垃圾滲濾液處理成本計算方法與示例

王聲東

（上海環境衛生工程設計院有限公司，上海 200232）

1 引言

垃圾滲濾液是指在垃圾填埋、焚燒、中轉運輸等過程中產生的污水，一般包括焚燒廠滲濾液、填埋場和中轉站滲濾液等。在我國，市場公開報道的垃圾滲濾液處理費差距較大，價格從每立方米幾十元到一百多元不等。

浙江某生活垃圾填埋場1 500 m3/d 滲濾液處理工程，采用兩級Fenton（芬頓） -厭氧濾池-曝氣生物濾池工藝，該段處理成本為36.1 元/ m3（含電費、藥劑和人工）［1］。

某生活垃圾焚燒廠200 m3/d 滲濾液處理工程，采用CLR（氣升式厭氧反應器，CH4Lift Reactor） +立式A3/O3-MBR（三級AO 膜生物反應器） 工藝，運行成本為36.98 元/ m3（含電費、藥劑、人工、設備維護、指標測定）［2］。

某生活垃圾填埋場120 m3/d 滲濾液處理工程，采用MBR+NF/RO（納濾/反滲透） 工藝，處理成本為31.99 元/m3（含電費、藥劑、人工等）［3］。

成都市固體廢棄物衛生處置場1 000 m3/d（最大處理能力1 200 m3/d） 滲濾液處理工程，采用MBR+NF 工藝，運行成本為85 元/m3（其中碳源約60 元/m3）［4］。

富陽市歡塢嶺垃圾填埋場100 m3/d 滲濾液處理工程，采用MBR+RO 工藝，經營成本為59.16 元/m3（含電費、水費、人工、維修、藥劑等）［5］。

老港綜合填埋場3 200 m3/d 滲濾液處理工程，采用厭氧+MBR 工藝，運行成本為95.79 元/m3（含電費、水費、人工、維修、藥劑等）［6］，深度處理采用NF+RO 工藝，該部分運行成本為46.85 元/m3（含電費、水費、人工、維修、藥劑等）［7］。老港應急500 m3/d 滲濾液處理工程，采用MBR+NF 工藝，成本為125 元/m3（含投資）［8］。

上述文獻的測算結果多為第三方咨詢單位得出，受市場競爭因素影響較小，但各項目工藝、規模、運行費范圍均有不同，簡單直接地引用結論，會帶來較大的偏差。

滲濾液進水水質和排放標準對工藝選擇、投資和運行影響重大。一般而言，填埋場滲濾液處理執行GB 16889—2008 生活垃圾填埋場污染控制標準，工藝中多數不設厭氧段，但考慮碳源投加，滲濾液中氨氮和總氮的指標較高，高效脫氮工藝值得關注。焚燒廠滲濾液處理執行GB 18485—2014 生活垃圾焚燒污染控制標準，工藝中有厭氧環節，配套有加熱、沼氣、除臭等系統。兩種水在好氧和膜處理工藝段大致相同，但在設計參數選取上會有所區分。

基于此，分析和掌握滲濾液運行費用的影響因素，計算不同條件下的處理費，對于正確選擇滲濾液處理工藝、判斷滲濾液運行狀態具有重要意義。

2 設計處理量與測算處理量

滲濾液處理一般采用膜工藝，設備投資是工程造價的主要部分，因此設備的富余量不大，設計規模即為日最大處理能力。日常運行中存在著檢修、清池、更換設備等各種影響因素，會造成日均處理量達不到設計能力，如處理成本按設計值計算，結果往往偏低。

根據多個項目統計，年穩定運行天數多為330～345 d。在滲濾液水量充足的前提下，年處理水量測算如公式（1） 所示。

式中：Q年處理量為年處理水量，m3/a；Q設計處理量為設計規模，m3/d；N年穩定處理天數為年穩定運行天數，d/a。

因處理設施難以全年穩定運行，日均處理量一般小于設計值?？砂垂剑?） 計算。

式中：Q日均量為滲濾液廠日均處理水量，m3/d。

用穩定運行天數計算得出的Q日均量或Q年處理量測算運行費用結果更為準確。

3 直接成本（C 直接成本）

滲濾液的直接成本可按公式（3） 計算。

式中：C直接成本為運行成本，元/m3；C能為能耗，元/m3；C人工為人工費，元/m3；C水為水耗，元/m3；C藥為藥耗，元/m3；C日維為日常維護費，元/m3；C大修或更新為大修或設備更新費，元/m3；C測試為測試費，元/m3；C外部處理費為外部協同處理費，元/m3。

3.1 能耗（C 能）

滲濾液氨氮含量高，有機負荷高，是生活污水的幾十倍，處理過程電耗高，主要耗能單元包括曝氣設備、滲濾液膜分離（超濾、納濾、反滲透）、回流、攪拌、冷卻等。準確的耗電應按照設備功率進行計算，也可按照30～40 kWh/m3估算［9］。電價是滲濾液運行的關鍵因素，對處理費用有很大影響。運行電價是否有峰谷電價，對滲濾液工程的設備選型和運行方式都會有影響。通常情況下，內置膜系統的耗電比外置膜低5～6 kWh/m3。

對于焚燒廠的滲濾液，一般會采用中溫厭氧進行前處理，設計溫度在37 ℃左右，多采用蒸汽加熱，一般蒸汽消耗量為0.005 t/m3（CLR 反應器）［10］，也有用鍋爐加熱的，需要消耗蒸汽、油或者天然氣。大多數情況下，焚燒廠的蒸汽都是不計費的，但是，單獨采用鍋爐加熱的，相關消耗不可忽視。CLR 反應器容積負荷［11-12］比較高，一般為8～10 kg/m3。上流式厭氧污泥床（UASB） 反應器或者上流式厭氧復合床（UBF） 反應器，這兩種反應器的容積負荷［7，11，13］多在6～8 kg/m3，反應器的容積大，蒸汽量可按CLR 反應器消耗量的1.1～1.2 倍估算。能耗可按照公式（4） 進行計算。

式中：C電為電耗，元/m3；C熱為熱耗，元/m3。

3.2 人工費（C 人工）

滲濾液廠24 h 運行，小廠站（單條處理線）一般設12～15 人，人員配置如表1 所示。

表1 小型滲濾液處理站人員配備情況

職工薪酬應包括社會保險（如養老保險、醫療保險、失業保險、工傷保險、生育保險、傷殘保險） 和公積金，崗位配置需考慮安全生產因素。長三角地區人工全成本為12～15 萬元/（人·a）。對于規模較大的滲濾液處置廠站，如有2 條以上處理線，可按表1 增加一線員工數量。

人工費（C人工） 可按照公式（5） 進行計算。

式中：n1為人員配備數，人；If為工人工資及工資附加費（按年計算），元/（人·a）。

3.3 水耗（C 水）

滲濾液廠運行的水耗主要是冷卻和加藥用水，可按0.1～0.2 m3/m3計算。

3.4 藥耗（C 藥）

滲濾液處理需根據不同的水質條件，投加各類藥劑，藥耗可按公式（6） 計算。

式中：C碳源為碳源消耗，元/m3；CPAM為PAM消耗，元/m3；C酸為各類酸耗，元/m3；C消泡劑為消泡劑消耗，元/m3；C膜清洗劑為膜清洗劑消耗，元/m3；C除臭劑為除臭劑消耗，元/m3；C脫硫劑為脫硫劑消耗，元/m3；C其他為其他藥品消耗，元/m3。

1） 碳源（C碳源）：老齡化的滲濾液碳氮比失調，需要投加碳源，投加后碳氮比為6～8［4］。對于進水COD 為3 000 mg/L、氨氮為2 000 mg/L的滲濾液，一般碳源投加量為13～15 kg/m3（用固體葡萄糖計算）。碳源也可采用甲醇，甲醇的效果優于葡萄糖［14］，但濃度超過40%的甲醇為甲類危險液體，安全防護要求高。我國很多填埋場滲濾液處理工程，碳源費用估計嚴重不足。焚燒廠滲濾液和填埋場新鮮滲濾液一般不需投加碳源。

2） PAM（聚丙烯酰胺，CPAM）：用于污泥脫水，一般投加量為0.03～0.05 kg/m3。

3） 鹽酸或硫酸（C酸）：用于納濾和反滲透處理調節pH，多用鹽酸，鹽酸單耗為4～5 kg/m3。

4） 消泡劑（C消泡劑）：用于生化反應消除泡沫，使用量一般為0.05～0.10 kg/m3。

5） 膜清洗劑（C膜清洗劑）：超濾、納濾、反滲透膜均需按生產需要進行清洗，一般清洗頻率為1～2次/月，該過程需要消耗膜清洗劑。藥耗根據所選膜的性能參數計算。

6） 除臭劑（酸、堿、植物液，C除臭劑）：調節池、厭氧反應器、缺氧池、污泥脫水間收集的臭氣一般進入垃圾焚燒爐焚燒，也可進入除臭設施處理。除臭設施多采用化學洗滌和植物提取液噴淋，需消耗酸、堿或者植物液等。

7） 脫硫劑（C脫硫劑）：焚燒廠滲濾液多設計有厭氧處理工藝，厭氧產生的沼氣直接進入焚燒爐焚燒，應急狀態下進入火炬燃燒。沼氣中H2S 含量波動較大，一般為1 300～11 000 mg/L。脫硫處理時脫硫劑的消耗為1～2 kg/m3。如直接進入焚燒爐焚燒，可不計脫硫的消耗。

8） 其他（C其他）：除了上述藥劑以外，滲濾液處理還可用到多種藥劑，如三氯化鐵、活性炭等。

3.5 日常維護（C 日維）

滲濾液水質復雜，設備維修維護工作量較大，相關的費用也高于常規的污水處理。一般，年日常維護費用按照總投資的1.0%～1.5%估算。C日維可按照公式（7） 進行計算。

式中：TI總投資為工程建設總投資，元。

3.6 設備更新與大修費用（C 大修或更新）

一般按總投資的3.2%～5.0%進行估算，包括膜更新費用。膜的使用年限，超濾多按4～5 a 計算［15］，納濾和反滲透按2 a 計算。C大修或更新可按照公式（8）進行計算。

3.7 檢測檢驗費（C 測試）

主要包括滲濾液處理過程中的各類測試：①日常檢測，一般滲濾液廠配備有化驗室，檢測COD、氨氮、總氮、pH 等指標；②全分析，一般2～4 次/a，通常委托第三方專業機構測試；③第三方檢測，委托第三方進行檢測，可與全分析統籌，包括環保取樣的平行檢測。

3.8 外部處置費（C 外部處理費）

滲濾液運行過程還有下述費用可能發生。

1） 污泥處置費。系統產生的剩余污泥需另行處理，包括運輸費和處置費。污泥產生量由生化計算得出，也可按處理量的3%～4%估算（按含水率80%計）。一般情況下，填埋場滲濾液處理工程的剩余污泥脫水后直接到填埋庫區填埋（不計費），焚燒廠滲濾液處置產生的剩余污泥回焚燒爐焚燒（不計費）。由于污泥處置的成本較高，有不少工程開始對污泥處置收費，如老港填埋場要求進填埋場的剩余污泥含水率控制在60%以下，處理費按200 元/t 收?。?-8］。污泥處置費對滲濾液運行費有較大的影響，需根據項目邊界條件，妥善選擇污泥處理技術和計算相關費用。

2） 濃縮液處置費。膜處理系統產生的濃縮液是處理難點［16］，需要妥善處置，會產生運輸費和處置費。根據生產運行經驗，納濾濃縮液產生量為15%～25%［7-8］，反滲透濃縮液產生量為20%～30%［7］。納濾和反滲透系統濃縮液用膜工藝再次濃縮處理，在實際工程中有了越來越多的應用，一般而言，納濾二次濃縮液產生量為1%～3%［7-8］，反滲透為10%～15%［7］，二次濃縮液需要第三方處理。一般情況下，填埋場的濃縮液回灌處理不計費，焚燒廠的濃縮液焚燒處理不計費。納濾二次濃縮液含鹽量低，總量少，填埋場回灌處理基本可行。對填埋場，反滲透濃縮液（一次或二次）會有鹽分積累的問題，建議采用蒸發方法處理，如果不具備蒸發條件，需要加強生產控制，終端出水納濾和反滲透并聯使用，確保系統能夠排鹽。按照回灌處理，系統難以持續。由于濃縮液處理成本較高，有工程也開始對濃縮液處置收費，如老港焚燒廠對濃縮液的處置費按200 元/t 收?。?-8］。濃縮液處置費對滲濾液運行費用有較大的影響，需根據項目邊界條件，合理選擇濃縮液處理技術和計算相關費用。

3） 排水費。系統達標后的出水向水體或其他處理設施排放，有時需要交納排水費。不同的接納主體的費用會有所不同，常見的收費為3～10 元/m3。

4） 危廢處理。實驗室及生產過程中的危險廢物需委托專業公司處置。

4 間接費用

滲濾液的運行還包括間接費用，主要是管理費、利潤和稅收。

4.1 管理費（C 管理）

管理費主要包括：EHS（環境健康安全） 管理，證照管理，財稅管理，生產藥劑的采購、合約、倉儲管理，職工教育、辦公、工會管理費用，差旅費，業務活動費；非生產性固定資產折舊、修理等費用；低值易耗品分攤；土地使用稅、房產稅、車船使用稅、印花稅等稅金；日常運營保險。

由于市政公用行業尚無統一的計費標準，排水行業運營定額測算時管理費按照直接成本的20%計取。參考這一比例，結合市場實際，滲濾液運行管理費按照直接成本的8%～12%計取，可按照公式（9） 計算。

式中：C管理為運行過程管理費用，元/m3。

4.2 利潤（C 利潤）

作為企業運行模式，滲濾液運行營業利潤率按照8%～10%計取，按照公式（10） 計算。

式中：C利潤為運行過程產生的利潤，元/m3。

4.3 稅收（C 稅收）

滲濾液處理運行服務需繳納增值稅，可按公式（11） 估算。

式中：C稅收為運行過程產生的稅收，元/m3。

5 財務成本（C 財務）

滲濾液處理費用測算相關的投資及回報，按照財務方法計算。日?？捎渺o態投資的方法估算，設備使用年限以20 a 計，按公式（12） 進行估算。

式中：C財務為運行過程產生的財務成本，元/m3。

6 滲濾液全成本分析模型

滲濾液處理的運行成本（C運行成本） 和總成本（C總成本） 可按公式（13） 和公式（14） 計算。

式中：C運行成本為除財務成本外，運行過程發生的各類成本，元/m3；C總成本為運行過程產生的全部成本，元/m3。

7 應用示例

某滲濾液處理站設計規模為500 m3/d，采用膜法工藝，無厭氧，無反滲透，工藝流程如圖1 所示。進水COD 為20 000～25 000 mg/L，氨氮為2 000～2 500 mg/L，總氮為2 500～3 000 mg/L，排水標準執行GB 16889—2008 表2 標準。電費為0.65 元/kWh；水費為5.0 元/m3；配備人員14 人，人工工資平均成本為15 萬元/（人·a） （含各項社保、福利）；項目總投資4 000 萬元；濃縮液處置費為200 元/t（含運輸費）；污泥處置費為200 元/t（含運輸費）；排水費、危險廢物處置費不計；財務成本按40 元/m3計（按年實際處理量計，5 a 回收期）。

示例計算中，噸水電耗取35 kWh/t，水耗取0.1 t/t，藥劑費按15 元/m3（含鹽酸、PAM、消泡劑、膜清洗劑等，鹽酸單耗取4 kg/t，本案例不需碳源），日常維修按投資的1%計，大修或更新按3.0%計。測試費按照30 萬元/a 估算。年穩定運行時間為345 d。剩余污泥產率按3.6%估算，二次濃縮液產生量按2%估算。管理費和利潤按照10%計，稅收按照6%計，本示例最終C總成本為128.75 元/m3。詳細計算結果見表2。

圖1 500 m3/d 滲濾液工程工藝流程示意

表2 應用示例計算結果

1） 電耗。電耗是占比最大的直接費用。如果電價按1.0 元/kWh 計，費用將增加50%，因此電價對滲濾液處理費的影響大，相同的電價才具有可比性。滲濾液處理中，生化反應的耗電量一般占到總耗電的50%以上，因此根據進水水質指標，觀察噸水耗電量，也可初步判斷滲濾液處理的實際狀態。

2） 碳源。本示例中未計算碳源，但對于老齡滲濾液，碳源是不可忽略的因素，按照前述文獻資料［4］，碳源可高達60 元/m3，在這種情況下，直接費用接近翻倍。老齡滲濾液測算運行費時，碳源可能是最大影響因素，不可遺漏。對于老齡滲濾液，如果費用測算不足，很難維持穩定的生化運行。

3） 主要直接影響因素。從計算中可以看出，電耗、藥耗、人工、污泥濃縮液處理費、大修是本示例中的前5 大影響因素。因此，要判斷費用計算的準確性，這5 個因素必須逐一核實，遺漏任何一個，都會對結果產生較大影響。很多案例往往只列取了一部分影響因素，引用時應該多作分析。污泥濃縮液處理費在很多案例中都未計入費用，實際上處置污泥和濃縮液產生的費用不小，應該通盤考慮。

4） 間接費。在示例計算中，利潤、稅收、管理費占了運行成本的22%。很多測算中，往往忽略這一塊，會大幅降低測算的準確性。

5） 財務成本。從表2 可以看出，按5 a 回收期測算的財務成本占到了總成本的31%左右，如按20 a 測算，此項費用可降至約10 元/m3，回收年限對運行單價影響大。

8 結論

1） 滲濾液處理費用影響因素多，包括配員、電耗、藥耗、二次污染的處置，稅收、財務成本等，計算中需通盤考慮，依次分析，才能得出準確結果。

2） 采用年處理量進行費用計算，更符合實際。滲濾液工程的設計規模通常為最大處理能力，直接用該規模計算，會帶來較大的偏差。

3） 文中藥耗、電耗、人員配備、設備折舊、二次污染的產率等均來自實際工程，可作為其他滲濾液處理費用的測算參考。