郝前進 張 蘋

(復旦大學環(huán)境科學與工程系,上海200433)

農(nóng)村生活污水治理示范工程的成本有效性研究3
——以上海和蘇南地區(qū)為例

郝前進 張 蘋

(復旦大學環(huán)境科學與工程系,上海200433)

成本有效性是農(nóng)村生活污水治理工程從示范到普及推廣的生命線。本文在上海和蘇南地區(qū)9個示范工程調(diào)研的基礎上,將農(nóng)村生活污水的治理技術簡化為“城鎮(zhèn)污水處理廠小型化”和“自然處理系統(tǒng)”兩種工藝,對示范工程的成本有效性進行了分析。研究發(fā)現(xiàn),示范工程在管網(wǎng)費用、設備費用、土地占用成本和日常運營費用等方面都存在成本下降的空間。針對這些問題,本文提出了相應的政策建議:合理的項目選址是影響管網(wǎng)費用的決定性因素;政府層面的集中研發(fā)可以削減單個項目的重復研發(fā)費用;設定工程建造標準可以避免土地利用和工程建設中不必要的浪費;農(nóng)民和第三方企業(yè)的廣泛參與則可以節(jié)省建設和運營成本,更重要的是可以保證工程建成后的有效運行。

農(nóng)村;生活污水治理;示范工程;成本有效性

農(nóng)村生活污水是造成農(nóng)村水環(huán)境污染的主要原因之一。為了有效解決農(nóng)村生活污水的污染問題,中央和各級地方政府上馬了一批農(nóng)村生活污水治理相關的示范工程,如利用“糞-沼-田”生態(tài)模式治理農(nóng)村水污染示范工程,利用農(nóng)村水塘系統(tǒng)對非點源生活污水進行調(diào)控工程,農(nóng)村生活污水“填料床-植物床”處理工程,人工濕地工程,小型污水處理站工程等。

成本有效性是農(nóng)村生活污水治理工程實現(xiàn)從示范到普及推廣的生命線,但現(xiàn)有示范工程的成本是否已經(jīng)實現(xiàn)了成本有效性,尚未得到較好的研究。因此,本文對現(xiàn)有示范工程成本有效性和成本下降途徑的研究,對農(nóng)村生活污水治理的普及推廣具有重要的現(xiàn)實意義。

1 示范工程概況

2008年1月到2008年7月,筆者對上海和蘇南地區(qū)的9個農(nóng)村生活污水治理示范工程進行了實地考察。從調(diào)研對象來看,這9個示范工程所使用的技術多樣,各村莊間自然、社會和經(jīng)濟條件各異,說明選取的調(diào)研樣本具有一定的代表性?，F(xiàn)有示范工程的總成本主要包括建設成本和運行成本兩部分。其中,建設成本包括設計研發(fā)費用、土建費用、設備費用、管網(wǎng)費用和土地使用成本等,而運行成本則主要由動力費用、材料費用、管理人員工資和設備保養(yǎng)費用構(gòu)成,各示范工程的成本情況如表1所示。

由于示范工程使用技術的差異,示范工程在建造中沒有統(tǒng)一的成本標準,成本是否有效難以確定。本文根據(jù)處理污水的工藝原理,將農(nóng)村生活污水的處理技術分為兩類[1,2]:一類是“城鎮(zhèn)污水處理廠小型化(簡約化)”工藝(記為A工藝),例如淞南村和碧水灣小區(qū)的厭氧升流過濾射流充氧好氧濾池技術、西莊村的CASS工藝。其主要處理流程類似于城鎮(zhèn)污水處理廠,處理微生物載體多為活性污泥或生物膜。另一類是“自然處理系統(tǒng)”(記為B工藝),與傳統(tǒng)氧化塘或土壤過濾技術相似,利用土地過濾、植物吸收和微生物分解的原理處理污水,調(diào)研的雙津村、匯中村和中橫婁村采用了B類工藝。另外,還有一些示范工程采用了混合工藝,例如,前衛(wèi)村、吳橋村和綽墩山村采用的是“城鎮(zhèn)污水處理廠小型化(簡約化)”和“自然處理系統(tǒng)”相混合的工藝(記為A+B工藝)。

經(jīng)過以上分類,在研究示范工程的成本有效性時,可以將采用A類工藝和B類工藝的示范工程進行區(qū)別分析,A類工藝可以參考城鎮(zhèn)污水處理廠的標準,而B類工藝雖然沒有具體參考標準,但由于具有共同的工藝特點,可以項目之間進行比較。

表1 上海和蘇南地區(qū)9個示范工程的成本概況一覽表Tab11 The listof costsof nine rural domestic wastewater treatment demonstration projects in Shanghai and Southern Jiangsu Region

2 現(xiàn)有示范工程的成本有效性分析

成本有效性分析是指無法確定某公共項目具體收益的大小時,可以用目標的完成程度取而代之,并計算它與付出的成本之間的比例[3],通常用于備用方案間的選擇過程[4]。如果不同備用方案可以實現(xiàn)同樣的目標,則成本低的方案優(yōu)于成本較高的方案。本文主要研究農(nóng)村生活污水治理示范工程的成本有效性,由于選取的示范工程均將農(nóng)村普通生活污水處理至《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》的一級B標準(相當于各個項目的收益相等),因此可以直接比較不同示范工程間的成本差異(即處理每噸污水花費的成本)。

以下對9個示范工程的幾個主要技術經(jīng)濟指標進行比較分析,研究示范工程的成本有效性。2.1 建設成本的有效性分析

農(nóng)村生活污水治理工程的建設成本主要包括管網(wǎng)費用、設備購置費用、土建費用和土地使用成本共4部分。一方面,由于農(nóng)村基礎設施薄弱,管網(wǎng)費用在總建設成本中通常占有較大的比重(見表1),而參考標準中并沒有管網(wǎng)投資成本的指標;另一方面,調(diào)研示范工程中沒有土地價格的數(shù)據(jù),土地成本只能用占地面積來予以衡量,因此本文將建設成本分為管網(wǎng)投資費用、造價(土建和設備費用)和土地使用成本三方面予以分析。

(1)污水收集管網(wǎng)的投資費用。農(nóng)村地區(qū)基礎設施落后、聚落分散、地形水文條件差異懸殊,不利于污水的收集,因此管網(wǎng)投資在總建設成本中占有較大比重,大多數(shù)示范工程的管網(wǎng)費用占總費用的1/3以上。從調(diào)研數(shù)據(jù)看,前衛(wèi)村、匯中村和碧水灣小區(qū)的管網(wǎng)投資比例甚至高于60%。管網(wǎng)投資的高低主要取決于兩個因素:工程選址和道路開挖難度。在所調(diào)研的示范工程中,前衛(wèi)村由于選址不當,示范工程距離村莊較遠(約500m),致使其管網(wǎng)費用高達884萬元,遠遠高于其他示范工程。而匯中村的污水處理設施雖然位于村莊內(nèi)部,但由于該村污水收集管網(wǎng)鋪設時必須挖開硬化路面,其管網(wǎng)投資費用也較高。

(2)處理單位水量的工程造價。采用A類工藝的農(nóng)村污水治理示范工程,其單位水量的工程造價可與城市污水處理廠的建造標準進行比較。根據(jù)《城市污水處理工程項目建設標準》(01修訂版),采用北京市1999年人工、材料、機械預算價格計算,建設規(guī)模在Ⅴ類(污水處理量在1～5萬m3/d)的二級污水廠的投資估算指標為1350～1120元/(m3/d)(不含污泥消化)。根據(jù)國家統(tǒng)計局統(tǒng)計的工業(yè)生產(chǎn)價格指數(shù)(PPI),2008年的價格是1999年的1.20倍,其中建材類工業(yè)品的價格上漲幅度要大一些,約50%～70%。因此按60%的漲幅估計,當前的投資估算指標應為2 160～1 792元/(m3/d)。根據(jù)此標準,A類工藝中只有碧水灣小區(qū)的投資造價低于這個指標。

采用B類工藝的示范工程,需要購置的設備較少,工程造價主要是土建費用?！暗驮靸r”通常是B類工藝的主要優(yōu)勢之一,B類或A+B類工藝的投資造價應比A類工藝低一些,但根據(jù)表1,B類工藝的工程噸水造價并不低,雙津村和匯中村的噸水造價遠高于A類工藝的示范工程。對于采用A+B工藝的示范工程,造價包括設備購置費用和土建費用。數(shù)據(jù)顯示,該類工藝的示范工程噸水造價普遍較高。

(3)處理單位水量的土地使用成本。農(nóng)村生活污水治理工程的建設成本還應該包括土地使用成本,所調(diào)研的這9個示范項目都是從地方政府無償獲得劃撥土地使用權,土地直接使用成本為零。但考慮到未來示范工程的推廣應用和在農(nóng)村的發(fā)展前景,土地使用成本不可忽視。因此,有必要考察示范工程處理單位污水占用土地面積的大小。

從表1可以看出,采用A類工藝的示范工程噸水占地面積較小。根據(jù)《城市污水處理工程項目建設標準》(01修訂版),建設規(guī)模在Ⅴ類(污水處理量在1～5萬m3/d)的二級污水廠建設用地指標為1.20～0.85m2/(m3·d),除綽墩山村外,其余采用了A類工藝的示范工程都低于此標準,說明A類工藝在土地利用上更加集約;采用B類工藝的示范工程噸水占地面積較大,從 0.892 m2/(m3/d)到6.876m2/(m3/d)不等;采用A+B類工藝的項目B段占地面積在4.000～28.500 m2/(m3/d)之間。理論上,A+B類工藝經(jīng)過了A段的處理,占地與純B類工藝相比應該有所下降,但實際上大多數(shù)A+B類工藝的B段噸水占地面積反而高于純B類工藝,說明這些工程在土地使用上存在明顯的浪費現(xiàn)象。

2.2 運行成本的有效性分析

A類工藝運行過程中的主要成本為動力費用;B類工藝一般不需耗能,成本主要為管理或設備維護成本;A+B類工藝的運行維護成本較其它兩種工藝高。在城鎮(zhèn)污水處理廠運行過程中,動力費用的比重達到60%以上[5],調(diào)研數(shù)據(jù)顯示,能耗費用在總運行成本中占據(jù)較高的比重,因此這里主要對示范工程的動力費用進行分析。

從表1可以看出,采用B類工藝的雙津村、匯中村和中橫婁村的運行能耗為零,符合土地處理系統(tǒng)的低能耗特點。而A+B類工藝的能耗主要是A段工藝的能耗,可以將其與城市污水處理廠的標準相比較。根據(jù)《城市污水處理工程項目建設標準》(01修訂版),二級污水廠處理每立方米污水電耗在0.15～0.28 kW·h。前衛(wèi)村、淞南村、西莊村和碧水灣小區(qū)基本符合城市污水處理廠的能耗標準。而采用A+B類工藝的吳橋村和綽墩山村的工程噸水能耗大大超出一般城市二級污水處理廠0.28 kw·h/m3的上限,最高可超出16倍以上。

2.3 示范工程的總成本分析

通過與城市污水處理廠建設標準的比較以及示范工程之間的相互比較,我們可以發(fā)現(xiàn)示范工程在設備費用、占用土地面積和日常運營費用等方面都存在一定的成本下降空間。另外,雖然管網(wǎng)投資沒有相應的標準作比較,但一些示范工程由于選址不當或規(guī)劃失誤,造成污水收集管網(wǎng)的投資費用偏高。

3 成本下降的具體途徑

針對現(xiàn)有示范工程在上述成本有效性研究中的缺陷,本文提出了四點對策建議:

(1)節(jié)省管網(wǎng)費用。對農(nóng)村地區(qū)而言,管網(wǎng)費用的節(jié)省將是降低示范工程總成本的重中之重。降低管網(wǎng)費用可以從兩個方面入手:第一,做好村莊規(guī)劃,實施路面硬化工程的時候就鋪設管網(wǎng),防止出現(xiàn)土地硬化后再破壞的情況;第二,減少管網(wǎng)鋪設的長度,即在考慮臭氣或者噪聲不影響村民生活的前提下,盡量縮短污水處理設施離村莊的距離,最好是在村莊內(nèi)部建設處理設施。

不同類型的村莊應采取不同方式實現(xiàn)管網(wǎng)費用的最小化:①城市近郊地區(qū):對于靠近城市的農(nóng)村地區(qū),可以將農(nóng)村生活污水處理納入城市污水管道,發(fā)揮城市污水處理設施的規(guī)?；?實現(xiàn)成本的最小化。②高度集中的農(nóng)村地區(qū):對于遠離城市、農(nóng)民居住高度集中的農(nóng)村地區(qū),由于其污水量較大,可以集中收集污水進行處理,但處理設施應盡量選址于村莊內(nèi)部或緊臨村莊的位置,盡可能降低管網(wǎng)費用。③布局分散的農(nóng)村地區(qū):對于居住分散的農(nóng)村地區(qū),采用分散治理的方式,考慮依托村莊原有的土壤、自然水體以及其他地形地貌建設污水處理設施,因地制宜。④混合型農(nóng)村地區(qū):對于部分集中、部分分散的農(nóng)村,可以采用集中-分散相結(jié)合的方法:在比較成本與收益的前提下,將集中居住區(qū)域產(chǎn)生的生活污水通過管道收集,集中處理;分散居住區(qū)域的生活污水則分散治理,盡量實現(xiàn)因地制宜,減少管網(wǎng)的鋪設。

(2)削減重復研發(fā)費用。調(diào)研中發(fā)現(xiàn),許多示范工程的總成本都包含研發(fā)費用,一般用于技術方案的設計。如前衛(wèi)村的工程設計費為31.26萬元,西莊村為2萬元。但是,農(nóng)村生活污水治理所使用的技術大多由成熟技術發(fā)展而來,在實際應用時并不應該花費過多費用。為了降低農(nóng)村生活污水治理工程的總成本,重復研發(fā)費用必須削減或去除。

重復研發(fā)費用的削減,可以通過區(qū)域集中研發(fā)的途徑來實現(xiàn)。例如,可以由省級或市級政府組織相關專家或科研機構(gòu),根據(jù)區(qū)域內(nèi)不同農(nóng)村地區(qū)的聚落規(guī)模、與城區(qū)的距離、地形和水文特點、農(nóng)村經(jīng)濟發(fā)展水平等要素,對不同污水治理技術的適用性、穩(wěn)定性等集中進行研究,找到適合區(qū)域內(nèi)不同條件農(nóng)村生活污水治理的技術和工藝。另外,研發(fā)的相關成果必須實現(xiàn)共享,在示范工程建設時避免重復研發(fā),從而達到在推廣過程中減少研發(fā)費用的目的。

(3)設定工程建設的標準,降低工程造價?，F(xiàn)有示范工程建設費用較高的主要原因之一就是缺乏相應的建設標準。在研究的基礎上設定工程建設的標準,至少可以從兩個方面降低工程的建設成本:第一,通過設定農(nóng)村生活污水治理工程建造的大致標準,避免土地利用的浪費,避免將農(nóng)村生活污水治理的示范工程建成“形象工程”或“政績工程”,減少不必要的土建費用和設備購置費用。第二,對于采用A+B類混合工藝的示范工程,要綜合考慮工程是在哪個階段發(fā)揮主要作用,是否可以僅用單個工藝流程就達到大致相同的處理效果,從而節(jié)省總建設費用。

(4)多主體參與,減少建設和運營管理費用。讓農(nóng)民和企業(yè)參與到農(nóng)村生活污水治理工程的建造和后續(xù)管理中,可以降低工程的建造和運營費用。對于技術含量較低的土建工程,可以在工程設計單位的指導下,由村民承擔施工安裝操作。工程建成后,對技術含量較低、后續(xù)管理較為簡單的水污染治理工程,應該對農(nóng)民進行簡單培訓,由農(nóng)民自行管理,降低人工費用;對技術含量較高,需要定期添加藥劑的工程,可以考慮由一個地區(qū)的政府或村委會與專業(yè)機構(gòu)簽訂合同,由專業(yè)機構(gòu)負責地區(qū)內(nèi)污水治理工程的統(tǒng)一管理。

4 結(jié) 語

成本的節(jié)約和有效是農(nóng)村生活污水治理工程得以建設和有效運行的關鍵因素,也是實現(xiàn)從示范到普及推廣的生命線。本文在考察上海和蘇南地區(qū)9個示范工程的基礎上,分析了農(nóng)村生活污水治理示范工程的成本有效性,發(fā)現(xiàn)示范工程在管網(wǎng)費用、設備費用、土地占用成本和日常運營費用等方面都存在一定程度的成本下降空間。針對現(xiàn)有示范工程在成本有效性方面存在的問題,本文提出了相應的降低成本的措施:合理的項目選址是影響管網(wǎng)費用的決定因素;政府層面的集中研發(fā)可以削減單個項目的重復研發(fā)費用;設定工程建設的標準可以避免土地利用和工程建設中不必要的浪費;調(diào)動農(nóng)民和第三方企業(yè)的廣泛參與可以節(jié)省建設和運營成本,更重要的是可以保證工程建成后的有效運行。只有實現(xiàn)了成本有效性,農(nóng)村生活污水的治理才能實現(xiàn)進一步的普及推廣。

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Cost Effectiveness Analysis of Rural Domestic Sewage Treatment Projects:A Case Study in Shanghaiand Southern Jiangsu Province

HAO Qian2jin ZHANG Ping
(Department of Environmental Science and Engineering,Fudan University,Shanghai 200433,China)

Cost effectiveness of the rural domestic sewage treatment projects is the key factor to promote its popularization.We divide the wastewater treatment techniques into two types,which are conventional advanced wastewater treatment technique and natural ecosystem treatment technique,to simplify the comparison.On the basisof surveying 9 demonstration projectson ruralwastewater treatment in Shanghai and southern Jiangsu,this article carriesout a cost2effectiveness analysis,which finds that the existing demonstration projects still have large cost2saving spaceon thewaste pipe costs,equipment costs,land costs,the costof day2to2dayoperations,etc.Finally relative conclusionsand advice are proposed.Reasonable location can largely reduce the pipe costof the project.Centralizing R&D on the government level can reduce R&D costsof single project.Setting standardsof construction helps avoid unnecessary land use and construction expenditure.Involvement of farmers and third2party enterprises in the construction and operation notonly saves costs,butmore importantly,ensures the effective functionof the project.

rural;domestic sewage treatment;demonstration projects;cost effectiveness analysis

X829/X321/X196

A

1002-2104(2010)01-0108-04

10.3969/j.issn.1002-2104.2010.01.019

2009-09-15

郝前進,博士,講師,主要研究方向為環(huán)境價值評估、城市經(jīng)濟與城市環(huán)境管理。

3住房與城鄉(xiāng)建設部課題“華東地區(qū)農(nóng)村水污染治理示范工程評估”和國家水體污染控制與治理科技重大專項“城市水務產(chǎn)業(yè)發(fā)展及管理政策研究與示范課題(編號:2009ZX07318-007)”的資助。

(編輯:于 杰)