基于環(huán)境成本的污泥處置場費用效益分析

劉 靜

（聯(lián)合泰澤環(huán)境科技發(fā)展有限公司 天津 300042）

引言

隨著城市及園區(qū)管網的不斷完善及經濟的快速發(fā)展，城市污水處理率逐年提高，由此產生的污泥也急劇增加。以天津市為例，2010年天津市正式運營的城鎮(zhèn)污水處理廠（包括工業(yè)園區(qū)處理廠）共36座，全年共產生含水率為80%的污泥28.93萬噸；2016年天津市已運行的城鎮(zhèn)污水處理廠74座，年產生含水率為80%的污泥58萬噸，污泥產生量年平均增長率約為16.7%（以上數據來自天津市固體廢物污染防治公告）。由于污泥中含有有機污染物、無機顆粒物、膠體、細菌菌體、重金屬元素等復雜成分[1]，隨意堆棄會對土壤和地下水環(huán)境造成污染，為了給市政污泥尋求解決出路，對污泥進行減量化、穩(wěn)定化、無害化和資源化處置顯得十分迫切[2]。

近年來，污泥厭氧消化得到了廣泛關注，一方面能夠實現(xiàn)污泥的減量化，另一方面又能得到有價值的消化產品[3]。然而，國內對于污泥厭氧消化多數從消化性能及機理等方面進行分析，而從環(huán)境成本方面評估污泥處置場的研究很少，將環(huán)境成本納入成本收益中分析的則更少。本研究根據環(huán)境價值理論，從污泥處置場的環(huán)境成本角度出發(fā)，構建了污泥處置場的環(huán)境成本計算方法，并在此基礎上對污泥處置場的費用效益進行了分析，以期為全面揭示和評估污泥處置場的環(huán)境成本和社會效益提供理論基礎，為污泥處置業(yè)的健康、持續(xù)發(fā)展提供參考依據。

1 污泥處置場的環(huán)境成本及計算方法

1.1 污泥處置場的環(huán)境成本

環(huán)境成本，是指由于經濟活動造成環(huán)境污染而使環(huán)境服務功能質量下降的代價，在某一項商品生產活動中，從資源開采、生產、運輸、使用、回收到處理，解決環(huán)境污染和生態(tài)破壞所需的全部費用。

本研究定義污泥處置場環(huán)境成本是指由于污泥處置過程中造成的的環(huán)境損失，如處置場的污泥、污水排放造成的水污染帶來的損失；污泥處置過程中產生的惡臭氣體對大氣污染造成的損失等。

在污泥處置過程中對環(huán)境的影響需要從多方面考慮，主要表現(xiàn)在污泥處置過程中產生的廢水排放造成的水污染；廢氣排放造成的大氣污染以及干化污泥最終處置過程中造成的土地污染等。根據類似污泥處置場環(huán)境影響報告書中對環(huán)境影響的識別結果，本研究定義污泥處置場環(huán)境成本主要由水污染、大氣污染、土壤污染和水資源消耗造成的損失組成，其計算公式如下：

式中：EC為污泥處置場的環(huán)境成本（元/年），ECi為某i類（包括水環(huán)境、大氣環(huán)境、污泥等）環(huán)境影響造成的損失（元/年）。

1.2 污泥處置場環(huán)境成本的計算方法

環(huán)境經濟損益分析評價方法較多，在貨幣量化方面主要有費用效益分析法、成本法、市場價值法、人力資本法、影子工程法、調查評價法等[4-6]。費用效益分析法主要是通過衡量項目的效益和費用來評價其可行性，這種方法從經濟角度對不同方案的優(yōu)劣進行分析，因而較多應用于工程建設項目不同方案的評價[7]。

2 基于環(huán)境成本的成本收益構成與費用效益評價指標

基于環(huán)境成本的污泥處置場成本由生產成本和環(huán)境成本構成；收益主要為收取各污泥產生廠家的處置費用（含政府補貼）、副產品沼氣等收益，即污泥處置場收益。

費用效益評價指標為效費比（BCR），計算公式如下：

式中：B為收益（元/年），PC為生產成本（元/年），EC為環(huán)境成本（元/年）。

3 實際案例分析

本研究以天津市某污泥處置場為例，采用“厭氧消化+脫水系統(tǒng)+智能陽光干化（含水率≤30%+資源化利用）”處理工藝，根據其2018年的生產經營情況進行分析。

3.1 環(huán)境成本計算

根據前文分析，本次研究選擇以下3項環(huán)境成本進行計算。

3.1.1 水污染的環(huán)境成本

對于水污染的環(huán)境成本采用治理成本計算，計算公式如下：

式中：EC1為水污染的環(huán)境成本（元/年），qw為污泥處置場日污水產生量（m3/d），Cw為污水治理成本（元/m3）。

根據污泥處置場提供的資料可知，污泥處置場日污水產生量為113.21m3/d，污水治理成本約為2.19元/m3，則水污染的環(huán)境成本費用為247.930元/d、合9.049萬元/a。

3.1.2 惡臭氣體排放的環(huán)境成本

污泥處置場惡臭氣體主要成分為氨、硫化氫。其中氨是一種無色氣體且有強烈的刺激氣味，氨氣排放溫室效應、能見度、富營養(yǎng)化等諸多問題都有直接或間接影響；硫化氫是一種易燃的酸性氣體，無色，吸入少量高濃度硫化氫可于短時間內致命，低濃度的硫化氫對眼、呼吸系統(tǒng)及中樞神經都有影響。惡臭氣體造成的環(huán)境成本由下式計算：

式中：EC2為惡臭氣體排放的環(huán)境成本（元/年），qa為污泥處置場惡臭氣體日排放量（t/d），Ca為排放惡臭氣體造成的經濟損失（元/t）。

根據污泥處置場提供的資料可知，污泥處置場惡臭氣體日排放量為1.344kg/d（其中NH3排放量為0.576kg/d，H2S排放量為0.768 kg/d）。根據Holland的計算單位氨排放的環(huán)境損失為171歐元/t[8]，折合人民幣1710元/t，則惡臭氣體治理的環(huán)境成本費用為2.298元/d、合0.0839萬元/a。

注：①此處硫化氫的環(huán)境治理費取值與氨的環(huán)境治理費相同；②此處的環(huán)境治理費用不包括惡臭質量設備的折舊費，為單純原輔材料損耗費用。

3.1.3 污泥排放的環(huán)境成本

污泥的亂堆亂放極易對地下水、土壤等造成二次污染，成為環(huán)境安全和公眾健康的威脅。污水廠應保持污泥處理設施連續(xù)穩(wěn)定運行，產生的污泥應及時處理和清運，記錄污泥輸出的體積或質量，統(tǒng)計污泥出廠總量，嚴格執(zhí)行污泥轉移聯(lián)單制度。從切實改善環(huán)境質量、維護環(huán)境安全出發(fā)，充分認識污泥環(huán)境管理的重要性。污泥造成的環(huán)境成本由下式計算：

式中：EC3為污泥排放的環(huán)境成本（元/年），qn為污泥處置場污泥日排放量（t/d），Cn為排放污泥造成的經濟損失（元/t）。

根據污泥處置場提供的資料可知，污泥處置場污泥日排放量為12.9t/d，污泥可外售至綠化公司作為綠化用土使用，售價約為100t/元（含運輸費用），可作為污泥治理成本。則污泥排放造成的環(huán)境成本費用為1250元/d、合45.625萬元/a。

綜上所述，污泥處置場的環(huán)境成本總共為54.758萬元。

3.2 生產收益計算

污泥處置場的主要收益來源于接收污泥的代處理費用（含政府補貼）和副產品沼氣產生的效益，根據某污泥處理場提供的資料，2018年平均接收污泥為50t/d（含水率約為80%），代處理費用（即為污泥處置場的收益，含政府補貼）約為300元/t，則污泥處置場污泥收益為15000元/d，合547.5萬元/a；2018年產生沼氣約為2080m3/d，外售價格約為1元/m3，則污泥處置場沼氣收益為2080元/d，合75.92萬元/a.

綜上所述，污泥處置場的收益總共為623.42萬元。

3.3 生產成本與收益計算及效益分析

污泥處置場生產成本包括水費、電費、原輔材料的費用、勞動人員工時費及設備折舊費等。本研究以污泥處置場2018年的運行情況進行計算生產成本。

根據企業(yè)核算，2018年全年污泥場用電量為124.7萬kW·h/a，平均電價為0.58元/kW·h，則年電費為72.326萬元/年；2018年全年污泥場用新鮮水量為27375m3/a，平均水價為6.5元/kW·h，則年水費為17.794萬元/年；各種原輔材料（如硫酸亞鐵、氧化鐵、雙氧水、粉煤灰、火山巖等）用量共計1226.7t/a，平均價格約為600元/噸，則年材料費約為73.60萬元；本項目污泥處置設備一次性投入為1594.6萬元，年使用年限約為30年，則設備折舊費約為53.153萬元；此規(guī)模的污泥處置場勞動定員為15人，平均工資約為5000元/月，則勞動人員工時費約為90萬元。

綜上所述，污泥處置場的生產成本費用約為306.873萬元。生產成本與收益的項目類別及費用明細見表1。

表1 2018年某污泥處置場成本與效益

通過上表可知，某污泥處置場2018年生產成本為306.873萬元/年、環(huán)境成本63.894萬元/年、生產收益為623.42萬元，將數值代入（2）中，可得：

BCR=B/（PC+EC）=（623.42/(63.891+306.873)=1.68

因此，天津某污泥處置場2018年效費比為1.68，總體來看，企業(yè)尚有盈利。

結語

本研究以某污泥處置場2018年經營情況為例，對其進行了費用效益分析，該污泥處置場屬于經營狀況中等偏上的企業(yè)。因此，本研究以此為例，具有一定代表性和借鑒意義。

通過以上分析可知，天津某污泥處置場2018年費效比為1.68，總體來看，企業(yè)尚有盈利。污泥處置行業(yè)屬于國家支持的行業(yè)，而且鼓勵污水處理廠配套建設污泥處置站，以減少外運污泥數量，保證污泥質量，更多的實現(xiàn)減量化、無害化和資源化，這樣才能較少污泥業(yè)給社會帶來的環(huán)境損失。從污泥處置場的角度，應致力于清潔生產，通過減少能耗、水耗及原輔材料消耗量等方式，削減惡臭氣體排放量和污水產生量，以減少環(huán)境損失，為嚴格環(huán)境管制情景下贏得獲利空間。