污水處理工程經濟費用模型分析與應用

王曉玲+張寶軍+劉紅俠

摘要：指出了合理的污水處理廠經濟費用估算是確定項目投資的基礎，能成為項目資金籌措及制訂建設貸款計劃的有效依據。基于市政排水工程投資估算指標數據，構建了城鎮污水及再生水治理投資建設和運行費用函數的模型。運用線性回歸的方法對不同規模的污水處理廠和再生水深度處理的建設費用進行了分析，確定了經濟費用估算模型的建設費用函數和運行費用的參數。最終結合實例對提出的費用估算模型的準確性進行了分析。結果表明：建立的污水處理廠經濟費用估算模型與實際費用誤差較小，滿足工程費用的估算要求。

關鍵詞：污水處理廠；二級處理；深度處理；運行成本；費用模型

中圖分類號：X703文獻標識碼：A文章編號：1674—9944（2014）09—0182—02

1引言

為緩減水資源缺乏和環境容量的緊張形勢，國內建造了大量的不同規模的污水處理廠和再生水廠進行污水處理和再生水回用。污水處理廠建設前期需要對污水處理投資和運行費用等經濟指標進行估算，為項目資金籌措及制訂建設貸款計劃提供有效依據。在費用估算過程中費用函數的合理與否直接關系到估算結果的準確性。當前對污水處理廠投資費用函數的研究主要集中在一些特定地區城市污水處理的費用研究[1]，污水處理廠單元處理構筑物、費用函數的研究[2]，小區中水系統的費用研究[3]，或者城市污水處理廠的運行費用分析[4]等方面。由于研究的著重點和角度不同，目前針對費用函數還未能形成統一的認識，關于費用函數的研究還處在探索階段。本文擬以中華人民共和國建設部編制的《市政工程投資估算指標（排水工程分冊）》為依據，采用線性回歸的方法，來建立不同規模的污水處理廠包括再生水深度處理建設及運行費用模型，對污水處理廠的建設投資及運行成本進行估算[5]。

2污水處理廠建設費用模型

2.1污水處理廠建設費用模型的選擇

根據龍騰躍[6]、徐志嬙等[7]研究成果，污水處理廠建設模型中冪指數函數模型除了線性回歸的擬合度較好，而且各主要變量的符號合理，顯著性較高，能夠較好地反映污水處理廠建設投資與變量之間的關系，因此本文在污水處理廠建設費用模型的選舉過程中選用冪指數函數模型，其具體形式如表1所示。

表1污水處理廠建設投資冪指數費用函數

序號1建設投資1費用函數11二級處理1C1=a1·Qβ1121再生水處理1C2=a2·Qβ2231建設總投資1C=C1+C2

式中，C1、C2為污水處理廠二級、再生水深度處理投資建設費用（具有一定規模的污水處理廠）；Q1、Q2為污水處理廠二級、再生水深度處理規模；C為污水水處理廠建設投資，萬元；a為綜合價格系數，主要決定于進行污水回用工程投資建設時各項資源在各地區的價格水平；β為規模系數，決定于土建安裝和設備購置費用之間的比例（二級處理與再生水處理a、β系數不同）。

2.2污水處理費用模型的規模參數的確定

2.2.1二級污水處理費用模型參數的確定

污水處理廠建設投資處理規模越大總投資也越高，但是污水處理存在規模經濟效益，污水處理廠的規模越大，則單位基建費用越低。因此不同規模的費用模型參數不同。根據《市政工程投資估算指標（排水工程分冊）》所列的2008年有關污水處理廠二級處理的費用指標，采用最小2乘法，進行線性回歸，求得不同規模污水處理系統費用模型中的待估參數a、β，并最終確定不同規模污水處理系統經濟費用模型，如表2所示。

2.2.2再生水深度處理費用模型參數的確定

由于集中再生水深度處理工程建設應用在我國還處于初始階段，工程數量較少，不容易按規模分類。通過對圖1中4個不同規模的再生水深度處理費用的擬合分析，得到再生水回用深度處理建設總投資模型的待估參數a為11281，β為0.8751。

3污水處理廠運行成本費用模型

運行成本費用是指在運營期內生產產品或提供服務所發生的全部費用，依據生產要素估算法得到污水處理廠運行費用的計算公式為：總成本費用=外購原材料、燃料及動力費+職工薪酬+折舊費+攤銷費+修理費+財務費用+尾水、尾氣、污泥處置費用+其他費用[8]。各部分費用具體函數表達形式如表3所示。

4模型的應用與分析

常州某污水處理廠處理規模為4萬m3/d，氧化溝工藝，無再生水回用處理系統，實際建設投資費用8600萬元，污水處理運行成本為1元/m3。二級處理外購原材料包括混凝劑投量10mg/L，單價0.15萬元/t；污泥濃縮劑0.1mg/L，單價0.20萬元/t。職工人員共20人，每人薪資6萬元/年。采用以上形成的經濟費用模型對該污水處理廠費用進行估算，計算結果見表4。

將經濟費用模型計算所得建設投資與運行費用與實際調研的數據相比較，如表5。從污水處理廠建設投資和運行費用估算值與實際值對比可看出，建設投資的費用誤差率較低只有1%，說明污水處理廠建設投資費用模型選用的形式及參數確定較合理，可以作為項目投資估算的有效依據。運行成本費用的誤差率相對較大，其原因分析主要是應用運行費用模型時沒有包括攤銷費用，因為攤銷費用是通過無形資產、其他資產與攤銷費率相關參數計算而得，本文無法對無形資產進行準確的估算，因此沒包括這部分費用。所以運行成本費用模型估算的運行費用與實際費用有一定的差距。

5結語

通過對不同規模的污水處理廠和再生水深度處理的建設費的擬合分析，確定了基于冪指數函數和生產要素估算法得到的經濟費用估算模型的建設費用函數和運行費用的參數。與實際案例的對比分析表明模型中建設模型與實際值吻合度較好，能夠對規劃城市污水處理廠起經濟投資估算作用。

參考文獻：

[1] 趙澤斌.我國東北地區城市污水處理效率研究[J].哈爾濱工業大學學報，2010，42（4）：589～591.

[2] 尹軍，朱佳.污水處理廠單元處理構筑物、費用函數的研究及探討[J].中國給水排水，1990，6（6）：16～19.

[3] 趙玲萍，趙新華.城市小區中水系統規劃的優化研究[J].中國給水排水，2003，19（10）：49～51.

[4] 於方.基于成本核算的城鎮污水處理收費標準設計研究[J].中國環境科學，2011，31（9）：1578～1584.

[5] 中華人民共和國建設部，市政工程投資估算指標（排水工程）[M].北京：中國計劃出版社，2008.

[6] 龍騰銳.臨界距離優化城市污水處理系統研究[J].中國給水排水，1998，14（2）：16～18.

[7] 徐志嬙.西北典型缺水城市污水再生利用系統優化與情景分析[D].西安：西安建筑科技大學，2005.

[8] 中華人民共和國住房和城鄉建設部，市政公用設施建設項目經濟評價方法與參數[R].北京：中國計劃出版社，2008.

[9] 江蘇省住房和城鄉建設廳.江蘇省城鎮污水處理廠運行管理考核標準[R].南京：江蘇省住房和城鄉建設廳，2009.

[10] 北京市城市節約用水辦公室.中水工程實例及評析[M].北京：中國建筑工業出版社，2010.endprint

摘要：指出了合理的污水處理廠經濟費用估算是確定項目投資的基礎，能成為項目資金籌措及制訂建設貸款計劃的有效依據。基于市政排水工程投資估算指標數據，構建了城鎮污水及再生水治理投資建設和運行費用函數的模型。運用線性回歸的方法對不同規模的污水處理廠和再生水深度處理的建設費用進行了分析，確定了經濟費用估算模型的建設費用函數和運行費用的參數。最終結合實例對提出的費用估算模型的準確性進行了分析。結果表明：建立的污水處理廠經濟費用估算模型與實際費用誤差較小，滿足工程費用的估算要求。

關鍵詞：污水處理廠；二級處理；深度處理；運行成本；費用模型

中圖分類號：X703文獻標識碼：A文章編號：1674—9944（2014）09—0182—02

1引言

為緩減水資源缺乏和環境容量的緊張形勢，國內建造了大量的不同規模的污水處理廠和再生水廠進行污水處理和再生水回用。污水處理廠建設前期需要對污水處理投資和運行費用等經濟指標進行估算，為項目資金籌措及制訂建設貸款計劃提供有效依據。在費用估算過程中費用函數的合理與否直接關系到估算結果的準確性。當前對污水處理廠投資費用函數的研究主要集中在一些特定地區城市污水處理的費用研究[1]，污水處理廠單元處理構筑物、費用函數的研究[2]，小區中水系統的費用研究[3]，或者城市污水處理廠的運行費用分析[4]等方面。由于研究的著重點和角度不同，目前針對費用函數還未能形成統一的認識，關于費用函數的研究還處在探索階段。本文擬以中華人民共和國建設部編制的《市政工程投資估算指標（排水工程分冊）》為依據，采用線性回歸的方法，來建立不同規模的污水處理廠包括再生水深度處理建設及運行費用模型，對污水處理廠的建設投資及運行成本進行估算[5]。

2污水處理廠建設費用模型

2.1污水處理廠建設費用模型的選擇

根據龍騰躍[6]、徐志嬙等[7]研究成果，污水處理廠建設模型中冪指數函數模型除了線性回歸的擬合度較好，而且各主要變量的符號合理，顯著性較高，能夠較好地反映污水處理廠建設投資與變量之間的關系，因此本文在污水處理廠建設費用模型的選舉過程中選用冪指數函數模型，其具體形式如表1所示。

表1污水處理廠建設投資冪指數費用函數

序號1建設投資1費用函數11二級處理1C1=a1·Qβ1121再生水處理1C2=a2·Qβ2231建設總投資1C=C1+C2

式中，C1、C2為污水處理廠二級、再生水深度處理投資建設費用（具有一定規模的污水處理廠）；Q1、Q2為污水處理廠二級、再生水深度處理規模；C為污水水處理廠建設投資，萬元；a為綜合價格系數，主要決定于進行污水回用工程投資建設時各項資源在各地區的價格水平；β為規模系數，決定于土建安裝和設備購置費用之間的比例（二級處理與再生水處理a、β系數不同）。

2.2污水處理費用模型的規模參數的確定

2.2.1二級污水處理費用模型參數的確定

污水處理廠建設投資處理規模越大總投資也越高，但是污水處理存在規模經濟效益，污水處理廠的規模越大，則單位基建費用越低。因此不同規模的費用模型參數不同。根據《市政工程投資估算指標（排水工程分冊）》所列的2008年有關污水處理廠二級處理的費用指標，采用最小2乘法，進行線性回歸，求得不同規模污水處理系統費用模型中的待估參數a、β，并最終確定不同規模污水處理系統經濟費用模型，如表2所示。

2.2.2再生水深度處理費用模型參數的確定

由于集中再生水深度處理工程建設應用在我國還處于初始階段，工程數量較少，不容易按規模分類。通過對圖1中4個不同規模的再生水深度處理費用的擬合分析，得到再生水回用深度處理建設總投資模型的待估參數a為11281，β為0.8751。

3污水處理廠運行成本費用模型

運行成本費用是指在運營期內生產產品或提供服務所發生的全部費用，依據生產要素估算法得到污水處理廠運行費用的計算公式為：總成本費用=外購原材料、燃料及動力費+職工薪酬+折舊費+攤銷費+修理費+財務費用+尾水、尾氣、污泥處置費用+其他費用[8]。各部分費用具體函數表達形式如表3所示。

4模型的應用與分析

常州某污水處理廠處理規模為4萬m3/d，氧化溝工藝，無再生水回用處理系統，實際建設投資費用8600萬元，污水處理運行成本為1元/m3。二級處理外購原材料包括混凝劑投量10mg/L，單價0.15萬元/t；污泥濃縮劑0.1mg/L，單價0.20萬元/t。職工人員共20人，每人薪資6萬元/年。采用以上形成的經濟費用模型對該污水處理廠費用進行估算，計算結果見表4。

將經濟費用模型計算所得建設投資與運行費用與實際調研的數據相比較，如表5。從污水處理廠建設投資和運行費用估算值與實際值對比可看出，建設投資的費用誤差率較低只有1%，說明污水處理廠建設投資費用模型選用的形式及參數確定較合理，可以作為項目投資估算的有效依據。運行成本費用的誤差率相對較大，其原因分析主要是應用運行費用模型時沒有包括攤銷費用，因為攤銷費用是通過無形資產、其他資產與攤銷費率相關參數計算而得，本文無法對無形資產進行準確的估算，因此沒包括這部分費用。所以運行成本費用模型估算的運行費用與實際費用有一定的差距。

5結語

通過對不同規模的污水處理廠和再生水深度處理的建設費的擬合分析，確定了基于冪指數函數和生產要素估算法得到的經濟費用估算模型的建設費用函數和運行費用的參數。與實際案例的對比分析表明模型中建設模型與實際值吻合度較好，能夠對規劃城市污水處理廠起經濟投資估算作用。

參考文獻：

[1] 趙澤斌.我國東北地區城市污水處理效率研究[J].哈爾濱工業大學學報，2010，42（4）：589～591.

[2] 尹軍，朱佳.污水處理廠單元處理構筑物、費用函數的研究及探討[J].中國給水排水，1990，6（6）：16～19.

[3] 趙玲萍，趙新華.城市小區中水系統規劃的優化研究[J].中國給水排水，2003，19（10）：49～51.

[4] 於方.基于成本核算的城鎮污水處理收費標準設計研究[J].中國環境科學，2011，31（9）：1578～1584.

[5] 中華人民共和國建設部，市政工程投資估算指標（排水工程）[M].北京：中國計劃出版社，2008.

[6] 龍騰銳.臨界距離優化城市污水處理系統研究[J].中國給水排水，1998，14（2）：16～18.

[7] 徐志嬙.西北典型缺水城市污水再生利用系統優化與情景分析[D].西安：西安建筑科技大學，2005.

[8] 中華人民共和國住房和城鄉建設部，市政公用設施建設項目經濟評價方法與參數[R].北京：中國計劃出版社，2008.

[9] 江蘇省住房和城鄉建設廳.江蘇省城鎮污水處理廠運行管理考核標準[R].南京：江蘇省住房和城鄉建設廳，2009.

[10] 北京市城市節約用水辦公室.中水工程實例及評析[M].北京：中國建筑工業出版社，2010.endprint

摘要：指出了合理的污水處理廠經濟費用估算是確定項目投資的基礎，能成為項目資金籌措及制訂建設貸款計劃的有效依據。基于市政排水工程投資估算指標數據，構建了城鎮污水及再生水治理投資建設和運行費用函數的模型。運用線性回歸的方法對不同規模的污水處理廠和再生水深度處理的建設費用進行了分析，確定了經濟費用估算模型的建設費用函數和運行費用的參數。最終結合實例對提出的費用估算模型的準確性進行了分析。結果表明：建立的污水處理廠經濟費用估算模型與實際費用誤差較小，滿足工程費用的估算要求。

關鍵詞：污水處理廠；二級處理；深度處理；運行成本；費用模型

中圖分類號：X703文獻標識碼：A文章編號：1674—9944（2014）09—0182—02

1引言

為緩減水資源缺乏和環境容量的緊張形勢，國內建造了大量的不同規模的污水處理廠和再生水廠進行污水處理和再生水回用。污水處理廠建設前期需要對污水處理投資和運行費用等經濟指標進行估算，為項目資金籌措及制訂建設貸款計劃提供有效依據。在費用估算過程中費用函數的合理與否直接關系到估算結果的準確性。當前對污水處理廠投資費用函數的研究主要集中在一些特定地區城市污水處理的費用研究[1]，污水處理廠單元處理構筑物、費用函數的研究[2]，小區中水系統的費用研究[3]，或者城市污水處理廠的運行費用分析[4]等方面。由于研究的著重點和角度不同，目前針對費用函數還未能形成統一的認識，關于費用函數的研究還處在探索階段。本文擬以中華人民共和國建設部編制的《市政工程投資估算指標（排水工程分冊）》為依據，采用線性回歸的方法，來建立不同規模的污水處理廠包括再生水深度處理建設及運行費用模型，對污水處理廠的建設投資及運行成本進行估算[5]。

2污水處理廠建設費用模型

2.1污水處理廠建設費用模型的選擇

根據龍騰躍[6]、徐志嬙等[7]研究成果，污水處理廠建設模型中冪指數函數模型除了線性回歸的擬合度較好，而且各主要變量的符號合理，顯著性較高，能夠較好地反映污水處理廠建設投資與變量之間的關系，因此本文在污水處理廠建設費用模型的選舉過程中選用冪指數函數模型，其具體形式如表1所示。

表1污水處理廠建設投資冪指數費用函數

序號1建設投資1費用函數11二級處理1C1=a1·Qβ1121再生水處理1C2=a2·Qβ2231建設總投資1C=C1+C2

式中，C1、C2為污水處理廠二級、再生水深度處理投資建設費用（具有一定規模的污水處理廠）；Q1、Q2為污水處理廠二級、再生水深度處理規模；C為污水水處理廠建設投資，萬元；a為綜合價格系數，主要決定于進行污水回用工程投資建設時各項資源在各地區的價格水平；β為規模系數，決定于土建安裝和設備購置費用之間的比例（二級處理與再生水處理a、β系數不同）。

2.2污水處理費用模型的規模參數的確定

2.2.1二級污水處理費用模型參數的確定

污水處理廠建設投資處理規模越大總投資也越高，但是污水處理存在規模經濟效益，污水處理廠的規模越大，則單位基建費用越低。因此不同規模的費用模型參數不同。根據《市政工程投資估算指標（排水工程分冊）》所列的2008年有關污水處理廠二級處理的費用指標，采用最小2乘法，進行線性回歸，求得不同規模污水處理系統費用模型中的待估參數a、β，并最終確定不同規模污水處理系統經濟費用模型，如表2所示。

2.2.2再生水深度處理費用模型參數的確定

由于集中再生水深度處理工程建設應用在我國還處于初始階段，工程數量較少，不容易按規模分類。通過對圖1中4個不同規模的再生水深度處理費用的擬合分析，得到再生水回用深度處理建設總投資模型的待估參數a為11281，β為0.8751。

3污水處理廠運行成本費用模型

運行成本費用是指在運營期內生產產品或提供服務所發生的全部費用，依據生產要素估算法得到污水處理廠運行費用的計算公式為：總成本費用=外購原材料、燃料及動力費+職工薪酬+折舊費+攤銷費+修理費+財務費用+尾水、尾氣、污泥處置費用+其他費用[8]。各部分費用具體函數表達形式如表3所示。

4模型的應用與分析

常州某污水處理廠處理規模為4萬m3/d，氧化溝工藝，無再生水回用處理系統，實際建設投資費用8600萬元，污水處理運行成本為1元/m3。二級處理外購原材料包括混凝劑投量10mg/L，單價0.15萬元/t；污泥濃縮劑0.1mg/L，單價0.20萬元/t。職工人員共20人，每人薪資6萬元/年。采用以上形成的經濟費用模型對該污水處理廠費用進行估算，計算結果見表4。

將經濟費用模型計算所得建設投資與運行費用與實際調研的數據相比較，如表5。從污水處理廠建設投資和運行費用估算值與實際值對比可看出，建設投資的費用誤差率較低只有1%，說明污水處理廠建設投資費用模型選用的形式及參數確定較合理，可以作為項目投資估算的有效依據。運行成本費用的誤差率相對較大，其原因分析主要是應用運行費用模型時沒有包括攤銷費用，因為攤銷費用是通過無形資產、其他資產與攤銷費率相關參數計算而得，本文無法對無形資產進行準確的估算，因此沒包括這部分費用。所以運行成本費用模型估算的運行費用與實際費用有一定的差距。

5結語

通過對不同規模的污水處理廠和再生水深度處理的建設費的擬合分析，確定了基于冪指數函數和生產要素估算法得到的經濟費用估算模型的建設費用函數和運行費用的參數。與實際案例的對比分析表明模型中建設模型與實際值吻合度較好，能夠對規劃城市污水處理廠起經濟投資估算作用。

參考文獻：

[1] 趙澤斌.我國東北地區城市污水處理效率研究[J].哈爾濱工業大學學報，2010，42（4）：589～591.

[2] 尹軍，朱佳.污水處理廠單元處理構筑物、費用函數的研究及探討[J].中國給水排水，1990，6（6）：16～19.

[3] 趙玲萍，趙新華.城市小區中水系統規劃的優化研究[J].中國給水排水，2003，19（10）：49～51.

[4] 於方.基于成本核算的城鎮污水處理收費標準設計研究[J].中國環境科學，2011，31（9）：1578～1584.

[5] 中華人民共和國建設部，市政工程投資估算指標（排水工程）[M].北京：中國計劃出版社，2008.

[6] 龍騰銳.臨界距離優化城市污水處理系統研究[J].中國給水排水，1998，14（2）：16～18.

[7] 徐志嬙.西北典型缺水城市污水再生利用系統優化與情景分析[D].西安：西安建筑科技大學，2005.

[8] 中華人民共和國住房和城鄉建設部，市政公用設施建設項目經濟評價方法與參數[R].北京：中國計劃出版社，2008.

[9] 江蘇省住房和城鄉建設廳.江蘇省城鎮污水處理廠運行管理考核標準[R].南京：江蘇省住房和城鄉建設廳，2009.

[10] 北京市城市節約用水辦公室.中水工程實例及評析[M].北京：中國建筑工業出版社，2010.endprint