郝前進(jìn) 張 蘋
(復(fù)旦大學(xué)環(huán)境科學(xué)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(jìn) 張 蘋
(復(fù)旦大學(xué)環(huán)境科學(xué)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(gè)示范工程調(diào)研的基礎(chǔ)上,將農(nóng)村生活污水的治理技術(shù)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(duì)示范工程的成本有效性進(jìn)行了分析。研究發(fā)現(xiàn),示范工程在管網(wǎng)費(fèi)用、設(shè)備費(fèi)用、土地占用成本和日常運(yùn)營費(fèi)用等方面都存在成本下降的空間。針對(duì)這些問題,本文提出了相應(yīng)的政策建議:合理的項(xiàng)目選址是影響管網(wǎng)費(fèi)用的決定性因素;政府層面的集中研發(fā)可以削減單個(gè)項(xiàng)目的重復(fù)研發(fā)費(fèi)用;設(shè)定工程建造標(biāo)準(zhǔn)可以避免土地利用和工程建設(shè)中不必要的浪費(fèi);農(nóng)民和第三方企業(yè)的廣泛參與則可以節(jié)省建設(shè)和運(yùn)營成本,更重要的是可以保證工程建成后的有效運(yùn)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(jí)地方政府上馬了一批農(nóng)村生活污水治理相關(guān)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(duì)非點(diǎn)源生活污水進(jìn)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(shí)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(shí)現(xiàn)了成本有效性,尚未得到較好的研究。因此,本文對(duì)現(xiàn)有示范工程成本有效性和成本下降途徑的研究,對(duì)農(nóng)村生活污水治理的普及推廣具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
2008年1月到2008年7月,筆者對(duì)上海和蘇南地區(qū)的9個(gè)農(nóng)村生活污水治理示范工程進(jìn)行了實(shí)地考察。從調(diào)研對(duì)象來看,這9個(gè)示范工程所使用的技術(shù)多樣,各村莊間自然、社會(huì)和經(jīng)濟(jì)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(shè)成本和運(yùn)行成本兩部分。其中,建設(shè)成本包括設(shè)計(jì)研發(fā)費(fèi)用、土建費(fèi)用、設(shè)備費(fèi)用、管網(wǎng)費(fèi)用和土地使用成本等,而運(yùn)行成本則主要由動(dòng)力費(fèi)用、材料費(fèi)用、管理人員工資和設(shè)備保養(yǎng)費(fèi)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(shù)的差異,示范工程在建造中沒有統(tǒng)一的成本標(biāo)準(zhǔn),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(shù)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(shù)、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(shù)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(shí),可以將采用A類工藝和B類工藝的示范工程進(jìn)行區(qū)別分析,A類工藝可以參考城鎮(zhèn)污水處理廠的標(biāo)準(zhǔn),而B類工藝雖然沒有具體參考標(biāo)準(zhǔn),但由于具有共同的工藝特點(diǎn),可以項(xiàng)目之間進(jìn)行比較。
表1 上海和蘇南地區(qū)9個(gè)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
成本有效性分析是指無法確定某公共項(xiàng)目具體收益的大小時(shí),可以用目標(biāo)的完成程度取而代之,并計(jì)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(shí)現(xiàn)同樣的目標(biāo),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(biāo)準(zhǔn)》的一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)(相當(dāng)于各個(gè)項(xiàng)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(fèi)的成本)。
以下對(duì)9個(gè)示范工程的幾個(gè)主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)進(jìn)行比較分析,研究示范工程的成本有效性。2.1 建設(shè)成本的有效性分析
農(nóng)村生活污水治理工程的建設(shè)成本主要包括管網(wǎng)費(fèi)用、設(shè)備購置費(fèi)用、土建費(fèi)用和土地使用成本共4部分。一方面,由于農(nóng)村基礎(chǔ)設(shè)施薄弱,管網(wǎng)費(fèi)用在總建設(shè)成本中通常占有較大的比重(見表1),而參考標(biāo)準(zhǔn)中并沒有管網(wǎng)投資成本的指標(biāo);另一方面,調(diào)研示范工程中沒有土地價(jià)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(shè)成本分為管網(wǎng)投資費(fèi)用、造價(jià)(土建和設(shè)備費(fèi)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(fèi)用。農(nóng)村地區(qū)基礎(chǔ)設(shè)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(shè)成本中占有較大比重,大多數(shù)示范工程的管網(wǎng)費(fèi)用占總費(fèi)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(gè)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(dāng),示范工程距離村莊較遠(yuǎn)(約500m),致使其管網(wǎng)費(fèi)用高達(dá)884萬元,遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他示范工程。而匯中村的污水處理設(shè)施雖然位于村莊內(nèi)部,但由于該村污水收集管網(wǎng)鋪設(shè)時(shí)必須挖開硬化路面,其管網(wǎng)投資費(fèi)用也較高。
(2)處理單位水量的工程造價(jià)。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(jià)可與城市污水處理廠的建造標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較。根據(jù)《城市污水處理工程項(xiàng)目建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)》(01修訂版),采用北京市1999年人工、材料、機(jī)械預(yù)算價(jià)格計(jì)算,建設(shè)規(guī)模在Ⅴ類(污水處理量在1~5萬m3/d)的二級(jí)污水廠的投資估算指標(biāo)為1350~1120元/(m3/d)(不含污泥消化)。根據(jù)國家統(tǒng)計(jì)局統(tǒng)計(jì)的工業(yè)生產(chǎn)價(jià)格指數(shù)(PPI),2008年的價(jià)格是1999年的1.20倍,其中建材類工業(yè)品的價(jià)格上漲幅度要大一些,約50%~70%。因此按60%的漲幅估計(jì),當(dāng)前的投資估算指標(biāo)應(yīng)為2 160~1 792元/(m3/d)。根據(jù)此標(biāo)準(zhǔn),A類工藝中只有碧水灣小區(qū)的投資造價(jià)低于這個(gè)指標(biāo)。
采用B類工藝的示范工程,需要購置的設(shè)備較少,工程造價(jià)主要是土建費(fèi)用?!暗驮靸r(jià)”通常是B類工藝的主要優(yōu)勢(shì)之一,B類或A+B類工藝的投資造價(jià)應(yīng)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(jià)并不低,雙津村和匯中村的噸水造價(jià)遠(yuǎn)高于A類工藝的示范工程。對(duì)于采用A+B工藝的示范工程,造價(jià)包括設(shè)備購置費(fèi)用和土建費(fèi)用。數(shù)據(jù)顯示,該類工藝的示范工程噸水造價(jià)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(shè)成本還應(yīng)該包括土地使用成本,所調(diào)研的這9個(gè)示范項(xiàng)目都是從地方政府無償獲得劃撥土地使用權(quán),土地直接使用成本為零。但考慮到未來示范工程的推廣應(yīng)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(xiàng)目建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)》(01修訂版),建設(shè)規(guī)模在Ⅴ類(污水處理量在1~5萬m3/d)的二級(jí)污水廠建設(shè)用地指標(biāo)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(biāo)準(zhǔn),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(xiàng)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(yīng)該有所下降,但實(shí)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(fèi)現(xiàn)象。
2.2 運(yùn)行成本的有效性分析
A類工藝運(yùn)行過程中的主要成本為動(dòng)力費(fèi)用;B類工藝一般不需耗能,成本主要為管理或設(shè)備維護(hù)成本;A+B類工藝的運(yùn)行維護(hù)成本較其它兩種工藝高。在城鎮(zhèn)污水處理廠運(yùn)行過程中,動(dòng)力費(fèi)用的比重達(dá)到60%以上[5],調(diào)研數(shù)據(jù)顯示,能耗費(fèi)用在總運(yùn)行成本中占據(jù)較高的比重,因此這里主要對(duì)示范工程的動(dòng)力費(fèi)用進(jìn)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(yùn)行能耗為零,符合土地處理系統(tǒng)的低能耗特點(diǎn)。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(biāo)準(zhǔn)相比較。根據(jù)《城市污水處理工程項(xiàng)目建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)》(01修訂版),二級(jí)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(biāo)準(zhǔn)。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(jí)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(shè)標(biāo)準(zhǔn)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(shè)備費(fèi)用、占用土地面積和日常運(yùn)營費(fèi)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(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)作比較,但一些示范工程由于選址不當(dāng)或規(guī)劃失誤,造成污水收集管網(wǎng)的投資費(fèi)用偏高。
針對(duì)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(diǎn)對(duì)策建議:
(1)節(jié)省管網(wǎng)費(fèi)用。對(duì)農(nóng)村地區(qū)而言,管網(wǎng)費(fèi)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(fèi)用可以從兩個(gè)方面入手:第一,做好村莊規(guī)劃,實(shí)施路面硬化工程的時(shí)候就鋪設(shè)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(shè)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(shè)施離村莊的距離,最好是在村莊內(nèi)部建設(shè)處理設(shè)施。
不同類型的村莊應(yīng)采取不同方式實(shí)現(xiàn)管網(wǎng)費(fèi)用的最小化:①城市近郊地區(qū):對(duì)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(shè)施的規(guī)?;?yīng),實(shí)現(xiàn)成本的最小化。②高度集中的農(nóng)村地區(qū):對(duì)于遠(yuǎn)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(jìn)行處理,但處理設(shè)施應(yīng)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(fèi)用。③布局分散的農(nóng)村地區(qū):對(duì)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(shè)污水處理設(shè)施,因地制宜。④混合型農(nóng)村地區(qū):對(duì)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(shí)現(xiàn)因地制宜,減少管網(wǎng)的鋪設(shè)。
(2)削減重復(fù)研發(fā)費(fèi)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(fèi)用,一般用于技術(shù)方案的設(shè)計(jì)。如前衛(wèi)村的工程設(shè)計(jì)費(fèi)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(shù)大多由成熟技術(shù)發(fā)展而來,在實(shí)際應(yīng)用時(shí)并不應(yīng)該花費(fèi)過多費(fèi)用。為了降低農(nóng)村生活污水治理工程的總成本,重復(fù)研發(fā)費(fèi)用必須削減或去除。
重復(fù)研發(fā)費(fèi)用的削減,可以通過區(qū)域集中研發(fā)的途徑來實(shí)現(xiàn)。例如,可以由省級(jí)或市級(jí)政府組織相關(guān)專家或科研機(jī)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(diǎn)、農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平等要素,對(duì)不同污水治理技術(shù)的適用性、穩(wěn)定性等集中進(jìn)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(shù)和工藝。另外,研發(fā)的相關(guān)成果必須實(shí)現(xiàn)共享,在示范工程建設(shè)時(shí)避免重復(fù)研發(fā),從而達(dá)到在推廣過程中減少研發(fā)費(fèi)用的目的。
(3)設(shè)定工程建設(shè)的標(biāo)準(zhǔn),降低工程造價(jià)?,F(xiàn)有示范工程建設(shè)費(fèi)用較高的主要原因之一就是缺乏相應(yīng)的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)。在研究的基礎(chǔ)上設(shè)定工程建設(shè)的標(biāo)準(zhǔn),至少可以從兩個(gè)方面降低工程的建設(shè)成本:第一,通過設(shè)定農(nóng)村生活污水治理工程建造的大致標(biāo)準(zhǔn),避免土地利用的浪費(fèi),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(fèi)用和設(shè)備購置費(fèi)用。第二,對(duì)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(gè)階段發(fā)揮主要作用,是否可以僅用單個(gè)工藝流程就達(dá)到大致相同的處理效果,從而節(jié)省總建設(shè)費(fèi)用。
(4)多主體參與,減少建設(shè)和運(yùn)營管理費(fèi)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(yùn)營費(fèi)用。對(duì)于技術(shù)含量較低的土建工程,可以在工程設(shè)計(jì)單位的指導(dǎo)下,由村民承擔(dān)施工安裝操作。工程建成后,對(duì)技術(shù)含量較低、后續(xù)管理較為簡單的水污染治理工程,應(yīng)該對(duì)農(nóng)民進(jìn)行簡單培訓(xùn),由農(nóng)民自行管理,降低人工費(fèi)用;對(duì)技術(shù)含量較高,需要定期添加藥劑的工程,可以考慮由一個(gè)地區(qū)的政府或村委會(huì)與專業(yè)機(jī)構(gòu)簽訂合同,由專業(yè)機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)地區(qū)內(nèi)污水治理工程的統(tǒng)一管理。
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(shè)和有效運(yùn)行的關(guān)鍵因素,也是實(shí)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(gè)示范工程的基礎(chǔ)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(fèi)用、設(shè)備費(fèi)用、土地占用成本和日常運(yùn)營費(fèi)用等方面都存在一定程度的成本下降空間。針對(duì)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(yīng)的降低成本的措施:合理的項(xiàng)目選址是影響管網(wǎng)費(fèi)用的決定因素;政府層面的集中研發(fā)可以削減單個(gè)項(xiàng)目的重復(fù)研發(fā)費(fèi)用;設(shè)定工程建設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)可以避免土地利用和工程建設(shè)中不必要的浪費(fèi);調(diào)動(dòng)農(nóng)民和第三方企業(yè)的廣泛參與可以節(jié)省建設(shè)和運(yùn)營成本,更重要的是可以保證工程建成后的有效運(yùn)行。只有實(shí)現(xiàn)了成本有效性,農(nóng)村生活污水的治理才能實(shí)現(xiàn)進(jìn)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(jìn),博士,講師,主要研究方向?yàn)榄h(huán)境價(jià)值評(píng)估、城市經(jīng)濟(jì)與城市環(huán)境管理。
3住房與城鄉(xiāng)建設(shè)部課題“華東地區(qū)農(nóng)村水污染治理示范工程評(píng)估”和國家水體污染控制與治理科技重大專項(xiàng)“城市水務(wù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展及管理政策研究與示范課題(編號(hào):2009ZX07318-007)”的資助。
(編輯:于 杰)