城市污水处理厂运行成本研究

河北工业大学硕士学位论文城市污水处理厂运行成本研究姓名：刘家勇申请学位级别：硕士专业：工业工程指导教师：陈立文；原培胜2010-12河北工业大学工程硕士学位论文城市污水处理厂运行成本研究摘要近年来，随着我国城镇化的加快，污水处理厂建设也是快速发展，我国已投产的城市污水处理厂已有上千座。然而虽然建立起来了，但大部分城市污水处理厂不同程度的存在运行费用不足，很多是不能满负荷运行或处于停运状态。主要是城市污水处理厂的运行成本费用是庞大的、长期的。如果通过有效地控制，能够将城市污水处理厂的运行费用节省1%，对全国的污水处理厂来说也是个巨大的数字。我国城市污水处理事业的发展从九十年开始，从大城市逐渐向中小城市推进，污水处理与其他行业相比，由于发展较晚，设计和管理存在一些不足，相当多的污水处理厂建成后难以维持正常运行，环境效益和社会效益得不到实现，导致我国城市污水处理厂的吨水耗电量是发达国家的数倍，而运行管理人员数显得臃肿。因此，有效提高我国城市污水处理厂的运行管理水平和技术人员的专业素质，是污水处理厂快速发展急需解决的前提条件。城市污水处理厂的运行成本主要包括：水电费、人员工资、材料费、设备维护保养、管道维护、化验费、管理费、污泥处理费用及其他费用。为了方便，我们把污水处理厂的运行成本分为：动力费、人员费、药剂费、维修费和其他费用，其中动力费包括全厂水电费，人员费包括人员工资、管理费、车辆费，维修费包括日常的设备维修和保养费、设备大修费、仪表的检校费和管道的维护费，药剂费包括实验室各种化学试剂、消毒费、絮凝剂费。本论文针对我国城市污水的特点和处理现状，对污水处理设施与运行管理进行了研究、提出一些了对策，以此降低污水处理厂运行成本。城市污水处理设施的建设和运行是我国当前节能减排控制的重点，建立一套科学的污水管理体制和方法，运用到城市污水处理厂的管理当中，可以大大推动我国污水处理事业的发展和改善人们的生活环境。关键词：城市污水，运行成本，对策i城市污水处理厂运行成本研究STUDYONOPERATINGCOSTOFURBANSEWAGETREATMENTPLANTABSTRACTInrecentyears,withtheaccelerationofChina'surbanization,therapiddevelopmentofconstructionofsewagetreatmentplant,urbansewagetreatmentplantwhichChinahasputintoachieveoverathousand.However,theoperatingcostofmostoftheurbansewagetreatmentplantisinsufficienttodifferentdegree,manycannotoperateatfullcapacity,orintheshutdownstate.Becausetheoperatingcostoftheurbansewagetreatmentplantishugeandlong-term.Ifthroughtheeffectivecontrol,Wecansave1%operatingcostoftheurbansewagetreatmentplant,thatwillbeahugenumbertothenationalsewagetreatmentplant.China'surbansewagetreatmentstartedatnineties,thenadvancedfrombigcitiestomediumandsmallcities.Comparedwithotherindustries,thedesignandthemanagementhavesomeinsufficienciesbecauseoflatedevelopment,aconsiderablenumberofsewagetreatmentplantcompletedisdifficulttomaintainnormaloperation,environmentalandsocialbenefitsarenotachieved,thenleadtopowerconsumptionofurbansewagetreatmentplantinchinaisseveraltimesmorethandevelopedcountries,thenumberofoperationandmanagementpersonnelappearsextremelybloated.Therefore,toeffectivelyimproveoperationandmanagementlevelandprofessionalqualityoftechnicalstaffofChina'surbansewagetreatmentplant,itisprerequisitesofrapiddevelopmentofthesewagetreatmentplantneededtoberesolved.Operatingcostsofurbansewagetreatmentplantinclude:Waterandelectricitycharges,staffsalaries,materialcost,equipmentrepairsandmaintenance,pipelinemaintenance,laboratoryfees,managementfees,sludgetreatmentandotherexpenses.Forconvenience,operatingcostsofsewagetreatmentplantaredividedinto:powerii河北工业大学工程硕士学位论文costs,staffcosts,pharmacycosts,maintenancecostsandotherexpenses,powercostsincludeentirewaterandelectricitycharges,staffcostsincludestaffsalaries,managementfees,vehiclefees,maintenancecostsincluderoutinerepairsandmaintenancecosts,equipmentoverhaulcosts,instrumentcalibrationcosts,pipelinemaintenancecosts,pharmacycostsincludevariouschemicalreagentscosts,sterilizationcosts,flocculantcosts.ThisthesisfocusesonthecharacteristicsandtreatmentstatusofChina'surbansewage,studiessewagetreatmentfacilitiesandoperationandmanagement,proposessomecountermeasures,toreducetheoperatingcostsofsewagetreatmentplant.Constructionandoperationofurbansewagetreatmentfacilitiesarethefocusofenergysavingcontrolinchina.AscientificsewagemanagementsystemandmethodEstablishedareappliedtothemanagementofurbansewagetreatmentplant,whichcangreatlypromotethedevelopmentofwastewatertreatmentandimprovepeople'slivingenvironment.KEYWORDS：Urbansewage,Operatingcosts,countermeasuresiii河北工业大学工程硕士学位论文第一章绪论§1.1研究背景我国是一个水资源贫乏的国家，人均占有的水资源量仅为世界人均占有量的四分之一，而且分布极不均匀，致使许多城市和地区严重缺水，尤其是北方地区和沿海城市。在全国现有的城市中，有近一半的城市不同程度缺水，其中一百多座城市十分严重。水资源的减少和污染严重威胁了我国社会经济和居住环境的可持续发展，每年因缺水造成的直接和间接经济损失高达上千亿元。面对如此严峻的水资源形势，有效的降低污水处理的运行成本，是有效发展城市污水处理事业的基础，是缓解城市日益严重缺水的极其重要的途径。城市污水处理的迅速发展是我国水业发展的源泉与动力，同时也带来了严峻的挑战和机遇，目前发展所面临昀大的问题是怎样保证这部分污水处理厂的正常运营，随着人们对环保事业的逐步重视，全国已经大量建成污水处理厂，但大多数都污水处理厂存在严重的运营困难。据估计及行业了解，我国目前污水处理厂约有“1/3基本上闲置，1/3存在开开停停，只有1/3运营正常”，随着我国对节能减排的重视，各地污水处理厂的正常运行有所改观。结合我国城市在自身环境发展的压力、社会的压力和财不能实现正常运营的关键是缺乏有效的财政支撑，并且这一问题将随着城市污水处理厂的大量建设而进一步恶化。污水处理厂的能耗是运行成本组成的重要部分，根据《全国城市污水处理及再生利用设施建设规划》到2010年底，年污水处理量达到297亿m3。据此推算到2010年全国城市污水处理厂将消耗电能100亿kW.h。［1］污水处理厂运行费用高，能量消耗大和管理人员多，已经给相关的政府部门、管理部门带来了沉重的经济包袱。怎样使污染处理设备在昀佳状态下运行，怎样减少能量消耗，在达到污水处理排放标准的情况下，使建设费用和运行费用昀低，一直是污水行业探讨的问题。本文结合污水处理厂的运行情况，对城市污水处理厂的运行成本进行了分析，并提出了运行成本及其构成，为降低城市污水处理厂的运行成本，提出了一些管理办法和对策，对如何降低城市污水处理厂的运行成本进行了归纳与总结，以期为污水处理厂今后的运营管理提供参考。1城市污水处理厂运行成本研究§1.2我国城市污水处理厂运行的概况1.2.1我国城市污水处理厂的运营困境随着城市化进程的步伐提速和工业化的快速发展，污水的排放量是与日俱增，环境已经是不堪重负。据有关统计资料，我国市政污水年排放量己经达到400多亿立方米，未经处理的污水大量排放，直接导致了水环境的恶化和水资源可利用性的降低，全国很多的河流的水已经是无法使用。根据中国环境保护部的要求，到2010年年底我国的污水平均处理率为：建制镇将不小于50%，设市城市将不小于60%，重点城市将不小于70%。我国城市污水处理事业面临的实际问题是污水处理率低，许多城镇的污水管网不成系统，缺乏有效地污水收集系统，城市污水处理能力增长迟缓和污水处理率低给我国水环境造成严重污染，导致了水环境的加剧恶化，严重的制约了我国经济与社会的和谐发展。我国近几年虽然经济总体水平增长速度很快，但我国总体经济水平相对于发达国家还有一定的差距，很多基础设施需要建设，用于污水处理的资金还很紧缺，其昂贵的污水处理运行费用也成为城市污水处理率低，水体污染严重的重要原因。为了遏制我国水环境的进一步恶化，近几年来大量的污水处理厂得到新建，而且迅速从大城市发展到中小城市。据有关资料统计，截至2008年6月，已建成的城市污水处理厂多达1400余座。浙江、山东、江西、江苏、河南等省已经全部建成县市级污水处理厂。在国家拉动内需的四万亿投资中，有近千亿用干污水处理厂建设，不久的将来我国全部县城以及主要城市地区都将拥有污水处理厂，可以，我国城市污水处理市场将得到井喷似的发展。由于一些城市管网设施建设滞后，污水处理规模不大，政府没有大量资金的投入，并且不同地域的经济发展状况不同，加上污水处理工艺的对地域性的要求比较高，这些问题都