垃圾渗滤液处理成本计算方法与示例

王声东

（上海环境卫生工程设计院有限公司，上海 200232）

1 引言

垃圾渗滤液是指在垃圾填埋、焚烧、中转运输等过程中产生的污水，一般包括焚烧厂渗滤液、填埋场和中转站渗滤液等。在我国，市场公开报道的垃圾渗滤液处理费差距较大，价格从每立方米几十元到一百多元不等。

浙江某生活垃圾填埋场1 500 m3/d 渗滤液处理工程，采用两级Fenton（芬顿） -厌氧滤池-曝气生物滤池工艺，该段处理成本为36.1 元/ m3（含电费、药剂和人工）［1］。

某生活垃圾焚烧厂200 m3/d 渗滤液处理工程，采用CLR（气升式厌氧反应器，CH4Lift Reactor） +立式A3/O3-MBR（三级AO 膜生物反应器） 工艺，运行成本为36.98 元/ m3（含电费、药剂、人工、设备维护、指标测定）［2］。

某生活垃圾填埋场120 m3/d 渗滤液处理工程，采用MBR+NF/RO（纳滤/反渗透） 工艺，处理成本为31.99 元/m3（含电费、药剂、人工等）［3］。

成都市固体废弃物卫生处置场1 000 m3/d（最大处理能力1 200 m3/d） 渗滤液处理工程，采用MBR+NF 工艺，运行成本为85 元/m3（其中碳源约60 元/m3）［4］。

富阳市欢坞岭垃圾填埋场100 m3/d 渗滤液处理工程，采用MBR+RO 工艺，经营成本为59.16 元/m3（含电费、水费、人工、维修、药剂等）［5］。

老港综合填埋场3 200 m3/d 渗滤液处理工程，采用厌氧+MBR 工艺，运行成本为95.79 元/m3（含电费、水费、人工、维修、药剂等）［6］，深度处理采用NF+RO 工艺，该部分运行成本为46.85 元/m3（含电费、水费、人工、维修、药剂等）［7］。老港应急500 m3/d 渗滤液处理工程，采用MBR+NF 工艺，成本为125 元/m3（含投资）［8］。

上述文献的测算结果多为第三方咨询单位得出，受市场竞争因素影响较小，但各项目工艺、规模、运行费范围均有不同，简单直接地引用结论，会带来较大的偏差。

渗滤液进水水质和排放标准对工艺选择、投资和运行影响重大。一般而言，填埋场渗滤液处理执行GB 16889—2008 生活垃圾填埋场污染控制标准，工艺中多数不设厌氧段，但考虑碳源投加，渗滤液中氨氮和总氮的指标较高，高效脱氮工艺值得关注。焚烧厂渗滤液处理执行GB 18485—2014 生活垃圾焚烧污染控制标准，工艺中有厌氧环节，配套有加热、沼气、除臭等系统。两种水在好氧和膜处理工艺段大致相同，但在设计参数选取上会有所区分。

基于此，分析和掌握渗滤液运行费用的影响因素，计算不同条件下的处理费，对于正确选择渗滤液处理工艺、判断渗滤液运行状态具有重要意义。

2 设计处理量与测算处理量

渗滤液处理一般采用膜工艺，设备投资是工程造价的主要部分，因此设备的富余量不大，设计规模即为日最大处理能力。日常运行中存在着检修、清池、更换设备等各种影响因素，会造成日均处理量达不到设计能力，如处理成本按设计值计算，结果往往偏低。

根据多个项目统计，年稳定运行天数多为330～345 d。在渗滤液水量充足的前提下，年处理水量测算如公式（1） 所示。

式中：Q年处理量为年处理水量，m3/a；Q设计处理量为设计规模，m3/d；N年稳定处理天数为年稳定运行天数，d/a。

因处理设施难以全年稳定运行，日均处理量一般小于设计值。可按公式（2） 计算。

式中：Q日均量为渗滤液厂日均处理水量，m3/d。

用稳定运行天数计算得出的Q日均量或Q年处理量测算运行费用结果更为准确。

3 直接成本（C 直接成本）

渗滤液的直接成本可按公式（3） 计算。

式中：C直接成本为运行成本，元/m3；C能为能耗，元/m3；C人工为人工费，元/m3；C水为水耗，元/m3；C药为药耗，元/m3；C日维为日常维护费，元/m3；C大修或更新为大修或设备更新费，元/m3；C测试为测试费，元/m3；C外部处理费为外部协同处理费，元/m3。

3.1 能耗（C 能）

渗滤液氨氮含量高，有机负荷高，是生活污水的几十倍，处理过程电耗高，主要耗能单元包括曝气设备、渗滤液膜分离（超滤、纳滤、反渗透）、回流、搅拌、冷却等。准确的耗电应按照设备功率进行计算，也可按照30～40 kWh/m3估算［9］。电价是渗滤液运行的关键因素，对处理费用有很大影响。运行电价是否有峰谷电价，对渗滤液工程的设备选型和运行方式都会有影响。通常情况下，内置膜系统的耗电比外置膜低5～6 kWh/m3。

对于焚烧厂的渗滤液，一般会采用中温厌氧进行前处理，设计温度在37 ℃左右，多采用蒸汽加热，一般蒸汽消耗量为0.005 t/m3（CLR 反应器）［10］，也有用锅炉加热的，需要消耗蒸汽、油或者天然气。大多数情况下，焚烧厂的蒸汽都是不计费的，但是，单独采用锅炉加热的，相关消耗不可忽视。CLR 反应器容积负荷［11-12］比较高，一般为8～10 kg/m3。上流式厌氧污泥床（UASB） 反应器或者上流式厌氧复合床（UBF） 反应器，这两种反应器的容积负荷［7，11，13］多在6～8 kg/m3，反应器的容积大，蒸汽量可按CLR 反应器消耗量的1.1～1.2 倍估算。能耗可按照公式（4） 进行计算。

式中：C电为电耗，元/m3；C热为热耗，元/m3。

3.2 人工费（C 人工）

渗滤液厂24 h 运行，小厂站（单条处理线）一般设12～15 人，人员配置如表1 所示。

表1 小型渗滤液处理站人员配备情况

职工薪酬应包括社会保险（如养老保险、医疗保险、失业保险、工伤保险、生育保险、伤残保险） 和公积金，岗位配置需考虑安全生产因素。长三角地区人工全成本为12～15 万元/（人·a）。对于规模较大的渗滤液处置厂站，如有2 条以上处理线，可按表1 增加一线员工数量。

人工费（C人工） 可按照公式（5） 进行计算。

式中：n1为人员配备数，人；If为工人工资及工资附加费（按年计算），元/（人·a）。

3.3 水耗（C 水）

渗滤液厂运行的水耗主要是冷却和加药用水，可按0.1～0.2 m3/m3计算。

3.4 药耗（C 药）

渗滤液处理需根据不同的水质条件，投加各类药剂，药耗可按公式（6） 计算。

式中：C碳源为碳源消耗，元/m3；CPAM为PAM消耗，元/m3；C酸为各类酸耗，元/m3；C消泡剂为消泡剂消耗，元/m3；C膜清洗剂为膜清洗剂消耗，元/m3；C除臭剂为除臭剂消耗，元/m3；C脱硫剂为脱硫剂消耗，元/m3；C其他为其他药品消耗，元/m3。

1） 碳源（C碳源）：老龄化的渗滤液碳氮比失调，需要投加碳源，投加后碳氮比为6～8［4］。对于进水COD 为3 000 mg/L、氨氮为2 000 mg/L的渗滤液，一般碳源投加量为13～15 kg/m3（用固体葡萄糖计算）。碳源也可采用甲醇，甲醇的效果优于葡萄糖［14］，但浓度超过40%的甲醇为甲类危险液体，安全防护要求高。我国很多填埋场渗滤液处理工程，碳源费用估计严重不足。焚烧厂渗滤液和填埋场新鲜渗滤液一般不需投加碳源。

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

3） 盐酸或硫酸（C酸）：用于纳滤和反渗透处理调节pH，多用盐酸，盐酸单耗为4～5 kg/m3。

4） 消泡剂（C消泡剂）：用于生化反应消除泡沫，使用量一般为0.05～0.10 kg/m3。

5） 膜清洗剂（C膜清洗剂）：超滤、纳滤、反渗透膜均需按生产需要进行清洗，一般清洗频率为1～2次/月，该过程需要消耗膜清洗剂。药耗根据所选膜的性能参数计算。

6） 除臭剂（酸、碱、植物液，C除臭剂）：调节池、厌氧反应器、缺氧池、污泥脱水间收集的臭气一般进入垃圾焚烧炉焚烧，也可进入除臭设施处理。除臭设施多采用化学洗涤和植物提取液喷淋，需消耗酸、碱或者植物液等。

7） 脱硫剂（C脱硫剂）：焚烧厂渗滤液多设计有厌氧处理工艺，厌氧产生的沼气直接进入焚烧炉焚烧，应急状态下进入火炬燃烧。沼气中H2S 含量波动较大，一般为1 300～11 000 mg/L。脱硫处理时脱硫剂的消耗为1～2 kg/m3。如直接进入焚烧炉焚烧，可不计脱硫的消耗。

8） 其他（C其他）：除了上述药剂以外，渗滤液处理还可用到多种药剂，如三氯化铁、活性炭等。

3.5 日常维护（C 日维）

渗滤液水质复杂，设备维修维护工作量较大，相关的费用也高于常规的污水处理。一般，年日常维护费用按照总投资的1.0%～1.5%估算。C日维可按照公式（7） 进行计算。

式中：TI总投资为工程建设总投资，元。

3.6 设备更新与大修费用（C 大修或更新）

一般按总投资的3.2%～5.0%进行估算，包括膜更新费用。膜的使用年限，超滤多按4～5 a 计算［15］，纳滤和反渗透按2 a 计算。C大修或更新可按照公式（8）进行计算。

3.7 检测检验费（C 测试）

主要包括渗滤液处理过程中的各类测试：①日常检测，一般渗滤液厂配备有化验室，检测COD、氨氮、总氮、pH 等指标；②全分析，一般2～4 次/a，通常委托第三方专业机构测试；③第三方检测，委托第三方进行检测，可与全分析统筹，包括环保取样的平行检测。

3.8 外部处置费（C 外部处理费）

渗滤液运行过程还有下述费用可能发生。

1） 污泥处置费。系统产生的剩余污泥需另行处理，包括运输费和处置费。污泥产生量由生化计算得出，也可按处理量的3%～4%估算（按含水率80%计）。一般情况下，填埋场渗滤液处理工程的剩余污泥脱水后直接到填埋库区填埋（不计费），焚烧厂渗滤液处置产生的剩余污泥回焚烧炉焚烧（不计费）。由于污泥处置的成本较高，有不少工程开始对污泥处置收费，如老港填埋场要求进填埋场的剩余污泥含水率控制在60%以下，处理费按200 元/t 收取［6-8］。污泥处置费对渗滤液运行费有较大的影响，需根据项目边界条件，妥善选择污泥处理技术和计算相关费用。

2） 浓缩液处置费。膜处理系统产生的浓缩液是处理难点［16］，需要妥善处置，会产生运输费和处置费。根据生产运行经验，纳滤浓缩液产生量为15%～25%［7-8］，反渗透浓缩液产生量为20%～30%［7］。纳滤和反渗透系统浓缩液用膜工艺再次浓缩处理，在实际工程中有了越来越多的应用，一般而言，纳滤二次浓缩液产生量为1%～3%［7-8］，反渗透为10%～15%［7］，二次浓缩液需要第三方处理。一般情况下，填埋场的浓缩液回灌处理不计费，焚烧厂的浓缩液焚烧处理不计费。纳滤二次浓缩液含盐量低，总量少，填埋场回灌处理基本可行。对填埋场，反渗透浓缩液（一次或二次）会有盐分积累的问题，建议采用蒸发方法处理，如果不具备蒸发条件，需要加强生产控制，终端出水纳滤和反渗透并联使用，确保系统能够排盐。按照回灌处理，系统难以持续。由于浓缩液处理成本较高，有工程也开始对浓缩液处置收费，如老港焚烧厂对浓缩液的处置费按200 元/t 收取［7-8］。浓缩液处置费对渗滤液运行费用有较大的影响，需根据项目边界条件，合理选择浓缩液处理技术和计算相关费用。

3） 排水费。系统达标后的出水向水体或其他处理设施排放，有时需要交纳排水费。不同的接纳主体的费用会有所不同，常见的收费为3～10 元/m3。

4） 危废处理。实验室及生产过程中的危险废物需委托专业公司处置。

4 间接费用

渗滤液的运行还包括间接费用，主要是管理费、利润和税收。

4.1 管理费（C 管理）

管理费主要包括：EHS（环境健康安全） 管理，证照管理，财税管理，生产药剂的采购、合约、仓储管理，职工教育、办公、工会管理费用，差旅费，业务活动费；非生产性固定资产折旧、修理等费用；低值易耗品分摊；土地使用税、房产税、车船使用税、印花税等税金；日常运营保险。

由于市政公用行业尚无统一的计费标准，排水行业运营定额测算时管理费按照直接成本的20%计取。参考这一比例，结合市场实际，渗滤液运行管理费按照直接成本的8%～12%计取，可按照公式（9） 计算。

式中：C管理为运行过程管理费用，元/m3。

4.2 利润（C 利润）

作为企业运行模式，渗滤液运行营业利润率按照8%～10%计取，按照公式（10） 计算。

式中：C利润为运行过程产生的利润，元/m3。

4.3 税收（C 税收）

渗滤液处理运行服务需缴纳增值税，可按公式（11） 估算。

式中：C税收为运行过程产生的税收，元/m3。

5 财务成本（C 财务）

渗滤液处理费用测算相关的投资及回报，按照财务方法计算。日常可用静态投资的方法估算，设备使用年限以20 a 计，按公式（12） 进行估算。

式中：C财务为运行过程产生的财务成本，元/m3。

6 渗滤液全成本分析模型

渗滤液处理的运行成本（C运行成本） 和总成本（C总成本） 可按公式（13） 和公式（14） 计算。

式中：C运行成本为除财务成本外，运行过程发生的各类成本，元/m3；C总成本为运行过程产生的全部成本，元/m3。

7 应用示例

某渗滤液处理站设计规模为500 m3/d，采用膜法工艺，无厌氧，无反渗透，工艺流程如图1 所示。进水COD 为20 000～25 000 mg/L，氨氮为2 000～2 500 mg/L，总氮为2 500～3 000 mg/L，排水标准执行GB 16889—2008 表2 标准。电费为0.65 元/kWh；水费为5.0 元/m3；配备人员14 人，人工工资平均成本为15 万元/（人·a） （含各项社保、福利）；项目总投资4 000 万元；浓缩液处置费为200 元/t（含运输费）；污泥处置费为200 元/t（含运输费）；排水费、危险废物处置费不计；财务成本按40 元/m3计（按年实际处理量计，5 a 回收期）。

示例计算中，吨水电耗取35 kWh/t，水耗取0.1 t/t，药剂费按15 元/m3（含盐酸、PAM、消泡剂、膜清洗剂等，盐酸单耗取4 kg/t，本案例不需碳源），日常维修按投资的1%计，大修或更新按3.0%计。测试费按照30 万元/a 估算。年稳定运行时间为345 d。剩余污泥产率按3.6%估算，二次浓缩液产生量按2%估算。管理费和利润按照10%计，税收按照6%计，本示例最终C总成本为128.75 元/m3。详细计算结果见表2。

图1 500 m3/d 渗滤液工程工艺流程示意

表2 应用示例计算结果

1） 电耗。电耗是占比最大的直接费用。如果电价按1.0 元/kWh 计，费用将增加50%，因此电价对渗滤液处理费的影响大，相同的电价才具有可比性。渗滤液处理中，生化反应的耗电量一般占到总耗电的50%以上，因此根据进水水质指标，观察吨水耗电量，也可初步判断渗滤液处理的实际状态。

2） 碳源。本示例中未计算碳源，但对于老龄渗滤液，碳源是不可忽略的因素，按照前述文献资料［4］，碳源可高达60 元/m3，在这种情况下，直接费用接近翻倍。老龄渗滤液测算运行费时，碳源可能是最大影响因素，不可遗漏。对于老龄渗滤液，如果费用测算不足，很难维持稳定的生化运行。

3） 主要直接影响因素。从计算中可以看出，电耗、药耗、人工、污泥浓缩液处理费、大修是本示例中的前5 大影响因素。因此，要判断费用计算的准确性，这5 个因素必须逐一核实，遗漏任何一个，都会对结果产生较大影响。很多案例往往只列取了一部分影响因素，引用时应该多作分析。污泥浓缩液处理费在很多案例中都未计入费用，实际上处置污泥和浓缩液产生的费用不小，应该通盘考虑。

4） 间接费。在示例计算中，利润、税收、管理费占了运行成本的22%。很多测算中，往往忽略这一块，会大幅降低测算的准确性。

5） 财务成本。从表2 可以看出，按5 a 回收期测算的财务成本占到了总成本的31%左右，如按20 a 测算，此项费用可降至约10 元/m3，回收年限对运行单价影响大。

8 结论

1） 渗滤液处理费用影响因素多，包括配员、电耗、药耗、二次污染的处置，税收、财务成本等，计算中需通盘考虑，依次分析，才能得出准确结果。

2） 采用年处理量进行费用计算，更符合实际。渗滤液工程的设计规模通常为最大处理能力，直接用该规模计算，会带来较大的偏差。

3） 文中药耗、电耗、人员配备、设备折旧、二次污染的产率等均来自实际工程，可作为其他渗滤液处理费用的测算参考。