基于环境成本的污泥处置场费用效益分析

刘 静

（联合泰泽环境科技发展有限公司 天津 300042）

引言

随着城市及园区管网的不断完善及经济的快速发展，城市污水处理率逐年提高，由此产生的污泥也急剧增加。以天津市为例，2010年天津市正式运营的城镇污水处理厂（包括工业园区处理厂）共36座，全年共产生含水率为80%的污泥28.93万吨；2016年天津市已运行的城镇污水处理厂74座，年产生含水率为80%的污泥58万吨，污泥产生量年平均增长率约为16.7%（以上数据来自天津市固体废物污染防治公告）。由于污泥中含有有机污染物、无机颗粒物、胶体、细菌菌体、重金属元素等复杂成分[1]，随意堆弃会对土壤和地下水环境造成污染，为了给市政污泥寻求解决出路，对污泥进行减量化、稳定化、无害化和资源化处置显得十分迫切[2]。

近年来，污泥厌氧消化得到了广泛关注，一方面能够实现污泥的减量化，另一方面又能得到有价值的消化产品[3]。然而，国内对于污泥厌氧消化多数从消化性能及机理等方面进行分析，而从环境成本方面评估污泥处置场的研究很少，将环境成本纳入成本收益中分析的则更少。本研究根据环境价值理论，从污泥处置场的环境成本角度出发，构建了污泥处置场的环境成本计算方法，并在此基础上对污泥处置场的费用效益进行了分析，以期为全面揭示和评估污泥处置场的环境成本和社会效益提供理论基础，为污泥处置业的健康、持续发展提供参考依据。

1 污泥处置场的环境成本及计算方法

1.1 污泥处置场的环境成本

环境成本，是指由于经济活动造成环境污染而使环境服务功能质量下降的代价，在某一项商品生产活动中，从资源开采、生产、运输、使用、回收到处理，解决环境污染和生态破坏所需的全部费用。

本研究定义污泥处置场环境成本是指由于污泥处置过程中造成的的环境损失，如处置场的污泥、污水排放造成的水污染带来的损失；污泥处置过程中产生的恶臭气体对大气污染造成的损失等。

在污泥处置过程中对环境的影响需要从多方面考虑，主要表现在污泥处置过程中产生的废水排放造成的水污染；废气排放造成的大气污染以及干化污泥最终处置过程中造成的土地污染等。根据类似污泥处置场环境影响报告书中对环境影响的识别结果，本研究定义污泥处置场环境成本主要由水污染、大气污染、土壤污染和水资源消耗造成的损失组成，其计算公式如下：

式中：EC为污泥处置场的环境成本（元/年），ECi为某i类（包括水环境、大气环境、污泥等）环境影响造成的损失（元/年）。

1.2 污泥处置场环境成本的计算方法

环境经济损益分析评价方法较多，在货币量化方面主要有费用效益分析法、成本法、市场价值法、人力资本法、影子工程法、调查评价法等[4-6]。费用效益分析法主要是通过衡量项目的效益和费用来评价其可行性，这种方法从经济角度对不同方案的优劣进行分析，因而较多应用于工程建设项目不同方案的评价[7]。

2 基于环境成本的成本收益构成与费用效益评价指标

基于环境成本的污泥处置场成本由生产成本和环境成本构成；收益主要为收取各污泥产生厂家的处置费用（含政府补贴）、副产品沼气等收益，即污泥处置场收益。

费用效益评价指标为效费比（BCR），计算公式如下：

式中：B为收益（元/年），PC为生产成本（元/年），EC为环境成本（元/年）。

3 实际案例分析

本研究以天津市某污泥处置场为例，采用“厌氧消化+脱水系统+智能阳光干化（含水率≤30%+资源化利用）”处理工艺，根据其2018年的生产经营情况进行分析。

3.1 环境成本计算

根据前文分析，本次研究选择以下3项环境成本进行计算。

3.1.1 水污染的环境成本

对于水污染的环境成本采用治理成本计算，计算公式如下：

式中：EC1为水污染的环境成本（元/年），qw为污泥处置场日污水产生量（m3/d），Cw为污水治理成本（元/m3）。

根据污泥处置场提供的资料可知，污泥处置场日污水产生量为113.21m3/d，污水治理成本约为2.19元/m3，则水污染的环境成本费用为247.930元/d、合9.049万元/a。

3.1.2 恶臭气体排放的环境成本

污泥处置场恶臭气体主要成分为氨、硫化氢。其中氨是一种无色气体且有强烈的刺激气味，氨气排放温室效应、能见度、富营养化等诸多问题都有直接或间接影响；硫化氢是一种易燃的酸性气体，无色，吸入少量高浓度硫化氢可于短时间内致命，低浓度的硫化氢对眼、呼吸系统及中枢神经都有影响。恶臭气体造成的环境成本由下式计算：

式中：EC2为恶臭气体排放的环境成本（元/年），qa为污泥处置场恶臭气体日排放量（t/d），Ca为排放恶臭气体造成的经济损失（元/t）。

根据污泥处置场提供的资料可知，污泥处置场恶臭气体日排放量为1.344kg/d（其中NH3排放量为0.576kg/d，H2S排放量为0.768 kg/d）。根据Holland的计算单位氨排放的环境损失为171欧元/t[8]，折合人民币1710元/t，则恶臭气体治理的环境成本费用为2.298元/d、合0.0839万元/a。

注：①此处硫化氢的环境治理费取值与氨的环境治理费相同；②此处的环境治理费用不包括恶臭质量设备的折旧费，为单纯原辅材料损耗费用。

3.1.3 污泥排放的环境成本

污泥的乱堆乱放极易对地下水、土壤等造成二次污染，成为环境安全和公众健康的威胁。污水厂应保持污泥处理设施连续稳定运行，产生的污泥应及时处理和清运，记录污泥输出的体积或质量，统计污泥出厂总量，严格执行污泥转移联单制度。从切实改善环境质量、维护环境安全出发，充分认识污泥环境管理的重要性。污泥造成的环境成本由下式计算：

式中：EC3为污泥排放的环境成本（元/年），qn为污泥处置场污泥日排放量（t/d），Cn为排放污泥造成的经济损失（元/t）。

根据污泥处置场提供的资料可知，污泥处置场污泥日排放量为12.9t/d，污泥可外售至绿化公司作为绿化用土使用，售价约为100t/元（含运输费用），可作为污泥治理成本。则污泥排放造成的环境成本费用为1250元/d、合45.625万元/a。

综上所述，污泥处置场的环境成本总共为54.758万元。

3.2 生产收益计算

污泥处置场的主要收益来源于接收污泥的代处理费用（含政府补贴）和副产品沼气产生的效益，根据某污泥处理场提供的资料，2018年平均接收污泥为50t/d（含水率约为80%），代处理费用（即为污泥处置场的收益，含政府补贴）约为300元/t，则污泥处置场污泥收益为15000元/d，合547.5万元/a；2018年产生沼气约为2080m3/d，外售价格约为1元/m3，则污泥处置场沼气收益为2080元/d，合75.92万元/a.

综上所述，污泥处置场的收益总共为623.42万元。

3.3 生产成本与收益计算及效益分析

污泥处置场生产成本包括水费、电费、原辅材料的费用、劳动人员工时费及设备折旧费等。本研究以污泥处置场2018年的运行情况进行计算生产成本。

根据企业核算，2018年全年污泥场用电量为124.7万kW·h/a，平均电价为0.58元/kW·h，则年电费为72.326万元/年；2018年全年污泥场用新鲜水量为27375m3/a，平均水价为6.5元/kW·h，则年水费为17.794万元/年；各种原辅材料（如硫酸亚铁、氧化铁、双氧水、粉煤灰、火山岩等）用量共计1226.7t/a，平均价格约为600元/吨，则年材料费约为73.60万元；本项目污泥处置设备一次性投入为1594.6万元，年使用年限约为30年，则设备折旧费约为53.153万元；此规模的污泥处置场劳动定员为15人，平均工资约为5000元/月，则劳动人员工时费约为90万元。

综上所述，污泥处置场的生产成本费用约为306.873万元。生产成本与收益的项目类别及费用明细见表1。

表1 2018年某污泥处置场成本与效益

通过上表可知，某污泥处置场2018年生产成本为306.873万元/年、环境成本63.894万元/年、生产收益为623.42万元，将数值代入（2）中，可得：

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

因此，天津某污泥处置场2018年效费比为1.68，总体来看，企业尚有盈利。

结语

本研究以某污泥处置场2018年经营情况为例，对其进行了费用效益分析，该污泥处置场属于经营状况中等偏上的企业。因此，本研究以此为例，具有一定代表性和借鉴意义。

通过以上分析可知，天津某污泥处置场2018年费效比为1.68，总体来看，企业尚有盈利。污泥处置行业属于国家支持的行业，而且鼓励污水处理厂配套建设污泥处置站，以减少外运污泥数量，保证污泥质量，更多的实现减量化、无害化和资源化，这样才能较少污泥业给社会带来的环境损失。从污泥处置场的角度，应致力于清洁生产，通过减少能耗、水耗及原辅材料消耗量等方式，削减恶臭气体排放量和污水产生量，以减少环境损失，为严格环境管制情景下赢得获利空间。