及成本模型分析函数，论文最后运用建立的模型对西安市部分污水处理厂工程进行了实证分析。1.2研究目的和意义本文研究的目的在于客观地界定城市城市污水处理厂工程造价与相关影响因素之间的关系，以及污水处理厂项目经营成本与污水处理厂规模之间的关系，同时结合西安市相关排水工程资料进行分析及实证研究。从而为控制城市污水处理厂工程费用和成本研究提供相关理论指导，以及为决策者进行排水工程项目建设及经营管理提供理论上的参考和建议。1\n西安建筑科技大学硕士论文因此，本文研究的意义主要在于：一方面，可以使得排水工程相关专业人员有比较清晰的思路来确定污水处理厂工程费用与成本的结构，以及费用与成本的函数模型，从而从决策—设计—建设—经营管理整个过程来整体把握污水处理厂投资建设与经营管理；另一方面，有利于相关专业人员采取适当的措施来提高项目管理水平，控制污水处理厂工程成本以及经营成本；最后，本文为城市排水工程项目建设中的政府决策以及理论研究提供了重要的指导意义。[16]1.3国内外研究现状在发达国家应用数学模型从事污水处理工艺开发、辅助设计、运行管理及成本费用控制已经相当普遍，但我国在这一方面尚属于起步阶段。目前国内一些科研设计单位已经开始引进国外的管理模式，开始了对相关污水处理建设费用及成本分析模型的应用性探索，还有些单位开始开发自己的应用模型和程序。我国污水处理企业的费用及成本管理方式正由粗放型向精确控制的方向发展，这将为城市污水处理工艺的设计、工程建设、成本预测及控制和运行管理提供可靠的理论依据和手段，也有助于优化决策、避免浪费、降低投资和运行费用。自从西方工业发展产生水源污染后，污水处理成本的预测和优化受到了较高的重视。美国从50年代后期就开始了污水处理费用及成本研究与控制工作，由于体制原因以及和西方国家交流较少，我国并没有及时借鉴先进国家的污水处理经验。国外在污水处理建设及成本研究中应用的方法如下：50年代至60年代初，应用的是专家法与比较法进行成本的测算；60年代中期，逐渐发展为用工程统计法，预测的精度有了很大的提高；70年代初至今，由于统计理论的发展和应用，开始建立各种成本预测及优化的数学模型和管理体制。相比国外，我国对污水成本的研究较晚，始于90年代国有污水处理企业进行市场化改革。由于长期以来体制、数据等方面的制约，污水处理成本预测及控制的研究没有系统进行。现在主要研究集中在以下几个方面：(1)整理国外污水处理费用及成本模型、算法和相关数据进行比较分析，寻求可借鉴之处；(2)鉴于我国污水处理费用及成本研究的基础比较薄弱，开展了以专家法、回归法为主的基础研究；(3)有关单位结合自身实际工作建立了小规模、应用范围较窄的数学和统计模型，总结出了一些切合实际的算法和成本管理模式。2\n西安建筑科技大学硕士论文1.4研究的主要内容和逻辑框架1.4.1研究的主要内容（1）综述，提出文章研究的背景、国内外研究现状、研究的目的意义，以及本论文的研究方案和技术路线；（2）研究了城市污水处理厂的主要内容及工艺流程，以及城市排水工程投资估算及污水处理成本主要内容；（3）以近年来陕西地区相关数据为基础，通过回归分析，建立了区域污水处理构筑物费用函数模型，进而推导出污水处理厂总造价模型；（4）通过陕西地区相关数据分析，研究了污水处理厂运营费用各构成因素的参数形式，以及污水处理厂运营费用模型；（6）利用实际数据，对建立的污水处理厂总造价模型费用函数和污水处理厂运营成本模型进行了实证研究；（7）分析文章的结论与展望。3\n西安建筑科技大学硕士论文1.4.2研究方案技术路线框架图研究背景国内外研究现状污水处理厂内容及工艺污水处理厂投资估算污水处理成本污水处理构筑物费用模型污水处理厂运营费用模型实证研究结论及展望图1-1研究方案技术路线框架图1.4.3研究方法（1）文献研究法文献研究法是对历史文献资料进行搜集、整理、归纳、统计、分析的方法。本文搜集和研究了国内外有关城市排水工程尤其是费用模型与成本研究的文献，并从中汲取有价值的部分。（2）系统分析法把污水处理工程作为一个系统进行研究，建立了污水处理构筑物费用函数、管道单价模型以及污水处理厂运营费用模型；（3）比较分析法比较分析主要从横向和纵向两个角度出发。横向比较通过同一时间同类事物之间的比较找出其差异，以反映事物的特殊性；纵向比较主要是同一事物在不同历史时期的状况比较。（4）定性与定量结合法定性描述方法是社会科学研究普遍采用的一般性方法，通常用于对事物及其发生规律进行宏观的、概括的描述。本课题的研究不仅限于定性分析，对城市污4\n西安建筑科技大学硕士论文水处理厂处理构筑物的费用以及污水处理厂经营成本研究均采用了定量分析的方法。（5）理论研究与实证分析结合法本论文通过理论研究建立费用模型与成本函数，并用若干污水处理厂的具体情况进行实证分析，从而提出相关建议，把理论研究和实证方法结合起来。5\n西安建筑科技大学硕士论文2污水处理厂工程费用与成本研究2.1污水处理厂概况污水处理厂是从污染源排出的污（废）水，因含污染物总量或浓度较高，达不到排放标准要求或不适应环境容量要求，从而降低水环境质量和功能目标时，必需经过人工强化处理的场所。一般分为城市集中污水处理厂和各污染源分散污水处理厂，处理后排入水体或城市管道。有时为了回收循环利用废水资源，需要提高处理后出水水质时则需建设污水回用或循环利用污水处理厂。处理厂的处理工艺流程是有各种常用或特殊的水处理方法优化组合而成的，包括各种物理法、化学法和生物法，要求技术先进，经济合理，费用最省。设计时必须贯彻当前国家的各项建设方针和政策。因此，从处理深度上，污水处理厂可能是一级、二级、三级或深度处理工艺。污水处理厂设计包括各种不同处理的构筑物，附属建筑物，管道的平面和高程设计并进行道路、绿化、管道综合、厂区给排水、污泥处置及处理系统管理自动化等设计，以保证污水处理厂达到处理效果稳定，满足设计要求，运行管理方便，技术先进，投资运行费用省等各种要求。[14]2.1.1污水处理厂简介污水处理厂是从污染源排出的污（废）水，因含污染物总量或浓度较高，达不到排放标准要求或不适应环境容量要求，从而降低水环境质量和功能目标时，必需经过人工强化处理的场所。一般分为城市集中污水处理厂和各污染源分散污水处理厂，处理后排入水体或城市管道。有时为了回收循环利用废水资源，需要提高处理后出水水质时则需建设污水回用或循环利用污水处理厂。处理厂的处理工艺流程是有各种常用或特殊的水处理方法优化组合而成的，包括各种物理法、化学法和生物法，要求技术先进，经济合理，费用最省。设计时必须贯彻当前国家的各项建设方针和政策。因此，从处理深度上，污水处理厂可能是一级、二级、三级或深度处理工艺。污水处理厂设计包括各种不同处理的构筑物，附属建筑物，管道的平面和高程设计并进行道路、绿化、管道综合、厂区给排水、污泥处置及处理系统管理自动化等设计，以保证污水处理厂达到处理效果稳定，满足设计要求，运行管理方便，技术先进，投资运行费用省等各种要求。（1）污水处理行业发展6\n西安建筑科技大学硕士论文虽然由于国家和各级政府对环境保护重视程度的不断提高，中国污水处理行业正在快速增长，污水处理总量逐年增加，城镇污水处理率不断提高。但目前中国污水处理行业仍处于发展的初级阶段。一方面，中国目前的污水处理能力尚跟不上用水规模的迅速扩张，管网、污泥处理等配套设施建设严重滞后。另一方面，中国的污水处理率与发达国家相比，还存在着明显的差距，且处理设施的负荷率低。因此中国应完善污水处理的政策法规，建立监管体制，创建合理的污水处理收费体系，扶植国内环保产业发展，推进污水处理行业的产业化和市场化。污水处理行业是一个朝阳产业，发展前景十分广阔。中国将在“十一五”期间投资3000亿元以推进城市污水处理和利用，中国污水处理行业由此迎来高速发展期。（2）性质在我国，早期的污水处理厂都属于事业单位编制，属于市政部门管辖，其建设、运营等由城管部门负责，环保部门仅负责污水处理厂出水的合格性检验。但最近十多年来，我国的污水处理领域市场化取得了很大的进步，BOT、TOT等国际先进模式引入我国，对于加速我国污水处理厂的建设步伐，改善水环境起到了积极作用，原有的污水处理厂也大多进行了企业改制，从而导致目前状况下，我国的污水处理厂性质复杂，有属于事业单位的，有属于国营企业的，也有属于外资、私企的。（3）处理系统SPR污水处理系统首先采用化学方法使溶解状态的污染物从真溶液状态下析出，形成具有固相界面的胶粒或微小悬浮颗粒；选用高效而又经济的吸附剂将有机污染物、色度等从污水中分离出来；然后采用微观物理吸附法将污水中各种胶粒和悬浮颗粒凝聚成大块密实的絮体；再依靠旋流和过滤水力学等流体力学原理，在自行设计的SPR高浊度污水净化器内使絮体与水快速分离；清水经过罐体内自我形成的致密的悬浮泥层过滤之后，达到三级处理的水准，出水实现回用；污泥则在浓缩室内高度浓缩，定期靠压力排出，由于污泥含水率低，且脱水性能良好，可以直接送入机械脱水装置，经脱水之后的污泥饼亦可以用来制造人行道地砖，免除了二次污染。SPR污水处理系统与众不同的技术特点：1）城市生活污水和处理药剂的混合主要是在泵前吸药管道、污水泵叶轮、蛇形反应管和瓷球反应罐的组合作用下完成的，依照紊流速度、混合时间、和水力学结构数据设计，得以十分充分的混合，为取得最佳混凝净化效果和最大限度地7\n西安建筑科技大学硕士论文节省药剂创造了前提条件。这是过去常规的一级处理和二级处理之水工结构所做不到的。2）SPR系统处理城市污水时，采用五种以上污水处理药剂及其最佳配方组合使用，靠化学反应使污水中溶解状态的有机污染物、重金属离子和有害的盐类从水中析出，成为有固相界面的微小颗粒（它包含有污水三级处理的作用）。其中还选用了一种吸附效果很好而价钱又很便宜的吸附剂，以吸附有机污染物和色度。靠消毒剂在30分钟的流程内杀灭细菌和大肠杆菌。靠混凝的物理化学吸附作用将悬浮物及各类杂质凝聚成大而且密实的絮团。这样发挥各药剂的单独作用和它们之间的交联作用的用药方式是与常规的物理化学法不相同的。而且SPR系统使用的组合药剂配方，只能在具有十分精细的水动力学参数设计的SPR污水净化器及其系统里才能充分发挥作用，在常规的水工系统里是无法使用的。（4）处理技术在天然淡水资源已被充分开发、自然灾害日益频繁暴发的今天，缺水已经对世界各国众多城市的经济和市民生活构成了十分严重的威胁，缺水危机已经是我们面临的现实，解决城市缺水问题的重要途径应该是将城市污水变为城市供水水源。城市污水就近可得，来源稳定，容易收集，是可靠且稳定的供水水源。城市污水经净化后回用主要可作为市政绿化、景观用水和工业用水。城市污水再生回用工程包括污水收集系统、污水净化处理技术及其系统、出水输配系统、回用水应用技术和监测系统。其中污水净化再生技术及其系统是关键，污水净化处理的流程要简单可靠，投资和运行费用要为该城市经济实力所能承受，处理后出水的水质要满足回用的要求。沿用了许多年的传统的“一级处理”及“二级处理”水处理工艺技术和设备已经难以适应当今的高浊度和高浓度污水的净化处理要求，处理后出水更不能满足城市对水回用的水质要求。沿着传统的工艺技术路线只能进一步附加传统的“三级处理”设备系统，既回避不了庞大复杂的传统二级生化处理系统，也回避不了投资和运行费用都十分昂贵的传统三级过滤吸附处理系统。这些恰恰是实现污水回用的忌讳之处。所以，环保市场十分迫切需要净化效率更高、处理后出水能满足现有环保标准并且能回用于城市，投资和运行费用又要为现有城市的经济实力所能接受的污水处理新技术和新设备。[35]2.1.2污水处理厂工艺城市污水来源主要包括生活污水和工业废水，其中生活污水具有水质较稳定，8\n西安建筑科技大学硕士论文浓度低的特点，工业废水具有水量差异大，浓度大，毒性大的特点。污水中的主要污染物存在方式：离子态、分子态、胶体、悬浮物，主要污染物如下：••固体污染物：常用悬浮物和浊度两个指标表示。••需氧污染物：消耗水中的溶解氧，一般是有机物。常用指标：••生化需氧量（BOD）：BOD5作为有机物浓度指标。••化学需氧量（COD）：在酸性条件下，用强氧化剂氧化有机物成二氧化碳和水的耗氧量。••总需氧量（TOD）：有机物高温燃烧所需氧量。••总有机碳（TOC）：有机物的含碳量测定后代表有机物含量。••营养性污染物：氮和磷。（植物和微生物的主要营养物质）••酸碱污染物：工业排放中的酸碱和酸雨带来的，以pH值表示。••有毒污染物：包括：无机化学毒物（如：重金属）、有机化学毒物、放射性物质。••油类污染物：包括石油类和动植物油两类。••生物污染物：污水中的致病微生物。（细菌、病虫卵、病毒）••感官性污染物：污水中引起异色、混浊、泡沫、恶臭等现象。••热污染：污水温度过高引起的危害污水处理方法主要有：物理方式（沉淀、过滤、气浮）、化学方式（中和、加药混凝、离子交换）、生物方式（好氧生物氧化分解、厌氧生物发酵）。污水处理工艺流程包括：一级处理、二级处理、深度（三级）处理和污泥处理。(1)物理处理工艺物理处理主要通过格栅、沉砂池、沉淀池来完成。1）格栅格栅用以去除水中较大的悬浮物、漂浮物、纤维物质和固体颗粒物质，以保证后续处理单元和水泵的正常运行，减轻后续处理单元的处理负荷，阻止阻塞排泥管道。2）沉砂池沉砂池的作用是从废水中分离密度较大的无机颗粒。它一般设在污水处理厂前端，保护水泵和管道免受磨损，缩小污泥处理构筑物容积，提高污泥有机组分的含率，提高污泥作为肥料的价值。沉砂池的类型，按池内水流方向的不同，可以分为平流式砂池、束流式砂池、曝气沉砂池、钟式沉砂池和多尔沉砂池。9\n西安建筑科技大学硕士论文3）沉淀池密度大于水的悬浮物在重力作用下从水中分离出去的现象称为沉淀。根据水中杂质颗粒本身的性质及其所处外界条件的不同，沉淀池可分为如下几种：①按水流状态，分为自然沉淀与混凝沉淀；②按投加混凝药剂与否，分为自然沉淀与混凝沉淀；③按颗粒受力状态及所处水力学等边界条件，分为自有沉淀与拥挤沉淀；④按颗粒本身物理、化学性状分为因团聚稳定颗粒沉淀与团聚不稳定颗粒沉淀。用于沉淀的处理构筑物称为沉淀池。沉淀池主要去除悬浮于污水中的可以沉淀的固体悬浮物。按在污水处理流程中的位置，沉淀池主要分为初级沉淀池、二级沉淀池和污泥浓缩池。按水流方向分沉淀池，有平流式、竖流式、辅流式、斜流式四种形式。每种沉淀池包含5个区，即进水区、沉淀区、缓冲区、污泥区和出水区。(2)生物处理工艺污水生物处理的基本任务是去除有机物、悬浮物和氮磷营养物质。为达到这些目的，近年来城市污水处理新工艺、新技术得到了广泛的应用，并取得了良好的效果。1）普通活性污泥法传统活性污泥法又称传统活性污泥法。活性污泥废水生物处理系统的传统方式。系统由曝气池、二沉池和污泥回流管线及设备三部分组成。液流有回流的推流式。初次沉淀后的废水与二沉池回流的活性污泥混合后进入曝气池，大约曝气6小时，进水与回流污泥通过扩散曝气或机械曝气作用进行混合。流动过程中，有机物经过吸附、絮凝和氧化作用等作用被去除。一般地，从曝气池流出的混合液在二沉池沉淀后，沉淀池内的活性污泥以进水量的25～50%返回曝气池（即污泥回流比为25～50%）。这种方法常用于低浓度生活污水处理，对冲击负荷很敏感。生化需氧量（COD）的去除率达85～95%。2）阶段曝气法是指曝气池内分点进入废水进行阶段曝气的活性污泥法。经初沉池沉淀后的废水由曝气池沿水流方向的几个不同的部位进入曝气池内，水流为推流式，使池内各处的食料-微生物比趋于均衡，从而降低了高峰需氧量，使需氧量沿曝气池长度方向比较均匀，输入池内的氧气得到更有效的利用。多点进水还可使池内活性10\n西安建筑科技大学硕士论文污泥维持较高的吸附特性，在较短时间内去除可溶性有机物，从而提高曝气池的污泥负荷。回流污池仍从曝气池前端引入。BOD的去除率达85-95%，可适用于多种废水的一般处理。3）生物吸附法这是活性污泥法之一种，这种方法可以充分提高活性污泥的浓度，降低有机营养物和微生物之比，是利用活性污泥的物理作用（吸附作用）进行污水处理的方法。这种方法包括有污水和回流污泥相混合，进行污泥吸附的曝气池以及回流污泥进行氧化的再暖气。为了维持微生物的低能量，使其很好的形成并保持污泥块，这样可使活性污泥的吸附能力显著提高。曝气吸附所需的曝先时间短，但氧的利用速度低，污泥曝气的时间则较长，这是仅对回流污泥而言，对整个曝气池来说，与标准活性污泥法相比，其处理设施较小、，曝气时间为1～1．5A小时，再曝气时间为3～7·5A小时，污泥龄为15天，BOD负荷为7kg／100kg（ss），污泥容积指数SVI)为50～100，混合液中的悬俘物（MLSS）为4000～6000ppm，回流污泥率近于100%，送气垦为12m3／m3（流人污水），但处理一般城市下水的标准希望BOD除去率为90%。4）缺氧（厌氧）/好氧活性污泥生物脱氮工艺（A/O工艺）典型的城市污水中，TN的含量为20-50mg/L，平均值为40mg/L，一般城市污水TN的含量在20-50mg/L之间。城市污水中的氮主要以有机氮、氨氮两种形式存在，硝酸氮含量较低，当采取适当的运行条件后，城市污水中的氮会发生的氮化反映、硝化反映和反硝化反映。A1/O法脱氮工艺流程的反硝化反应器在前，BOD去除、硝化两项反映的综合反应器在后。反硝化反映是以原污水中的有机物为碳源的。在硝化反应器内含有大量硝酸盐的硝化液流到反硝化反应器，进行反硝化脱氮反映。A1/O工艺由缺氧段与好氧段两部分组成，其中缺氧段的水力停留时间为0.5-1h，溶解氧小于0.5mg/L。同时，为加强搅拌混合作用，防止污泥沉积，应设置搅拌器或水下推流器，功率一般为10W/m3，而好氧段的结构同普通活性污泥法相同，水力停留时间为2.5-6h，溶解氮为1-2mg/L。25）厌氧（绝氧）/好痒活性污泥生物除磷工艺（A/O工艺）城市污水中总磷含量在4-15kg/L之间，其中有机磷为35%左右，无机磷为66%左右，通常都是以有机磷、磷酸盐或聚磷酸磷的形式存在于污水中。2在A/O工艺系统中，微生物在厌氧条件下将细胞中的磷释放，然后进入好氧11\n西安建筑科技大学硕士论文状态，并在好氧条件下能够摄取比在厌氧条件下所释放更多的磷，即利用其对磷的过量摄取能力将含磷污泥以剩余污泥的方式排除处理系统之外，从而降低处理出水中磷的含量；尤其对于进水中磷与BOD比值较低的情况下能取得很好的处理效果。但在磷与BOD比值较高的情况下，由于BOD负荷较低，剩余污泥量较少，因而比较难达到稳定的运行效果。生物除磷是依靠回流污泥中聚磷的活动进行的，聚磷菌是活性污泥在磷、好氧交替过程中大量繁殖的一种好痒菌，能在细胞内储PHB和聚磷酸盐。在厌氧-好氧过程中，聚磷酸盐在厌氧池中为优势菌种，构成了活性污泥絮体的主体，它吸收分子的有机物；同时，将存储在细胞中的聚磷酸盐中的磷透过水解释放出来，并提供必须的能量。而在随后的好氧池中，聚磷菌所吸收的有机物质将被养活分解并提供能量，同时，能从污水中摄取比厌氧条件所释放更多的磷，将磷以聚磷酸盐的形式储藏在菌体内而形成高磷污染，通过剩余污泥系统排出，因而可获得相当好的除磷效果。6）AB法工艺该工艺将曝气池分为高低负荷两段，各有独立的沉淀和污泥回流系统。高负荷段A段停留时间约20－40分钟，以生物絮凝吸附作用为主，同时发生不完会氧化反应，生物主要为短世代的细菌群落，去除BOD达50％以上。B段与常规活性污泥相似，负荷较低，泥龄较长。AB法工艺的主要特征A段在很高的负荷下运行，其负荷率通常为普通活性污泥法的50~100倍，污水停留时间只有30~40min，污泥龄仅为0.3~0.5d。污泥负荷较高，真核生物无法生存，只有某些世代短的原核细菌才能适应生存并得以生长繁殖，A段对水质、水量、PH值和有毒物质的冲击负荷有极好的缓冲作用。A段产生的污泥量较大，约占整个处理系统污泥产量的80%左右，且剩余污泥中的有机物含量高。B段可在很低的负荷下运行，负荷范围一般为<0.15kgBOD/(kgMLSS.d)水力停留时间为2~5h，污泥龄较长，且一般为15~20d。在B段曝气池中生长的微生物除菌胶团微生物外，有相当数量的高级真核微生物，这些微生物世代期比较长，并适宜在有机物含量比较低的情况下生存和繁殖。A段与B段各自拥有独立的污泥回流系统，相互隔离，保证了各自独立的生物反应过程和不同的微生物生态反应系统，人为地设定了A和B的明确分工。工作机理12\n西安建筑科技大学硕士论文开放式系统原理：AB工艺中不设初沉池，从而使污水中的微生物在A段得到充分利用，并连续不断的更新，使A段形成一个开放性的、不断由原污水中生物补充的生物动态系统。微生物的生物相及其特性：A段内微生物活性强、世代期短、具有很强的吸附能力。当A段以兼氧的方式运行时，由于供氧较低，高活性微生物为了满足自身代谢能量的要求，被迫对在好氧条件下把不易分解的有机物进行初步分解，起到大分子断链的作用，使其转化为较小分子的易降解有机物，从而在后续的B段好氧曝气中易于被去除。B段主要是世代期长的真核微生物，能够保证出水水质。7）SBR活性污泥法工艺SBR是序列间歇式活性污泥法（SequencingBatchReactorActivatedSludgeProcess）的简称，是一种按间歇曝气方式来运行的活性污泥污水处理技术，又称序批式活性污泥法。与传统污水处理工艺不同，SBR技术采用时间分割的操作方式替代空间分割的操作方式，非稳定生化反应替代稳态生化反应，静置理想沉淀替代传统的动态沉淀。它的主要特征是在运行上的有序和间歇操作，SBR技术的核心是SBR反应池，该池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池，无污泥回流系统。SBR系统进一步拓宽了活性污泥法的使用范围。就近期的技术条件，SBR系统更适合以下情况：a.中小城镇生活污水和厂矿企业的工业废水，尤其是间歇排放和流量变化较大的地方；b.需要较高出水水质的地方，如风景游览区、湖泊和港湾等，不但要去除有机物，还要求出水中除磷脱氮，防止河湖富营养化；c.水资源紧缺的地方。SBR系统可在生物处理后进行物化处理，不需要增加设施，便于水的回收利用；d.用地紧张的地方；e.对已建连续流污水处理厂的改造等；f.非常适合处理小水量，间歇排放的工业废水与分散点源污染的治理。8）氧化沟（OD）工艺氧化沟是活性污泥法的一种变型，其曝气池呈封闭的沟渠型，所以它在水力流态上不同于传统的活性污泥法，它是一种首尾相连的循环流曝气沟渠，污水渗入其中得到净化，最早的氧化沟渠不是由钢筋混凝土建成的，而是加以护坡处理的土沟渠，是间歇进水间歇曝气的，从这一点上来说，氧化沟最早是以序批方式处理污水的技术。氧化沟的水力停留时间可达10-30h，污泥龄20-30d，有机负荷很低13\n西安建筑科技大学硕士论文[0.05-0.15kgBOD5/(kgMLSS·d)]，实质上相当于曝气活性污泥系统。由于它运行成本很低，结构简单，易于维护管理。出水水质好、耐冲击负荷、运行稳定、并可脱氮除磷，可用于处理水量为72-200万立方/d。氧化沟出水水质好，一般情况下，BOD5去除率可达95%-99%，脱氮磷可达90%左右，除磷效率可达50%左右；如在处理过程中，适量投加铁盐，除磷效率可达95%。一般的出水水质为BOD5=0-15mg/L;SS=10-20mg/L；NH4-N=1-3mg/L；P﹤1mg/L。运行费用较常规活性污泥法低30%-50%，基建费用较常规活性污泥法低40%-60%。2.2污水处理厂费用投资估算[2][17]2.2.1污水处理厂费用构成污水处理厂项目工程成本的构成可以通过费用划分和汇集按照工程项目建设过程中各类费用支出或花费的性质、途径等来确定。污水处理厂工程费用构成包括以下几个方面：（1）用于建筑施工和安装施工所需支出的费用，（2）用于购买工程项目所需设备的费用，（3）用于委托前期工程咨询、工程勘察设计应支付的费用，（4）用于购置项目建设土地所需的费用，（5）用于建设单位自身进行项目融资以及进行项目管理所花费的费用等。我国现行市政工程项目工程总成本的具体组成可以分为四部分：直接费、间接费、利润和税金，其具体构成如图2-1所示：直接工程费直接费措施费规费间接费企业管理费工程总成本利润税金图2-1污水处理厂项目工程成本构成14\n西安建筑科技大学硕士论文（1）直接费直接费是指施工过程中耗费的构成工程实体或有助于工程实体形成的各项费用支出，直接费由人工费、材料费、施工机械使用费和其他直接费组成。直接费的内容如下：1．人工费，指列入概预算定额的直接从事建筑安装工程施工的生产工人的基本工资、工资性津贴及属于生产工人开支范围的各项费用，内容包括：1）生产工人的基本工资、工资性质的津贴（包括副食品补贴、煤粮差价补贴、上下班交通补贴等）。2）生产工人辅助工资，指开会和执行必要的社会义务时间的工资，职工学习、培训期间的工资，调动工作期间的工资和探亲假期的工资，因气候影响停工的工资，女工哺乳时间的工资，由行政直接支付的病（六个月以内）、产、婚、丧假期的工资，徒工服装补助费等。3）生产工人工资附加费，指按国家规定计算的支付生产工人的职工福利基金和工会经费。4）生产工人劳动保护费，指按国家有关部门规定标准发放的劳动保护用品的购置费、修理费和保健费、防署降温费等。2．材料费，指列入概预算定额的材料、构配件、零件和半成品的用量以及周转材料的摊销量按相应的预算价格计算的费用。3．施工机械使用费，指列入概预算定额的施工机械台班量按相应机械台班费定额计算的建筑安装工程施工机械使用费，施工机械安、拆及进出场费和定额所列其他机械费。4．其他直接费，指概预算定额分项定额规定以外发生的费用，内容包括：1）冬雨季施工增加费。2）夜间施工增加费。3）流动施工津贴。4）因场地狭小等特殊情况而发生的材料二次搬运费。5）生产工具用具使用费，指施工、生产所需不属于固定资产的生产工具，检验、试验用具等的购置、摊销和维修费，以及支付给工人自备工具的补贴费。6）检验试验费，指对建筑材料、构件和建筑安装物进行一般鉴定、检查所发生的费用，包括自设试验室进行试验所耗用的材料和化学药品费用等，以及技术革新和研究试验费。不包括新结构、新材料的试验费和建设单位要求对具有出厂15\n西安建筑科技大学硕士论文合格证明的材料进行检验、对构件破坏性试验及其他特殊要求检验试验的费用。7）工程定位复测、工程点交、场地清理费用。直接费是指建设工程施工过程中，直接耗用于建设工程产品的各项费用的总和。是根据施工图纸结合定额项目来划分的，以每个工程项目的工作量乘以该工程项目的预算定额单价来计算的。（2）间接费间接费是指企业内部的各项目经理部为施工准备，组织和管理施工生产的全部施工费用的支出，具体包括规费和企业管理费，具体如下：1）规费规费是政府和有关权力部门规定必须缴纳的费用（简称规费）包括：工程排污费：是指施工现场按规定缴纳的工程排污费。工程定额测定费：是指按规定支付工程造价（定额）管理部门的定额测定费。社会保险费：包括养老保险费、失业保险费、医疗保险费。其中养老保险是指企业按照规定标准为职工缴纳的基本养老保险费；业保险费是指企业按照国家规定标准为职工缴纳的失业保险费；医疗保险是指企业按照规定标准为职工缴纳的医疗保险费。住房公积金：是指企业按规定标准为职工缴纳的住房公积金。危险作业意外伤害保险：是指按照《建筑法》规定，企业为从事危险作业的建筑安装施工人员支付的意外伤害保险。规费的计算：规费的计算按下列公式执行：规费＝计算基数×规费费率计算基数可采用“直接费”、“人工费和机械费合计”或“人工费”，投标人在投标报价是，规费的计算一般按国家及有关部门规定的计算公式和费率进行。2）企业管理费企业管理费是指建筑安装企业组织施工生产和经营管理所需费用，包括以下内容：管理人员工资：是指管理人员的基本工资、工资性补贴、职工福利、劳动保护费等。办公费：是指企业管理办公用的文具、纸张、帐表、印刷、邮电、书报、会议、水电、烧水和集体取暖（包括现场临时宿舍取暖）用煤等费用。差旅交通费：是指职工因公出差、调动工作的差旅费、住勤补助费，市内交16\n西安建筑科技大学硕士论文通费和误餐补助费，职工探亲路费，劳动力招募费，职工离退休、退休一次性路费，工伤人员就医路费，工地转移费以及管理部门使用的交通工具的油料、燃料、养路费和牌照费等。固定资产使用费：是指管理部门和试验部门及附属生产单位使用的属于固定资产的房屋、设备等的折旧、大修、危险或租赁费。工具用具使用费：是指管理使用的不属于固定资产的生产工具、器具、家具、交通工具和检验、试验、测绘、消防用具等的购置、维修和摊销费。劳动保险费：是指由企业支付给离退休职工的易地安家补助费、职工退职金、六个月以上的病假人员工资、职工死亡丧葬补助费、抚恤金、按规定支付给离休干部的各项费用等。工会经费：是指企业按职工工资总额计提的工会经费。职工教育经费：是指企业为职工学习先进技术和提高文化水平，按职工工资总额计提的费用。财产保险费：是指施工管理用财产、车辆保险费。财务费：是指企业为筹集资金而发生的各种费用。税金：是指企业按规定缴纳的房产税、车辆使用税、土地使用税、印花税等。其他：包括技术转让费、技术开发费、业务招待费、绿化费，广告费，公证费，法律顾问费，审计费，咨询费等。企业管理费的计算：企业管理费的计算主要有两种方法：公式计算法和费用分析法公式计算法：利用公式计算法计算企业管理费的方法比较简单，也是投标人经常采用的一种计算方法，其计算公式为：企业管理费=计算基数×企业管理费费率其中企业管理费费率的计算因计算基数不同，分为三种：以直接费为计算基数：企业管理费率＝生产工人年平均管理费／（年有效施工天数×人工单价）×人工费占直接费比例以人工费和机械费为计算基数：企业管理费率＝生产工人年平均管理费／（年有效施工天数×（人工单价＋每一工日机械使用费））×100％以人工费为计算基数：企业管理费率＝生产工人年平均管理费／（年有效施工天数×人工单价）×100％费用分析法：用费用分析计算企业管理费就是根据企业管理费的构成，结合17\n西安建筑科技大学硕士论文具体的工程项目确定各项费用的发生额，公式计算法为：企业管理费＝管理人员工资＋办公费＋差旅交通费＋固定资产使用费＋工具用具使用费＋劳动保险费＋工会经费＋职工教育经费＋财产保险费＋财务费＋税金＋其他（3）利润利润是指施工企业完成所承包工程获得的盈利。在建设产品的市场定价过程汇总，应根据市场的竞争状况适当确定利润水平。取定的利润水平过高可能会导致丧失一定的市场机会，取定的利润水平过低优惠面临很大的市场风险。（4）税金税金指国家税法规定的应计入市政工程费用的营业税、城市维护建设税及教育费附加。[41]2.2.2工程投资估算的基本要求对于污水处理厂工程建设项目投资估算的编制，现阶段主要遵照建标[2007]164号文发布施行的《市政工程投资估算编制办法》（以下简称《编制办法》）中要求进行编制。对于利用国际金融机构和外国政府金融机构贷款的工程建设项目，还应根据贷款方的评估要求补充必要的编制内容。建设项目前期分析中的投资估算对总造价主要起控制作用，是不能随意突破的。在投资估算编制中，应该严格执行国家的方针、政策和有关法规制度，根据工程项目的建设条件、建设规模、工期、标准如实计算所需投资。建设项目前期分析中的投资估算是可行性研究报告的重要组成部分，同时也是项目决策的基本依据之一，为此，工程投资估算的编制单位要对技术方案以及经济方案全面负责。当由几个单位共同编制可行性研究报告时，主管部门应指定主体编制单位负责统一制定估算编制原则，并汇编总估算，其他单位负责编制各自所承担部分的工程估算。可行性研究中投资估算编制时，参加编制人员必须树立经济核算的观念，克服重技术轻经济的倾向，各专业之间应密切配合，做好多方案比较，努力降低工程造价，提高投资经济效益。投资估算编制人员应深入现场，搜集工程所在地有关的人工工资、材料供应和价格、运输和施工条件、各项费用标准等基础资料，并全面了解建设项目的资金筹措方案、征地拆迁赔偿方案、实施计划安排、基础配套设施等安排落实情况。对于引进技术和设备或则中外合作经营的项目，投资估算编制人员应与建设方一18\n西安建筑科技大学硕士论文同参与对外洽商，取得全面的资料，以提高投资估算编制的质量。2.2.3投资估算的编制办法建设项目投资估算的精确度，在不同的设计阶段有不同的要求，大致可分为以下两类：一是指可研性估算，是在已确定初步流程、主要处理设备、建设工程地理位置等基础资料情况下根据概念性设计编制，此时可能误差范围一般在±（20%~30%），估算一般适用于城市或区域性规划的筹划或优化；二是在确定概念性设计和将来建设技术条件的基础上进行估算，其可能的误差一般范围在±（10%~20%），较之前一种更精确。常用的估算方法有以下几种。[41]1）指标估算法指标估算法以国家、部门和地区制定的技术经济指标为估算依据，或则以已经建设完成的同类工程的造价指标为基础，结合工程的具体条件，对时间、地点、材料差价等可变因素进行调整。一句建设部颁发的《市政工程投资估算指标》（2007）和《给水排水设计手册：第10册技术经济》（2000），并结合近年来我国各地污水处理厂建设项目的实际工程投资情况，对污水处理厂建设基本建设投资进行估算，供项目建议书或预可研阶段估算时参考。表2-1污水处理厂单位水量投资估算和主要材料消耗的综合指标主要材料规模/单位投资/433（10m/d）（元/m）3钢材/㎏水泥/㎏木材/m金属管/㎏非金属管/㎏一级污水处理厂20以上719~81113~1595~1000.01~0.023.15~5.255.25~7.3510~20811~91615~17100~1100.02~0.025.25~6.307.35~8.405~10916~106717~19110~1210.02~0.026.30~8.408.40~10.502~51067~122219~21121~1370.02~0.038.40~9.4510.50~11.551~21222~138221~26137~1680.03~0.039.45~11.5511.55~12.60二级污水处理厂（一）20以上1077~123117~20100~1210.01~0.028.93~11.5510.50~14.7010~201231~138920~23121~1470.02~0.0211.55~13.1314.70~15.755~101389~160323~25147~1680.02~0.0213.13~16.2815.75~18.902~51603~195825~29168~1890.02~0.0316.28~19.9518.90~21.001~21958~222429~34189~2520.03~0.0319.95~24.1521.00~26.2519\n西安建筑科技大学硕士论文二级污水处理厂（二）20以上1489~169125~29116~1470.02~0.0210.50~13.659.45~10.5010~201691~182629~38147~1790.02~0.0313.65~15.7510.50~11.555~101826~207538~44179~2100.03~0.0315.75~19.4311.55~12.602~52075~250444~55210~2730.03~0.0319.43~22.6812.60~13.651~22504~293455~65273~3260.03~0.0322.68~26.4613.65~14.70注：1、一级处理工艺流程大体为提升、沉砂、初次沉淀、污泥浓缩及脱水；二级处理（一）工艺流程大体为提升、沉砂、初次沉淀、曝气、二次沉淀及污泥浓缩干化处理等。二级处理（二）工艺流程大体为提升、沉砂、初次沉淀、曝气、二次沉淀、消毒及污泥提升、浓缩、消化、脱水、沼气利用等；其中：污泥处理工艺流程大体为污泥提升、浓缩、消化、脱水、沼气利用等；2、综合指标不包括征地拆迁、外部供电、供水、供气、供热、厂外管道等费用3、综合指标未考虑湿陷性黄土区、地震设防、永久性冻土和地质情况十分复杂等地区的特殊要求；设备均按国产设备考虑，未考虑进口设备。4、综合指标的上限一般适用于工程地质条件复杂，技术要求较高，施工条件差等情况。下限适用于工程地质条件较好，技术要求一般，施工条件较好等情况。[3]2）费用模型估算法费用模型是通过数学关系式来描述工程费用特征及其内在联系。目前国内外b污水处理厂建设项目费用模型通式为C=aQ，其中b值主要与机械化和自控程度有关，通常范围为0.7-0.9。土建工程的b值较高，约为0.9左右；机械设备为0.75左右；电气设备为0.5-0.6。目前，国内城市污水处理厂的建设费用中，设备购置费用的比例大约占到工程费用的1/3左右。而在西方国家污水处理厂的建设费用构成中，土建工程仅占25%-30%，机械和电气设备费用却高达60%左右。因此，国内污水处理厂建设费用模型中的b值较西方国家要高，根据测算大致在0.80左右。表2-2国内外研究的模型参数b值资料来源b值资料来源b值上海市政工程设计院（80年代）0.90Fraas和Munleg0.89上海市政工程设计院（90年代）0.80威拉米特河（美）0.771上海市环境保护局0.788流总指南（日本）0.718龟田大武、明石哲也0.727土研（日本）0.772Smith(一级处理)0.67琵琶湖调查0.742Smith(二级处理)0.6920\n西安建筑科技大学硕士论文3）主要造价构成估算法主要造价构成估算法在估算时着重于工程造价构成的主要方面，次要方面按照一定的比例进行估算。在污水处理厂建设项目估算时，着重估算初沉池、曝气池、二沉池、消化池、脱水机房等构筑物建设费用，在得出这些项工程费用的基础上增加一定的比例，从而估算出整个污水处理厂的工程费用。同样，在对单项构筑物造价进行估算时，利用构筑物造价构成的比例关系，重点估算比重较大的单项构筑物。如在估算二次沉淀池的造价时，首先重点估算二次沉淀池土建工程费用，因为二次沉淀池土建费用占总造价的约80%左右。表2-3污水处理厂的造价构成各构筑物占污水处理厂总各构筑物占污水处理厂构筑物名称造价的比例（%）总造价的比例（%）构筑物名称幅度范围通常比例幅度范围通常比例进水泵房及格栅房5-126-9沼气柜2-52-4沉砂池1-21-2脱水机房4-104-8初次沉淀池5-116-10其他构筑物3-53-5曝气池及鼓风机房17-2519-23综合楼及辅助建筑3-84-6二次沉淀池8-169-14总平面布置11-1712-16消化池及控制室7-118-10机修、化验、通讯及运输设备4-85-7污泥浓缩池2-42-3家属宿舍3-64-54）参照同类工程的造价或根据概预算定额进行估算利用过去已建成的污水处理厂或同一类型构筑物的相关造价资料为依据，分析两类项目的不同特征及其可能对造价产生的影响，同时根据工程环境的具体条件、工程量、施工条件、材料价格等因素的差异，对工程造价作出一定的调整。一般情况下污水处理厂按照各单项构筑物的造价分析估算，这能够使污水处理厂的造价比较和调整工作更为细致，提高估算精度。在缺乏同类工程造价资料的情况下，可以按照概算指标或者概算定额要求，计算出主要工程数量，然后按概算定额单价进行估算。5）分项详细估算法a.工程费用的估算（1）建筑工程费估算的编制：a)污水处理厂主要构筑物和单项工程可以套用类似的工程造价指标或则估算指标进行编制。按照估算指标进行编制时，可以根据《市政工程投资估算指标》21\n西安建筑科技大学硕士论文（2007）中相适应的构筑物估算指标，按照主要构筑物和单项工程的设计规模、建设标准、工艺参数、主要尺寸进行估算，或则套用几个类似工程的投资造价指标进行分析，同时需要结合工程的具体条件、考虑时间、地点、材料价格等可变因素进行调整。b)生活设施和辅助构筑物的房屋建筑工程，同样可参照估算指标或类似工程容积指标进行编制。（2）安装工程费估算的编制：a)管配件安装工程可套用类似工程技术经济指标进行或则投资估算指标进行。也可按照概（预）算定额进行编制。b)工艺设备、工艺管道、机械设备、动力设备、变配电设备和自控仪表等的安装费用可按不同工程性质以主要设备和主要材料费用的百分比进行估算。百分比数值可以根据有关指标或同类工程的经验测算资料取定。（3）设备购置费的估算：a)项目所需主要设备费用采用出厂价格。b)备品备件购置费可以按照主要设备费用的1%提取。设备原价内包含备品备件时不再记取。c)次要设备费用可按主要设备总价的百分比计算，一般比率应掌握在10%以内。d)成套设备服务费：一般按设备总价的1%估算。e)设备运杂费：根据工程所在的地区以设备价格为计算基础，按表2-4中的运杂费费率估算。表2-4设备运杂费费率费率序号工程所在地区（%）辽宁、吉林、河北、北京、天津、山西、上海、江苏、浙江、16-7山东、安徽河南、陕西、湖北、湖南、江西、黑龙江、海南、广东、四川、重庆、7-82福建3内蒙古、甘肃、宁夏、广西、海南8-104贵州、云南、青海、新疆10-11f)超限设备运输措施费：按预计情况计入运杂费用内。g)备品备件购置费：可暂按设备原价的1%估算。22\n西安建筑科技大学硕士论文（4）工器具及生产家具购置费可按设备购置费总值的1%-2%估算。b.工程建设其他费用（第二部分费用）的估算工程建设其他费用，是指从工程筹建起到工程竣工验收交付使用止的整个建设期间，除建筑安装工程费用和设备及工、器具购置费用以外的，为保证工程建设顺利完成和交付使用后能够正常发挥效用而发生的各项费用。工程建设其他费用，大体可分为三类：第一类指土地使用费；第二类指与工程建设有关的其他费用；第三类指与未来企业生产经营有关的其他费用。土地使用费：主要包括土地征用及迁移补偿费和土地使用权出让金。土地征用及迁移补偿费指建设项目通过划拨方式取得无限期的土地使用权，依照《中华人民共和国土地管理法》等规定所支付的费用，其内容包括：土地补偿费、青苗补偿费和被征用土地上的房屋、水井、树木等附着物补偿费、安置补助费、缴纳的耕地占用税或城镇土地使用税、土地登记费及征地管理费等、征地动迁费、水利水电工程水库淹没处理补偿费。土地使用权出让金指建设项目通过土地使用权出让方式，取得有限期的土地使用权，依照《中华人民共和国城镇国有土地使用权出让和转让暂行条例》规定，支付的土地使用权出让金。建设管理费。指建设单位从项目筹建开始直至办理竣工决算为止发生的项目建设管理费用。包括：建设单位管理费；建设工程监理费；工程质量监督费等三部分，应分别按相应标准计算。建设项目前期工作咨询费。研究实验费。勘察设计费。包括工程勘察费；工程设计费；施工图预算编制费；竣工图编制费等。环境影响咨询服务费。劳动安全卫生评审费。场地准备及临时设施费。包括场地平整及建设单位临时设施费两部分。工程保险费。特殊设备安全监督检验费。生产准备费及开办费。包括生产职工培训费及提前进厂费；办公和生活家具购置费等。23\n西安建筑科技大学硕士论文联合试运转费。专利及专有技术使用费。招标代理服务费。施工图审查费。市政公用设施费。不发生或按规定免征项目不计取。引进技术和进口设备项目的其他费用。c.预备费的计算：基本预备费：应以第一部分工程费用与第二部分工程建设其他费用的总值之和为基数，乘以基本预备费费率，一般在8%-10%之间。涨价预备费：国家发改委计投资[1999]1340号文规定，目前按零记取。d.固定资产投资方向调节税：根据《中华人民共和国固定资产投资方向调节税暂行条例》及其实施细则、补充规定等文件，污水处理厂工程投资方向调节税为零。e.建设期贷款利息：建设期贷款利息根据资金来源、建设期年限和借款利率计算。目前污水处理厂工程中长期国内贷款年利率为6.14%。借款额度应该加上融资成本，主要包括管理费、代理费、承诺费等。g.铺底流动资金：铺底流动资金即自有流动资金，按流动资金总额的30%估算。[25]2.3污水处理厂处理成本构成污水处理成本的计算，通常包括污泥处理部分。构成成本计算的费用项目主要有以下几项：2.3.1能源消耗费包括在污水处理过程中所消耗的电力、自来水、汽油费、煤、天然气等能源消耗以及运输费，其中主要是电力费用。电耗计算依据处理厂实际用电负荷（kW），不包括备用设备。根据电力部门的规定，接收电用户的电压等级和性质，可实行一部制电价，也可实行两部制电价，依项目所在地的具体规定取用。一部制电价是指根据电度电价和耗电量计算电力费用，电费计算公式为：电费=电度电费24\n西安建筑科技大学硕士论文两部制电价包括基本电价和电度电价，电费计算公式为：电费=电度电费+基本电费基本电费=用户用电容量×基本电价（元/kV·A·年）电度电费=运行期间耗电量（kV·h·年）×电度电价（元/kV·h）式中，用户用电量是指高压电机容量（视在功率）、常用变压器容量、热备用变压器容量之和或最大需量（kV·A）。最大需量是一个用户在一个电缆结算周期内，每单位时间用电平均负荷的最大值。2.3.2药剂费药剂费：包括各种化学试剂、絮凝剂、消毒费。城市污水消毒的方法有：氯、二氧化氯、臭氧、紫外线和氯化消毒剂等，几种消毒方法都可行，但是处理成本差别非常大、安全性也不一样。目前一般以加入氯和二氧化氯的方法进行消毒,消毒污水的运行成本为0.025元/t。化学试剂和絮凝剂，其用量比较小，处理污水的药剂费为0.03元/t。2.3.3职工薪酬污水处理厂职工薪酬主要包括职工的工资、福利、津贴、补助和管理费，这些费用一般比较固定，每月基本不变。在分析污水处理厂的处理成本时，可以把其考虑成一个常数。其计算公式为：职工薪酬=职工定员（人）×年人均人工薪酬（元/人·年）2.3.4固定资产折旧决定固定资产折旧的主要因素有：固定资产原值、固定资产使用年限、固定资产净残值等。排水项目中，固定资产一般按税法明确规定的分类折旧年限计算折旧费，也可以采用综合折旧年限法计算折旧费。固定资产残值率可为3%～5%。采用特许经营模式的项目，应结合特许权协议确定固定资产净残值。2.3.5无形及递延资产摊销无形及递延资产摊销：排水项目无形资产按不少于10年摊销，递延资产按不少于5年摊销。也可简化公式，去平均摊销年限为10年，即摊销费率为10%，计算公式为：无形资产摊销费=无形资产×摊销费率递延资产摊销费=递延资产×摊销费率25\n西安建筑科技大学硕士论文2.3.6修理费用修理费是为保持固定资产的正常运转和使用，充分发挥使用效能，对其进行必要修理所发生的费用，按修理范围的大小和修理时间间隔的长短可以分为大修理和中小修理。排水项目固定资产修理费取费费率为2%～3%。计算公式为：修理费=固定资产原值×修理费率计算修理费的固定资产原值中不含建设期利息。2.3.7其他费用其他费用包括其他制造费用、其他管理费用和其他营业费用三项费用，指由制造费用、管理费用和营业费用中分别扣除工资、福利费、折旧费、摊销费、修理费以后的其余部分，一般以上述成本费用1至7项之和为基数，按照一定的费率提取。排水项目其他费用综合费率取8%～12%。计算公式为：其他费用=（能源消耗费、药剂费、职工薪酬、固定资产折旧+无形及递延资产摊销+修理费用+尾水、尾气、污泥处理费用）×综合费率2.3.8经营成本所谓成本是指污水处理厂的运行费用，包括污水处理厂运行的电费、资源费、药剂费、职工工资福利、大修理基金、日常检修维护费、折旧费、摊销费、管理费等总和被处理水量除，即得出年成本和单位处理成本。经营成本指其计算公式为：经营成本=能源消耗费、药剂费、职工薪酬、固定资产折旧+无形及递延资产摊销+修理费用+尾水、尾气、污泥处理费用+其他费用2.4小结本章介绍了污水处理厂的基本内容与工艺流程，并在此基础上分析了污水处理厂投资估算与运营成本构成。26\n西安建筑科技大学硕士论文3污水处理厂费用模型本论文通过理论分析，对污水处理厂处理构筑物投资进行了具体分析，最后给出了污水处理厂工程的工程费用函数关系式。[39]3.1费用函数建立的理论根据（1）数学模型概念及分类数学模型(MathematicalModel)是由数字、字母或者其他数学符号组成的，描述现实对象数量规律的数学公式、图形或算法。数学模型按照数学方法来分类：初等模型、几何模型、国论模型、组合模型、微分方程模型、线性规划模型、整数规划模型、非线性规划模型、目标规划模型、遗传算法模型、神经网络模型、统计回归模型、马氏链模型、排队论模型等。数学模型还按照建模目的来分类：描述模型、分析模型、预报模型、优化模型、决策模型、控制模型等。数学模型可以按照应用领域来分类，例如：人口模型、交通模型、生态模型、城镇规划模型、水资源模型、再生资源利用模型等；范畴更大些则形成许多边缘学科，例如：生物数学、医学数学、地质数学、数量经济学、数学社会学等（2）建模方法对于污水处理构筑物费用函数的求取，本文采用采用统计分析方法进行建模。也就是通过收集大量己经实施的工程建设费用和运行费用资料，并加以修正，使工程费用统一到同一基点上，然后统计处理各项设计因素，求出费用与主要参数(流量Q)之间的关系，通过数据处理，费用曲线和回归分析，最后得出费用模型。本文运用的回归分析是利用最小二乘法的原则，分析处理数据的指标和因素间存在的相关关系，回归分析分为线性回归和非线性回归，线性回归中有两种情况，一是指标与因素就是线性关系，二是指标与因素虽然不是线性关系但可以通过变换化为线性关系。（3）线性关系模型的检验线性关系模型的检验主要是评价模型对样本数据的代表程度，也就是拟合优度的评价以及对总体的代表性的检验(即回归方程的假设检验)。27\n西安建筑科技大学硕士论文费用模型的自变量选取应满足经济目标或使用目的，对费用起重大影响，便2于计算，利于运用。本论文对拟合优度的评价采用计算测定系数R法，并且进行了F等检验。（4）建模的具体操作步骤1）数学模型的建立，就是指从现实对象的信息提出数学问题，选择合适的数学方法，识别常量、自变量和因变量，引入适当的符号并采用适当的单位制，提出合理的简化假设，推导变量和常量所满足的数量关系，表述成数学模型。2）数学模型的求解，就是指运用所选择的数学方法求解数学模型采用适当的计算机软件能够扩大可解决的问题的范围，并能减少计算错误求解数学模型的常用软件有：Maple、Mathematica等计算机代数系统(computermgel，rasystem，CAS)；MATLAB、Lhlgo等数值计算软件；SAS、SPSS等统计软件；Excel等电子表格处理软件……。3）数学模型的分析，就是指对数学模型的解答进行数学分析，包括对结果的误差分析或统计分析、模型列数据的灵敏度分析、模型对假设的强健性分析。由于在数学建模的过程中都要对实际情况作出一定的简化假设，所以对数学模型进行分析是很有必要的。即，虽然模型建立在较强的假设上，假设对实际情况做出了较多的简化，但是模型解答已经符合或近似现实对象的信息，已经获得预期的建模效果。5）数学模型的检验，就是指把数学模型的解答解释成现实对象的解答，给出实际问题所需要的分析、预报、决策或控制的结果，检验现实对象的解答是否符合现实对象的信息(包括实际的现象、数据或计算机仿真)，从而检验数学模型是否合理、是否适用。如果检验的结果说明该数学模型不够合理、不适用于实际对象，首先要考虑最初从实际对象的信息提出的数学问题以及选择的数学方法是否适当，是否要重新提出数学问题、重新选择数学方法；其次要考虑在模型建立阶段所提出的简化假设是否合理，是否足够，通过修改假设，或补充假设，重新建模。所示，数学建模的过程往往需要经历反复和完善，直到满意。数学建模取得满意的结果以后，可以根据实际对象的需要进一步应用所建立的数学模型来解决其它实际问题，这就是模型应用。28\n西安建筑科技大学硕士论文3.2污水处理构筑物的费用函数建立费用函数是用数学表达式来描述工程费用的一种方式，它的建立要求反映客观的经济规律，同时具有一定的精确度，形式简明，建立在足够的工程费用资料b的基础上。目前国内外污水处理费用模型通式为C=aQ，本论文也选取此费用模型，通过对大量工程实际数据的拟合，求出费用模型的具体表达式。在保证出水水质的前提下，通过建立污水各处理构筑物的费用函数（第一部分费用），继而建立污水处理厂工程总造价的费用函数。本论文仅对传统的处理工艺中的处理单元构筑物建立费用函数，包括污水泵房、沉砂池、一次沉淀池、曝气池、二次沉淀池、接触池、浓缩池和消化池。各单元处理构筑物费用函数的建立如下所示：（1）粗格栅及污水泵房的造价模型污水泵房为矩形半地下式混合结构，地下部分为钢筋混凝土结构。污水泵房与集水井合建。对统计数据进行回归分析，粗格栅与污水泵房的费用模型表达式3为(C表示造价，Q表示流量，处理水量在(0.5，50)万m/d)：0.819C=61.468Q变量偏回归系数标准误差t统计量显著性水平显著程度常数项61.4680.08110.0510.001***流量0.81913.3944.5890.010***模型统计情况：2调整后的R：0.952估计的标准误差:0.198F统计量:101.013显著性水平（P值）:0.001图3.1粗格栅与污水泵站造价29\n西安建筑科技大学硕士论文2在置信度ａ=0.01时的最小相关系数R=0.952，说明C与Q相关程度十分显著，所以粗格栅与污水泵房的造价函数关系式可由上式表达。（2）细格栅与曝气沉砂池造价沉砂池为钢筋混凝土结构。对统计数据进行回归分析，费用模型表达式为（C3表示造价，Q表示流量，处理水量在(0.5，50)万m/d范围内)：0.823C=22.211Q变量偏回归系数标准误差t统计量显著性水平显著程度常数项22.2110.2163.8350.019**流量0.82312.6991.7370.157**模型统计情况：2调整后的R：0.733估计的标准误差:0.522F统计量:14.705显著性水平（P值）:0.019图3.2细格栅与曝气沉砂池造价2在置信度ａ=0.01时的最小相关系数R=0.733，说明C与Q相关程度显著，所以细格栅与曝气沉砂池的造价函数关系式可由上式表达。30\n西安建筑科技大学硕士论文（3）初沉池造价对统计数据进行回归分析，费用模型表达式为(C表示造价，Q表示流量，处3理水量在(0.5，50)万m/d范围)：1.083C=39.936Q变量偏回归系数标准误差t统计量显著性水平显著程度常数项39.9360.03233.7070.000***流量1.0833.42811.6590.000***模型统计情况：2调整后的R：0.996估计的标准误差:0.078F统计量:1139.167显著性水平（P值）:0.00图3.3初沉池造价2在置信度ａ=0.01时的最小相关系数R=0.996，说明C与Q相关程度十分显著，所以初沉池的造价函数关系式可由上式表达。（4）二沉池配水井及污泥泵房造价钢筋混凝土结构。对统计数据进行回归分析，费用模型表达式为(C表示造价，3Q表示流量，处理水量在(0.5，50)万m/d范围)：1.352C=4.501Q31\n西安建筑科技大学硕士论文变量偏回归系数标准误差t统计量显著性水平显著程度常数项4.5010.06919.7180.000***流量1.3520.8234.4660.005***模型统计情况：2调整后的R：0.995估计的标准误差:0.166F统计量:383.816显著性水平（P值）:0.000图3.4二沉池配水井及污泥泵房造价2在置信度ａ=0.01时的最小相关系数R=995，C与Q相关程度十分显著，所以二沉池配水井及污泥泵房的造价函数关系式可由上式表达。（5）二沉池造价钢筋混凝土结构。对统计数据进行回归分析，费用模型表达式为(C表示造价，3Q表示流量，处理水量在(0.5，50)万m/d范围)：0.800C=186.647Q变量偏回归系数标准误差t统计量显著性水平显著程度常数项186.6470.0918.7790.001***流量0.80049.3514.1120.015***模型统计情况：2调整后的R：0.975估计的标准误差:0.221F统计量77.031显著性水平（P值）:0.00132\n西安建筑科技大学硕士论文图3.5二沉池造价2在置信度ａ=0.01时的最小相关系数R=0.975C与Q相关程度十分显著，所以二沉池的造价函数关系式可由上式表达。（6）接触池造价对统计数据进行回归分析，费用模型表达式为(C表示造价，Q表示流量，处3理水量在(0.5，50)万m/d范围)：0.442C=52.717Q变量偏回归系数标准误差t统计量显著性水平显著程度常数项52.7170.03412.9240.000***流量0.4424.81110.9570.000***模型统计情况：2调整后的R：0.971估计的标准误差:0.083F统计量:167.037显著性水平（P值）:0.00033\n西安建筑科技大学硕士论文图3.6接触池造价2在置信度ａ=0.01时的最小相关系数R=0.971，C与Q相关程度十分显著，所以接触池的造价函数关系式可由上式表达。（7）生物池造价对图中的数据进行回归分析，费用模型表达式为(C表示造价，Q表示流量当3处理水量在(0.5，50)万m/d范围)：0.824C=400.222Q变量偏回归系数标准误差t统计量显著性水平显著程度常数项400.2220.01460.8600.000***流量0.82414.46327.7610.000***模型统计情况：2调整后的R：0.999估计的标准误差:0.033F统计量:3703.908显著性水平（P值）:0.00034\n西安建筑科技大学硕士论文图3.7生物池造价2在置信度ａ=0.01时的最小相关系数R=0.999，说明C与Q相关程度十分显著，所以生物池的造价函数关系式可由上式表达。（8）污泥浓缩脱水机房造价钢筋混凝土结构。对统计数据进行回归分析，费用模型表达式为(C表示造价，3Q表示流量，处理水量在(0.5，50)万m/d范围)：0.362C=40.773Q变量偏回归系数标准误差t统计量显著性水平显著程度常数项40.7730.03310.8960.000***流量0.3623.61411.2810.000***模型统计情况：2调整后的R：0.959估计的标准误差:0.080F统计量:118.714显著性水平（P值）:0.00035\n西安建筑科技大学硕士论文图3.8污泥浓缩脱水机房造价2在置信度ａ=0.01时的最小相关系数R=0.959，C与Q相关程度十分显著，所以污泥浓缩脱水机房的造价函数关系式可由上式表达。（9）消化池造价对统计数据进行回归分析，费用模型表达式为(C表示造价，Q表示流量，处3理水量在(0.5，50)万m/d范围)：0.637C=440.241Q变量偏回归系数标准误差t统计量显著性水平显著程度常数项440.2410.03816.6440.000**流量0.63744.9379.7880.001**模型统计情况：2调整后的R：0.982估计的标准误差:0.093F统计量:385.703显著性水平（P值）:0.00036\n西安建筑科技大学硕士论文图3.9消化池造价2在置信度ａ=0.01时的最小相关系数R=0.982，C与Q相关程度十分显著，所以消化池的造价函数关系式可由上式表达。[41]10)综合分析污水处理厂的综合投资计算公式为：总投资=第一部分费用：工程费用+第二部分费用：工程建设其他费用+其他投资。其中工程费用包括：土建工程费、设备购置费、安装工程费及工器具、生产家具及备品备件；工程建设其他费用包括：土地征用费、建设单位管理费、监理费、工程地质勘察费、设计费、工程前期费、招标代理费、施工图审查费、施工图预算编制费、研究实验费、联合试运转费、生产职工培训费等；其他投资包括：预备费、固定资产投资方向调节税、建设期借款利息、铺底流动资金等。b目前国内外污水处理费用模型通式为C=aQ，其中b值通常范围为0.7-0.9，主要与机械化和自控程度有关。土建工程的b值较高，约为0.9左右；机械设备为0.75左右；电气设备为0.5-0.6。对于不同的处理工艺，其工程造价的函数关系也不同，结合以上主体构筑物造价并参照2007年建设部颁发的《市政工程投资估算指标》和2000年《给水排水设计手册》（第10册），再结合近年来各地市政设施建设项目的实际施工工程投37\n西安建筑科技大学硕士论文资结算情况，得出污水处理厂总造价费用模型公式为：0.80一级污水处理厂：C=1200—1800Q0.79二级污水处理厂（污泥浓缩干化）：C=1800—2600Q0.78二级污水处理厂（污泥消化脱水）：C=2600—3500Q式中C为污水处理厂总造价（万元），但不包括征地拆迁费、涨价预备费和建3设期贷款利息，设备采用国产设备；Q为设计平均日处理污水量（万m/d）。对于上述数据模型，水量大的取低限，水量小的取高限；工艺复杂、结构复杂工程取高限，工艺简单、结构简单取低限；上海、北京等东部发达城市取高限，东西部城市相对取低限。3.3小结本章研究了工程费用函数的基本理论，在此基础上通过回归分析得出了污水处理厂主要构筑物费用函数模型以及污水处理厂总造价模型。38\n西安建筑科技大学硕士论文4污水处理厂成本研究成本模型简介：成本模型，亦称为经济目标函数，或称成本函数，它是通过数学关系式或图像方式来描述工程费用特征及其内在的联系，它具有以下特点:(1)费用模型是工程费用资料的概括和抽象，来源于工程实际资料。(2)体现工程费用与主要设计因素之间的关系。(3)易于看出费用的变化规律及其经济性态。(4)便于数学运算，为设计的系统优化技术经济分析研究和计算机程序编制提供有利条件，费用模型的数据搜集和处理方法主要有:l)统计分析法:统计分析法在国内外应用较为普通，就是搜集大量已经实施的工程建设费用和运行费用的资料，统计处理各项设计因素，求出费用与主要参数之间的关系。2)典型设计法:或称系列设计法，当建设工程实际费用资料较少时，可通过典型的系列设计，也就是拟定典型的处理工艺流程和设计原则，按不同规模进行系列设计，并按统一的费用定额求得建设费用。3)参数分析法:在各构筑物中，找出对费用起支配作用的参数，然后确定其建设费用。费用模型的形式和参数确定，费用模型的建立，首先取决于模型的形式，最常用的模型型式为：C=aXa1⋅Xa2⋅Xa3123或C=a+bXa1⋅Xa2⋅Xa3123变量Xl、X2、X3分别为各项设计参数值，变量的多少视经济目标或使用目标而定；a、b、al、a2、a3为常数，上式中的参数可以通过曲线拟合或由最小二乘法，麦夸特算法等方法确定。[10][35]4.1污水处理厂运营费用构成年运营费用模型主要包括动力费用函数、药剂费用函数、大修和检修维护费用函数及其它费用的费用函数。（1）能源消耗费主要是电费，它主要包括泵站的电费，曝气池鼓风机电费等。39\n西安建筑科技大学硕士论文1）泵站电费：P=TKμX式中：P——泵站电费，包括提升泵、污泥回流泵、污泥泵的运行费用；T——每月泵的运行时间；K——每千瓦小时的电费；μ——泵的利用效率；X———泵的功率。对于10万t/d污水处理厂，12台提升泵的功率为12×55kW(220kW)，15台污泥及回流泵15×22kW(110kW)，电费按0.5元/（kW·h）计算，泵的利用效率为0.7，则一个月（按照720小时计算），的泵站电费为24.948万元。2）曝气池电费根据水质、污水处理工艺、曝气设备计算出所配曝气设备的功率在1350~1650kW，设备利用率在75%左右，取所配的功率为1500kW。月电费为40.5万元。能源消耗费为：P=24.948+40.5=65.448万元。（2）药剂费药剂费包括各种化学试剂、絮凝剂、消毒费。城市污水消毒的方法有：氯、二氧化氯、臭氧、紫外线和氯化消毒剂等，几种消毒方法都可行，但是处理成本差别非常大、安全性也不一样。臭氧和紫外线消毒的方法运行成本高，液氯消毒是目前较普遍采用的消毒方法,它工艺成熟,效能稳定,其综合运转费用是最低的。目前主要从经济的角度考虑所采用的消毒方式，一般以加入氯和二氧化氯的方法进行消毒。24QK1R=(a1b1+a2b2)k2式中：a1、a2——氯、二氧化氯的平均投加量（包括污泥处理所需的药剂）确定时应考虑药剂的有效成分。消毒污水的运行成本为0.025元/t。化学试剂和絮凝剂，其用量比较小，处理污水的药剂费为0.03元/t，每月需要的药剂费为：R=8.1万元。（3）工资及福利费人员费包括污水处理厂职工的工资、福利、津贴、补助和管理费。建成后污水处理厂的所需要的工作人员数量一般是固定的，这些费用一般也比较固定，每40\n西安建筑科技大学硕士论文月基本不变。在分析污水处理厂的处理成本时，可以把其考虑成一个常数。W=AN式中A——职工每人每月的平均工资及福利费；N——职工人数。按照定员为25人，平均每人每月的费用为4000元，人员费用E3每月为10万元。（4）固定资产基本折旧费C1A=Fi⋅n式中A——每年折旧费；C1——固定资产投资；Fi——年金现值系数，其中i为贴现率，一般按贷款利率计算；N——折旧年限。固定资产投资可按第一部分工程费用、预备费用和建设期贷款利息三项费用之和估算。假设固定资产投资在10000万元，贷款利率为6%，折旧年限为25年(一般BOT投资的污水处理厂合同约定为25~30年)。n251(+i)−11(+6%)−1Fi⋅n===9.267n25i1(*+i)6%1(*+6%)8000其每月的折旧为：A=/12=89.93。.9267（5）无形资产和递延资产摊销费C2H=Fi⋅n式中H——每年摊销费；C2——无形资产和递延资产；Fi——年金现值系数，其中i为贴现率，一般按贷款利率计算；N——摊销年限。无形资产和递延资产可按第二部分工程建设其他费用与固定资产投资方向调节税之和估算。假设无形资产和递延资产在1200万元，贷款利率为6%，折旧年限为10年。41\n西安建筑科技大学硕士论文n101(+i)−11(+6%)−1Fi⋅n===5.853n10i1(*+i)6%1(*+6%)1200其每月的摊销为：A=/12=17.08万元。.5853（6）修理费M=设备投资×大修理费率修理费包括日常的设备维修保养费、仪表的校验费、设备大修费和管道的维护费,维修保养费和仪表的校验费一般每年按照设备投资额的5%计提，设备大修费和管道的维护费一般几年才有1次，每年按照设备投资额的2%计提。设备投资在3600万元左右，按照5年进行1次设备大修，每月的维修费为21万元。（7）其他费用包括管理和销售部门的办公费、取暖费、租赁费、保险费、差旅费、研究试验费、会议费、成本中列支的税金（如房产税、车船使用税等），以及其他不属于以上项目的支出等。一般可按上述各项费用总和的一定比率计算。L=(P+R+W+A+H+M)*I对于城市排水工程，根据统计分析资料，其比率一般可取15%。通过上述投资模型的建立，再建立年运营费用模型，最后确定出污水处理成本模型的具体表达式。（8）运营成本YC=P+R+W+A+H+M+L（9）单位制水成本AC=YC/∑Q式中Q——设计平均日处理污水量。对于10万t/d污水处理厂，其运营成本为240.59万元，单位制水成本约为0.802元/吨。4.2污水处理厂运营费用模型利用相关统计数据，我们可以通过曲线估计对污水处理厂运营成本（C1）或则总成本费用（C0）与日处理污水量Q进行相关分析，进而求出两者之间的数量关系。本文抽样选取15个污水处理厂的经营成本以及总成本费用作为样本数据，通过SPSS软件对相关样本数据进行回归分析求取结果如下：42\n西安建筑科技大学硕士论文0.93C1=229+910Q0.5C0=263+1015QC0AC=ΣQ式中C1——表示污水处理厂年经营成本（万元）；C0——表示污水处理厂年总成本费用（万元）；3AC——表示单位水处理成本（元/m）；3Q——表示平均日处理污水量（万m/d）。4.3小结本章在分析污水处理厂成本构成及相关资料基础上，利用已有数据样本通过回归分析得出年经营成本与年总成本费用模型。43\n西安建筑科技大学硕士论文5西安市污水处理厂费用模型与成本实例5.1西安市第三污水处理厂工程5.1.1地理位置该污水处理厂位于东郊、产河东沿岸下游，西临高速公路与东三环所夹三角地带。5.1.2污水厂收水范围根据西安市总体规划及排水规划，西安市第三污水处理厂将接纳浐河东、西两岸生产废水和生活污水，覆盖面积约为2096公顷上。其中浐河东岸为纺织城组团，服务面积为1174公顷，浐河西岸南起南三环，北至西临高速公路，西起幸福路，东至产河，服务面积922公顷。5.1.3投资估算投资估算内容主要包括近期（10万吨/天）污水处理厂内各种构筑物、建筑物、管线、工艺安装、设备、电气、自控仪表以及厂外配套管网等项目。西安市第三污水处理厂采用Orbal氧化沟工艺，工艺流程见图5.1。进粗进细曝选氧二出水格水格气择化沉水栅泵栅沉池沟池房砂池污回泥流泵污泥剩余污泥集泥池污泥浓缩脱水车间外运图5.1西安市第三污水处理厂工艺流程图根据第三章建立的污水处理厂单体构筑物费用模型得出污水处理厂具体费用，以及污水处理厂工程费用投资估算公式，二级污水处理厂（污泥浓缩干化）：44\n西安建筑科技大学硕士论文0.79C=1800—2600Q得出西安市第三污水处理厂总造价为：0.79C=2235Q=13780.9万元（不含征地拆迁费、涨价预备费和建设期贷款利息）。5.1.4处理成本计算根据污水第四章研究得出的污水处理厂运营成本及总成本费用模型：0.95C0=263+1015QC0AC=ΣQ式中C0——表示污水处理厂年总成本费用（万元）；3AC——表示单位水处理成本（元/m）；3Q——表示平均日处理污水量（万m/d）。式中：C0表示污水处理厂年经营成本（万元）；C1表示污水处理厂年总成本费3用（万元）；Q表示平均日处理污水量（万m/d）。则西安市第三污水处理厂每天处理10万吨污水的单位处理成本为：C09309.203AC===.0931元/mΣQ10*10005.2西安市第四污水处理厂工程5.2.1地理位置西安市第四污水处理厂位于西安市中心区北三环店子村东侧，毗邻漕运明渠，占地38.5公顷。5.2.2污水厂收水范围表5.1第四污水处理厂流域面积、污水量服务近期远期序号地区名称面积人口污水量万人口污水量水量比例水量比例ha(万人)吨/天(万人)万吨/天老城区(城墙内、11122428.830%50.112.523.6%东郊部分)西北郊居住、219314810.234.7%57.914.527.4%公建区3西北郊工业区144810.435.3%26.049%合计45019029.4100%10853.0100%45\n西安建筑科技大学硕士论文近期水量根据目前实测水量为20万吨/天，结合预测水量29.4万吨/天，并考虑西安市城市管网普及率（按85%计），以及目前经济发展水平及财力状况，确定西安市第四污水处理厂近期处理规模为25万吨/天。第四污水处理厂远期预测水量为53万吨/天，考虑城市管网普及率（按85%计）等因素，远期污水处理厂规模按污水排放量94%计，远期处理规模定为50万吨/天。5.2.3投资估算投资估算内容主要包括近期（25万吨/天）污水处理厂内各种构筑物、建筑物、管线、工艺安装、设备、电气、自控仪表以及厂外配套管网等项目。2西安市第四污水处理厂采用A/O工艺，工艺流程见图5.2。进粗泵出细曝初二接出水格房水格气沉池沉触水栅井栅沉池池池砂池污泥泵污泥泵污污一二污脱污外泥泥级级泥水泥运浓加消消均机堆缩热化化质房棚池池池图5.2西安市第四污水处理厂工艺流程图根据污水处理厂单体构筑物费用模型得出污水处理厂具体费用，再根据污水处理厂工程费用投资估算公式，二级污水处理厂（污泥消化脱水）：0.78C=2600—3500Q得出西安市第四污水处理厂总造价为：0.78C=3045Q=38722.19万元（不含征地拆迁费、涨价预备费和建设期贷款利息）。46\n西安建筑科技大学硕士论文5.2.4处理成本计算根据污水第四章研究得出的污水处理厂运营成本及总成本费用模型：0.95C0=263+1015QCAC=0ΣQ式中C0——表示污水处理厂年总成本费用（万元）；3AC——表示单位水处理成本（元/m）；3Q——表示平均日处理污水量（万m/d）。式中：C0表示污水处理厂年经营成本（万元）；C1表示污水处理厂年总成本费3用（万元）；Q表示平均日处理污水量（万m/d）。则西安市第四污水处理厂每天处理25万吨污水的单位处理成本为：C021865.753AC===.0875元/mΣQ25*10005.3西安市袁乐村污水处理厂工程5.3.1地理位置该污水处理厂位于西安市北郊袁乐村东侧，灞河西岸。5.3.2污水厂收水范围根据西安市总体规划及排水工程规划，西安市袁乐村污水处理厂主要接纳西安市东北郊、东郊与南郊部分地区的生活污水和生产废水，服务范围为：东二环以东，信号厂铁路专用线以西，北郊太华路以东，总服务面积4568公顷。5.3.3投资估算投资估算内容主要包括近期（20万吨/天）污水处理厂内各种构筑物、建筑物、管线、工艺安装、设备、电气、自控仪表以及厂外配套管网等项目。2西安市袁乐村污水处理厂采用A/O工艺，工艺流程见图5.3。47\n西安建筑科技大学硕士论文进粗泵出细曝初二接出水格房水格气沉池沉触水栅井栅沉池池池砂池污泥泵污泥泵污污一二污脱污外泥泥级级泥水泥运浓加消消均机堆缩热化化质房棚池池池图5.3西安市袁乐村污水处理厂工艺流程图根据污水处理厂单体构筑物费用模型，得出污水处理厂具体费用。再根据污水处理厂工程费用投资估算公式：二级污水处理厂（污泥消化脱水）：0.78C=2600—3500Q得出西安市袁乐村污水处理厂总造价为：0.78C=2986Q=30895.36万元（不含征地拆迁费、涨价预备费和建设期贷款利息）。5.3.4处理成本计算根据污水第四章研究得出的污水处理厂运营成本及总成本费用模型：0.95C0=263+1015QC0AC=ΣQ式中C0——表示污水处理厂年总成本费用（万元）；3AC——表示单位水处理成本（元/m）；3Q——表示平均日处理污水量（万m/d）。式中：C0表示污水处理厂年经营成本（万元）；C1表示污水处理厂年总成本费3用（万元）；Q表示平均日处理污水量（万m/d）。则西安市袁乐村污水处理厂每天处理20万吨污水的单位处理成本为：48\n西安建筑科技大学硕士论文C017739.103AC===.0887元/mΣQ20*10005.4小结本章利用第三章建立的污水处理厂费用模型以及第四章建立的污水处理厂运营费用模型对西安市第三污水处理厂、第四污水处理厂以及袁乐村污水处理厂进行了实证研究，结果表明费用及成本模型与实际相符。49\n西安建筑科技大学硕士论文6结论与展望6.1主要结论本文研究了城市污水处理厂的主要内容、工艺流程、工程项目成本要素分析及核算过程，以及城市污水处理厂投资估算及处理成本，并以近年来各地区相关数据为基础，通过回归分析，建立了污水处理单项构筑物工程费用函数模型，总造价费用模型函数以及污水处理厂运营费用模型。（1）得出污水处理厂各单项构筑物工程费用函数0.819粗格栅及污水泵房：C=61.468Q0.823细格栅与曝气沉砂池：C=22.211Q1.083初沉池：C=39.936Q1.352二沉池配水井及污泥泵房：C=4.501Q0.800二沉池：C=186.647Q0.824生物池：C=400.222Q0.442接触池：C=52.717Q0.362污泥浓缩脱水机房：C=40.773Q0.637消化池：C=440.241Q3式中：C表示造价，万元；Q表示流量万m/d。（2）污水处理厂总造价费用模型函数公式为：0.80一级污水处理厂：C=1200—1800Q0.79二级污水处理厂（污泥浓缩干化）：C=1800—2600Q0.78二级污水处理厂（污泥消化脱水）：C=2600—3500Q式中C为污水处理厂总造价（万元），但不包括征地拆迁费、涨价预备费和建3设期贷款利息，设备采用国产设备；Q为设计平均日处理污水量（万m/d）。（3）污水处理厂运营费用模型及总成本费用模型为：0.93C1=229+910Q0.95C0=263+1015QCAC=0ΣQ式中C1——表示污水处理厂年经营成本（万元）；50\n西安建筑科技大学硕士论文C0——表示污水处理厂年总成本费用（万元）；3AC——表示单位水处理成本（元/m）；3Q——表示平均日处理污水量（万m/d）。（4）结合工程实例，对西安市第三污水处理厂、第四污水处理厂、袁乐村污水处理厂相关数据资料运用论文中建立的公式及理论进行计算和研究，分别得出三个污水处理厂的投资估算和处理成本。结果表明运用本论文相关模型得出的污水处理厂工程费用及成本与实际费用及成本基本一致。6.2相关意义（1）本文重点研究了污水处理厂建设费用、经营成本与污水处理规模之间的关系，为污水处理厂项目费用及成本的相关研究提供了理论基础；（2）效益分析是项目决策的重要依据，而建设费用与经营成本是效益分析的基础，因此本文的研究可以为项目立项、政府决策提供重要依据；（3）本文的研究有利于为项目设计人员提供污水处理厂费用与成本的理论数据基础，从而为污水处理厂经济设计提供依据，（4）本文的研究有利于对污水处理工程费用与成本进行整体把握，对城市排水工程进行费用与成本控制，为城市排污收费定价提供理论依据，从而节约城市排水工程投资及经营管理费用，提高社会及经济效益。6.3展望由于本人理论知识、研究水平和研究能力等方面的限制，本文主要有以下展望：(1)由于研究内容的限制，本文没有研究排水收费的相关问题，而且也没有研究排水工程的成本控制问题；(2)由于受统计资料时滞性的影响，在一定程度上降低了本文研究的时效性和应用价值。51\n西安建筑科技大学硕士论文致谢带着一份喜悦与激动，走进了西安建筑科技大学环境学院。在宝贵研究生时间里，我不仅学到了很多的知识，而且还结识到了很多的朋友，学到了很多做人的道理。首先，我要感谢我的导师王磊教授、王社平教授，本论文从选题、写作到修改，都得到了两位老师的悉心指导，倾注了老师大量心血。在学术方面，导师对我悉心指导，不仅扩展了我的知识面，而且激发了我对研究课题的兴趣，这将使我终生受益。他们对学生严格要求，但是从不严厉批评；他们深刻发掘每个人在学术方面和生活方面的特长，因人施教，会让学生自动认识到自己的错误和不足，然后在导师的引导下自觉的去弥补和改正。正是这种特殊的教育方法，授予我丰富的知识，执着严谨的治学态度，三年的指导与关爱，我将一辈子铭记在心！同时，我也要衷心感谢孙克军、张日霞及环境与市政工程学院的所有老师和我的同学，他们给予我的帮助和启发，我将永远铭记在心！由于本人水平有限，论文难免有疏漏之处，敬请各位老师批评指正。52\n西安建筑科技大学硕士论文参考文献[1]KaplanP,AtkinsonAA.AdvancedManagementAccounting[M].3rdedition,NY:PrenticeHall,1998[2]PhillipR.Waier.BuildingConstructionCostData2005(MeansBuildingConstructionCostData)，R.S.MeansCompany,2004(63)[3]PhillipROstwald.ConstructionCostAnalysisandEstimating，PrenticeHall,2000(1)[4]SimonP,HillsonD,NewlandK,editors.Projectriskanalysisandmanagement(PRAM)guide.HighWycombe,BucksUK:APMGroup,1997[5]ChapmanCB,WardS.Estimationandevaluationofuncertainty:aminimalist,firstpassapproach.InternationalJournalofProjectManagement,2000(20):41-44[6]QuentinW.Fleming.ect.Earnedvalueprojectmanagement.Secondedition,2001[7]Williamj.Palmerandwilliame.Coombsandmaka.Smith.ConstructionAccounting&FinancialManagement,2001[8]Abba,W.F:WayneAbba'sVisitReport,OUSD(A&T)SA/PM,1999[9]Abba,W.F:RelatingEVMto‘Real’Schedules,2000[10]Tempkins,BillG.,ProjectcostcontrolforManagers,Houston:GulfPub.Co.,1995[11]Miller,P.F.,ProjectCostDatabank,London:butterWortbs,1988[12]TcmpkinsBillG.,ProjectcostcontrolforManagers.Houston:GulfPub.Co.,1995[13]AnghelPatrascaC.C.E.ConstructionCostEngineeringHandbookUSA:MarcelDekker,inc,1998[14]高俊发,王社平．污水处理厂工艺设计手册[M]，化学工业出版社,2003[15]马七一，王社平，郭红忠．西安市污水处理费用分析与企业化运营初探[J]，陕西环境.2003(10)：16-18[16]迟海，面向污水处理企业的成本控制与改善方法[D]，2007[17]郭功全．给水排水工程概预算与经济评价手册[M]，中国建筑工业出版社，1993[18]张利荣，王素梅．工程项目成本预测的多基元模糊算[J]，河海大学学报(自然科版)，2004(5):23-25[19]蔡芝斌，张志峰，奚晓东．污水处理厂水泵应用与节能改造[J]，环境科学与管理，2006，53\n西安建筑科技大学硕士论文31（2）：114-116[20]杨凌波，曾思育．我国城市污水处理厂能耗规律的统计分析与定量识别[J]，中国给水排水，2008，34(10)：42-45[21]刘应宗．污水处理成本[J]，论坛·商务导航，2002（T00）[22]宋健健，张鸿涛．城市污水回用定价体系研究[J]，环境保护，2005，11：55-58184-192[23]李海英，张贵杰．降低中小型污水处理厂能耗的有效途径[J]，环境保护，2007，3：34-36[24]戴世明、吕锡武、李先宁．污水处理设施的运行成本分析[J]，南通职业大学学报，2005，19（4）：78-80[35]张自杰等，排水工程（第四版）[M]，中国建筑工业出版社，2000[26]刘鸿志．国外城市污水处理厂的建设及运行管理[J]，世界环境，2000，l1：31-33[27]周斌．华东地区污水处理厂运行成本现状和分析仁[J]，华东地区污水处理厂运行成本现状和分析，2001，4：29-30[28]王菊，房春生，李巍．工业废水处理投资费用的数学模型[J]，吉林大学自然科学学报，2001，7.3:91-94[29]杜鹏飞，杜文涛．一级与二级城市污水处理费用比较[J]，清华大学学报，2000，40（4）：73-76[30]张新喜，黄炜．一级水处理装置的数学模型探讨[J]，中国矿业大学学报，2003，3（2）：197-199[31]张宏伟，傅玉芬，牛志广．水处理系统优化运行数学模型及其求解方法的研究[J]，天津工业大学学报，2004，06，23（3）：l-4[32]卓明，冯裕钊．污水处理中的经济性分析[J]，给水排水，2005，31(2)：34-41[33]丘宁，王昭．污水再生处理厂运行成本的计算[J]，中国给水排水，2003，19(2)：97-98[34]赛兴超，金世峰．城市污水处理厂建设和运营的服务费计算方法[J]，环境保护，2003，3：62-64[35]张鸣，杨玲．城市污水处理厂治理费用回归方程的建立[J]，环境保护科学,2000,2(26)：23-26[36]顾磊．污水处理厂成本控制探讨[J]，科技信息，2007，13：130-131[37]张顺祥．污水处理厂工艺运行及控制的探[J]，科技信息，2007，5：55-55[38]田一梅，张宏伟，齐庚中．水处理系统运行状态数学模拟的研究[J]，中国给水排水，1998，14：10-13[39]汪荣鑫，数理统计[M]，西安交通大学出版社，1993．148~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