城市污水再生回用费用模型与成本分析
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摘要
十九世纪以来人类社会的高速发展，加剧了水体的污染和水资源的短缺，严重制约了社会的进一步发展。污水回用是大家公认的解决水资源不足和抑制水环境污染最有效的方法之一。国内外对它的系统研究，近几年才开始的，尤其是再生水价格研究可以说是空白，而价格正是影响再生水的使用和推广主要因素之一。
本文从污水再生回用系统出发，分析了再生水系统的构成(水源、水质、水量、价格等)，着重对再生水费用进行了研究。首先在再生水使用原则(水量充足，水质合格，价格合理)的基础上，结合西北地区的特点，通过分析再生水的潜在用户，初步确定了再生水的用户为城市工业用水中的冷却用水及其补充水，城市生活用水中的冲厕用水，洗车等杂用水和景观生态用水，由此给出了再生水的水质要求。然后重点论述了再生水的成本价格，应用再生水的生产成本价格模型，将再生水成本分为总投资(包括处理设施和管网两部分投资)折旧费和年运行费(包括电费、药剂费，大修理费等)两部分。运用最小二乘法对费用资料进行线性回归，得到几种传统处理工艺下的投资模型和管這投资模型，并运用实例和统计资料对投资模型进行了验证。然后结合对年运行费的分析，给出再生水的成本价格AC与流量Q、管长L的函数关系式。论文最后运用建立的模型对西宁市进行了实例分析，得出了西宁市近期再生水规模为6.2万m~3／d，总投资为2469.25万元，吨水投资为398.3元／m~3，制水成本为0.46元／m~3。
From the last century, with the development of the human society, the problem of water shortage & water environment pollution had severely holdbacked the society progress. Wastewater reuse is taken for an available approach to solve water shortage & control water body contamination. At home and abroad research on the wastewater reuse system just come forth in recent years, Especially reclaimed water price, which is known as one of the main factors of the reclaimed water utilization, is hardly studied.
The constitution of the reclaimed water system, which includes water source, water quality, water flow, water price and so on, is analyzed, and reclaimed water cost is emphasized in the paper. Firstly on the basis of reclaimed water utilized principal (i.e. sufficient water quantity, qualified water quality & rational water price)& northwest peculiarity, reclaimed water users are defined. And reclaimed water can be used in cooling water & supplementary in civil industrial consumption, flushing out lavatory & automobile and so
on, & beautify the environment. Water quality standard of northwest region is supposed. Secondly reclaimed water self-cost price is stressed. By the analysis of several academic models operating self-cost model of reclaimed water is structured. Total cost includes depreciation cost of total investment & running cost including electricity cost, medicament cost, heavy repair cost and so on. During the process method of least squares is used to treat the charge date. And the investment function of several conventional treatment
processes & pipeline of the reclaimed water is deduced & tested by some examples. Finally by applying to the foregoing conclusion in xi'ning city, some date is acquired, such as wastewater reuse scale: 62 × 103m3/d,
total investment: 24.6925 million￥, unit investment: 398.3 ￥/t, cost unit price: 0.46 ￥/m3.
本文从污水再生回用系统出发，分析了再生水系统的构成(水源、水质、水量、价格等)，着重对再生水费用进行了研究。首先在再生水使用原则(水量充足，水质合格，价格合理)的基础上，结合西北地区的特点，通过分析再生水的潜在用户，初步确定了再生水的用户为城市工业用水中的冷却用水及其补充水，城市生活用水中的冲厕用水，洗车等杂用水和景观生态用水，由此给出了再生水的水质要求。然后重点论述了再生水的成本价格，应用再生水的生产成本价格模型，将再生水成本分为总投资(包括处理设施和管网两部分投资)折旧费和年运行费(包括电费、药剂费，大修理费等)两部分。运用最小二乘法对费用资料进行线性回归，得到几种传统处理工艺下的投资模型和管這投资模型，并运用实例和统计资料对投资模型进行了验证。然后结合对年运行费的分析，给出再生水的成本价格AC与流量Q、管长L的函数关系式。论文最后运用建立的模型对西宁市进行了实例分析，得出了西宁市近期再生水规模为6.2万m~3／d，总投资为2469.25万元，吨水投资为398.3元／m~3，制水成本为0.46元／m~3。
From the last century, with the development of the human society, the problem of water shortage & water environment pollution had severely holdbacked the society progress. Wastewater reuse is taken for an available approach to solve water shortage & control water body contamination. At home and abroad research on the wastewater reuse system just come forth in recent years, Especially reclaimed water price, which is known as one of the main factors of the reclaimed water utilization, is hardly studied.
The constitution of the reclaimed water system, which includes water source, water quality, water flow, water price and so on, is analyzed, and reclaimed water cost is emphasized in the paper. Firstly on the basis of reclaimed water utilized principal (i.e. sufficient water quantity, qualified water quality & rational water price)& northwest peculiarity, reclaimed water users are defined. And reclaimed water can be used in cooling water & supplementary in civil industrial consumption, flushing out lavatory & automobile and so
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processes & pipeline of the reclaimed water is deduced & tested by some examples. Finally by applying to the foregoing conclusion in xi'ning city, some date is acquired, such as wastewater reuse scale: 62 × 103m3/d,
total investment: 24.6925 million￥, unit investment: 398.3 ￥/t, cost unit price: 0.46 ￥/m3.
引文
[1] 吴文桂，洪世华：城市水资源评价及开发利用，河海大学出版社，1988
[2] 翁焕然：城市资源控制与管理，浙江大学出版社
[3] 王琪等：城市环境问题，贵州科技出版社，2001
[4] 韩青海，张耀辉：我国水资源利用与经济的可持续发展，国土与自然资源研究Vol．1，35—38，1998
[5] 周彤：污水回用是解决城市缺水的有效途径，给水排水Vol．27(11)，1-6，2001
[6] Number 289, Washington DC: The World Bank, 1995
[7] 王苏民等：中国西部环境演变评估(第三卷，环境演变对中国西部发展的影响及对策)，科学出版社，2002
[8] 肖锦：城市污水处理及回用技术，化学工业出版社，2002
[9] 马志毅：城市污水回用概述，给水排水，Vol．23(12)：61～63，1997，
[10] 雷乐成等：污水回用新技术及工程设计，化学工业出版社，2002
[11] 籍国东等：我国污水资源化的现状分析与对策探讨，环境科学进展，Vol．7(5)：85—95，1999
[12] 张自杰：环境工程手册—水污染防止卷．高等教育出版社，1996
[13] 周彤：污水回用决策与技术，化学工业出版社，2002
[14] USEPA. Manual: Guidelines for Water Reuse. USEPA Office of Water, Office of Research and Development, US Agency of International Development EPA/625/R-92/004, 1992
[15] USEPA: Water Conservation Plan Guidelines, US Environmental Protection Agency, Washington DC, 1998
[16] Friedler E.: Water reuse-an integral part of water resources management:Israel as a case study, Water Police, Vol. 3:29-39, 2001
[17] 江世竹等：贫水地区用水对策与污水回用，环境保护，Vol．3：13—16，1996
[18] 张智，阳春：城市污水回用技术，重庆建筑大学学报，Vol．22(4)：103—107，2000
[19] 周桐：城市污水回用示范工程，城市环境与城市生态，Vol．6(1)：1—4，1993
[20] 王占生：城市污水再用于工业的研究，环境科学， Vol．11(2)：72—76，1990
[21] 吴吉华：中国北方资源开发与环境研究，北京海洋出版社，1992
[22] 陕西省计划委员会：陕西国土资源，陕西人民出版社，1986
[23] 中华人民共和国水利部：中国水资源公报，1999
[24] 西宁市水务局：青海省西宁市水资源调查评价与规划，2001
[25]宋序彤：中国城市供水排水发展特征及对策，中国给水排水，Vol．16(1)：21—25，2000，
[26]马志毅等：太原市城市污水资源化规划总结，给水排水，Vol．23(2)：18—20，1997
[27]青先春等：十五期间解决我国工业用水问题的建议，中国人口·资源与环境，Vol．10(3)：68—70，2000
[28]刘鸿志：国外城市污水处理厂的建设及运行管理，世界环境，Vol．1，31—33，2000
[29]陈耀宗，姜文源等：建筑给水排水设计手册，中国建筑工业出版社
[30]田一梅，赵新华，张雅君：城市自来水与中水系统综合规划的优化研究，给水排水，Vol．27(5)：23—27，2001
[31]胡锋平：中水工程处理技术(HYS性高校中水处理工艺)，华东交通大学学报，Vol．16(2)：7—11，1999
[32]国家技术监督局，中华人民共和国建设部：污水回用设计规范(征求意见稿)，2001
[33]国家统计局，《‘98中国环境统计》专题组：‘98中国环境统计，中国统计出版社，1998
[34]Peng Dangcong: Water reuse & recycling-a case in Xi'an
[35]傅国伟等：水价与水环境的相互影响关系，中国给水排水，Vol．15(4)：33—34，1999
[36]周律：中小城市污水处理决策与工艺技术，化学工业出版社，2002
[37]付卡佳：当代西方经济学原理，北京：经济科学出版社，1999
[38]姜文来：水资源价值论，北京：科学出版社，1999
[39]戴达远：马克思主义经济理论，北京经济科学出版社，2000
[40]冯尚友：水资源持续利用与管理，北京科学出版社，2000
[41]沈大军等：水价格的理论与实践，北京科学出版社，1999．
[42]谢标，杨永岗：水资源定价方法的初步探讨，环境科学，Vol．20(3)：100-103，1999
[43]徐得潜：水价制定方法的研究，给水排水，Vol．19(6)：14-16，1993
[44]国家环保总局政策法规司：走向市场经济的中国环境政策全书(2002年)，化学工业出版社，2002
[45]国家环保总局政策法规司法：中国环境保护法规全书，(2001-2002)，化学工业出版社，2002
[46]高羽飞：水处理试验设计与分析，西安建筑科技大学，1998
[47]王惠文：偏最小二乘回归方法及其应用，国防工业出版社，1999
[48]王学仁等：应用回归分析，重庆大学出版社，1989
[49]茆诗松，丁元等：回归分析及其试验设计，华东师范大学出版社，1981
[50]汪荣鑫：数理统计，西安交通大学出版社，1986
[51]钟淳昌：净水厂设计，中国建筑工业出版社，1986
[52]严煦世，范瑾初：给水工程(第三版)，中国建筑工业出版社，1995
[53]西宁市城市总体规划(2000～2020)
[54]西宁市南山塔尔山灌区工程可行性研究报告
[55]西宁市市区南北山水利灌溉工程规划报告
[56]潘咸丰等：污水回用技术现状及齐鲁石化公司污水回用建议，齐鲁石化化工，Vol．28(2)：155-156，2000
[57]国家统计局：中国统计年鉴，中国统计出版社，1990—1998
[58]上海市政工程设计研究院：给水排水设计手册(第十册：技术经济，第二版)，中国建筑工业出版社，2000
[59]王荣和，顾国维：优选管径在给水管网优化设计中的应用，中国给水排水，Vol．14(1)：14-17，1998
[2] 翁焕然：城市资源控制与管理，浙江大学出版社
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