摘要：青浦第二污水處理廠是上海市青浦地區(qū)最大的污水處理廠。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，該污水廠的處理能力和出水質(zhì)量已無法滿足排放要求，因此對其進(jìn)行改擴(kuò)建。描述了污水廠改建、新建工程的各項(xiàng)成本支出，分析了單項(xiàng)支出占比，并與同類項(xiàng)目作了比較。研究發(fā)現(xiàn)，建筑工程、設(shè)備購置、安裝工程投資分別為2.73億元、1.37億元、0.30億元，分別占總投資的41%、20%、5%，分別占工程費(fèi)用的62%、31%、7%；項(xiàng)目建筑工程費(fèi)用占比與同類市政項(xiàng)目相比較低。此項(xiàng)研究結(jié)果對今后污水廠的改擴(kuò)建具有一定的參考價(jià)值。
關(guān)鍵詞：污水處理廠；造價(jià)分析；巴顛甫工藝；AAO工藝；深床濾池
1項(xiàng)目概況
青浦第二污水處理廠（以下簡稱“污水處理廠”）是上海市青浦區(qū)最大的污水處理廠，服務(wù)范圍包括青浦新城中（除西南片區(qū)）、東片、青浦工業(yè)園區(qū)、青東農(nóng)場（油墩港以東）、趙巷鎮(zhèn)和重固鎮(zhèn)，目前已建成一、二、三期污水處理設(shè)施，現(xiàn)狀處理能力為12萬m3/d，擴(kuò)建前出水執(zhí)行GB18918—2002《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》一級B標(biāo)準(zhǔn)。近年來，污水處理廠進(jìn)廠水量不斷增加，經(jīng)常超過設(shè)計(jì)規(guī)模，其服務(wù)范圍內(nèi)部分檢查井出現(xiàn)冒溢現(xiàn)象，部分用戶排水不暢，給居民生活和企業(yè)生產(chǎn)帶來嚴(yán)重影響。隨著青浦區(qū)城市化進(jìn)程的加快，預(yù)計(jì)區(qū)域污水量處理需求還將顯著增加。目前污水處理廠的處理能力已無法滿足未來區(qū)域的污水處理需求，亟待進(jìn)行改擴(kuò)建。為適應(yīng)《上海市水污染防治行動(dòng)計(jì)劃實(shí)施方案》，解決當(dāng)前污水廠存在的水量水質(zhì)波動(dòng)大、部分設(shè)施設(shè)備老化腐蝕、運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)陡增等問題，對污水處理廠進(jìn)行提標(biāo)改造并同步開展四期擴(kuò)建。出水標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行GB18918—2002《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》一級A標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)部分指標(biāo)須滿足區(qū)水務(wù)局的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)（見表1）。改造后，污水處理廠主要污水處理設(shè)施有格柵、沉砂池、初沉池、巴顛甫生物池、二沉池、深床濾池、接觸消毒池和污泥濃縮池等。筆者以此過程中的工程造價(jià)作為研究對象，分析污水處理廠改擴(kuò)建項(xiàng)目的工程費(fèi)用，總結(jié)工程費(fèi)用高于規(guī)定指標(biāo)的主要原因，以供同行參考。
2工程費(fèi)用
污水處理廠改擴(kuò)建項(xiàng)目概算總投資為6.70億元，具體來說，工程費(fèi)用為4.40億元，工程建設(shè)其他費(fèi)用為0.49億元，零星及預(yù)備費(fèi)為0.25億元，征地拆遷費(fèi)用為1.32億元，貸款利息為0.24億元。其中，工程費(fèi)用占總投資的66%，占比最大。
2.1改造工程
污水處理廠一期工程規(guī)模為1.5萬m3/d，二期規(guī)模為4.5萬m3/d，均采用卡魯塞爾氧化溝工藝；三期規(guī)模為6萬m3/d，采用厭氧-缺氧-好氧（Anaerobic-AnoxicOxic，AAO）工藝，即微曝氧化溝工藝。改造工程基本保持在現(xiàn)有污水處理量不變的條件下進(jìn)行，盡量利用現(xiàn)有的土建、設(shè)備和管線，利用成熟可靠的污水處理技術(shù)，以節(jié)省工程投資，減少運(yùn)行管理費(fèi)用。改造一、二、三期工藝，在提高生物池處理效率的同時(shí)，保證總氮的去除率。同時(shí)將一、二期氧化溝由表面曝氣方式改造為底部微孔曝氣方式，以保證NH4+-N達(dá)標(biāo)。改造后，一、二、三、四期二級生物處理工藝統(tǒng)一為改良型巴顛甫工藝。雖然巴顛甫工藝比之前的AAO工藝延長，但管理簡單，運(yùn)行方便。改造工程總概算為5208萬元。其中，一期生物池概算為802萬元，二沉池概算為48萬元，污泥提升泵房概算為9萬元；二期生物池概算為2090萬元，二沉池概算為152萬元，污泥提升泵房概算為10萬元；三期生物池概算為1988萬元，二沉池概算為96萬元，污泥提升泵房概算為13萬元。對上述改造費(fèi)用進(jìn)行分析，我們發(fā)現(xiàn)：巴顛甫生物池改造費(fèi)用在改造工程中占比最大，達(dá)到總改造工程投資的94%；采用卡魯塞爾氧化溝工藝的一、二期工程的改造費(fèi)用約為482元/m3，采用AAO工藝的三期工程的改造費(fèi)用約為331元/m3，卡魯塞爾氧化溝工藝的改造費(fèi)用顯著高于AAO工藝。究其原因，可能主要為以下三個(gè)：一是卡魯塞爾氧化溝工藝分為兩個(gè)生物池，分開布置顯然不利于集約化，影響了處理效率，提高了改造成本；二是一、二期生物池改變了曝氣方式，造成了額外工程量；三是AAO工藝的布置更接近于巴顛甫工藝，改動(dòng)工程量更小。
2.2新建工程
污水處理廠新建工程主要包括四期擴(kuò)建和全廠深度處理工程。四期擴(kuò)建項(xiàng)目擴(kuò)建規(guī)模為6萬m3/d。新建工程主要包括格柵及進(jìn)水泵房工程、初沉池工程、巴顛甫生物池（四期）工程等。此部分的工程費(fèi)用為3.88億元，占總工程費(fèi)用的88%，是改擴(kuò)建項(xiàng)目的投資重點(diǎn)。其中，巴顛甫生物池（四期）、深床濾池、初沉池、二次提升泵房及沉淀池所占投資較多，分別占新建工程費(fèi)用的14%、11%、10%、8%。2.2.1巴顛甫生物池（四期）巴顛甫生物池（四期）是擴(kuò)建工程的核心設(shè)施，也是改擴(kuò)建項(xiàng)目的主要生物反應(yīng)器。設(shè)計(jì)流量為6萬m3/d。巴顛甫工藝是從厭氧-好氧（Anaerobic-Oxic，AO）工藝演變而來的。1973年，Barnard提出AO工藝，即反應(yīng)器好氧區(qū)大量的NO3--N內(nèi)回流至缺氧段后，結(jié)合反應(yīng)器進(jìn)水中的有機(jī)物，使反硝化反應(yīng)得以進(jìn)行[1]。但是，AO工藝不能實(shí)現(xiàn)完全脫氮，因?yàn)楹醚鯀^(qū)總流量的一部分不是回流到缺氧反應(yīng)器，而是直接隨出水排放。為了克服AO工藝脫氮的不足，Barnard提出將此工藝與Wuhrmann工藝聯(lián)合，并稱之為巴顛甫工藝[2]。1976年，Barnard為了提高除磷效果，在巴顛甫工藝前增加1個(gè)厭氧反應(yīng)器，即為改良型巴顛甫工藝[3]。巴顛甫生物池的主要投資包括重力式水泥攪拌樁擋墻工程（2Φ700）、土方開挖及降水施工工程、主體鋼筋混凝土工程、樁基工程（PHC400管樁），以及相應(yīng)的管配件和工藝設(shè)備及安裝。巴顛甫生物池（四期）的總投資為5400萬元（900元/m3）。其中，土建投資達(dá)到了4400萬元。橫向?qū)Ρ韧瑸?萬m3/d的生物池（三期）改造費(fèi)（1500萬元），增幅為66%，而縱向?qū)Ρ仍O(shè)備購置投資和安裝工程投資，其占比也達(dá)到了生物池（四期）總投資的81%。由此看來，巴顛甫生物池土建投資占比高是由工程現(xiàn)狀決定的。2.2.2深床濾池深床濾池是全廠污水深度工程的重要設(shè)施，也是污水達(dá)標(biāo)一級A的關(guān)鍵，其遠(yuǎn)期預(yù)留流量為24萬m3/d。過濾是給水工程水質(zhì)凈化的重要一步，隨著技術(shù)的發(fā)展，正在逐步應(yīng)用于污水深度處理，用于去除污水中的懸浮物（SuspendedSolids，SS）。深床濾池作為目前新型的深度處理工藝，同時(shí)具有去除水中SS、脫氮和除磷的復(fù)合型功能，一池多用，性能穩(wěn)定[4]，在污水廠改造中被廣泛使用[5-6]。深床濾池參照24萬m3/d遠(yuǎn)期流量設(shè)計(jì)，其主要投資包括上部建筑工程、鋼結(jié)構(gòu)棚工程、重力式水泥攪拌樁擋墻（2Φ700）工程、土方開挖及降水施工工程、主體鋼筋混凝土工程、樁基工程（PHC400管樁）、地基加固水泥攪拌樁（2Φ700）工程，以及相應(yīng)的管配件和工藝設(shè)備及安裝。深床濾池的總投資為4300萬元（200元/m3）。其中，土建投資達(dá)到2500萬元，占深床濾池總投資的58%。2.2.3初沉池初沉池位于沉砂池之后，主要去除懸浮固體中的可沉固體物質(zhì)，去除效果可達(dá)90%以上[7]。在可沉物質(zhì)沉淀過程中，懸浮固體中不可沉漂浮物質(zhì)的一小部分（約10%）會(huì)黏附在絮體上一起沉淀下去[7]。初沉池按照12萬m3/d設(shè)計(jì)，其主要投資包括主體鋼筋混凝土工程、樁基工程（PHC400管樁），以及相應(yīng)的管配件和工藝設(shè)備及安裝。初沉池的總投資為4000萬元（300元/m3）。其中，土建投資達(dá)到2500萬元，占初沉池總投資的62.5%。2.2.4二次提升泵房及沉淀池二次提升泵房是用于提高污水的水位，保證污水在整個(gè)處理過程中能正常流過，從而使污水得到凈化的設(shè)施。經(jīng)二次提升泵提升的污水流入沉淀池。沉淀池采用混凝原理，即通過混凝劑使水中膠體粒子和微小懸浮物聚集后去除[1]。這是水處理工藝的基本方法。二次提升泵房及沉淀池按遠(yuǎn)期預(yù)留24萬m3/d設(shè)計(jì)，其主要投資包括上部建筑工程、鋼結(jié)構(gòu)棚工程、重力式水泥攪拌樁擋墻工程（2Φ700）、土方開挖及降水施工工程、主體鋼筋混凝土工程、樁基工程（PHC400管樁）、地基加固水泥攪拌樁工程（2Φ700），以及相應(yīng)的管配件和工藝設(shè)備及安裝。二次提升泵房及沉淀池的總投資為2700萬元（100元/m3）。其中，土建投資達(dá)到了1800萬元，占二次提升泵房及沉淀池的67%。
3工程費(fèi)用造價(jià)分析
2008年，原建設(shè)部發(fā)布了《市政工程投資估算指標(biāo)》，其中規(guī)定流量為10萬m3/d～20萬m3/d的二級污水處理廠，工程費(fèi)用為1362元/（萬m3·d）～1471元/（萬m3·d）；流量為20萬m3/d以上的二級污水處理廠，工程費(fèi)用為1199元/（萬m3·d）～1362元/（萬m3·d）。本次改擴(kuò)建項(xiàng)目工程費(fèi)用為1833元/（萬m3·d）（按24萬m3/d流量計(jì)算），相比于規(guī)定指標(biāo)較高，主要原因是：項(xiàng)目加入了深度處理工藝，增加了部分投資；污水處理廠出水水質(zhì)要求滿足并有部分高于GB18918－2002《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》一級A標(biāo)準(zhǔn)，處理難度增大，投資也相應(yīng)增加。
4結(jié)語
在上海青浦第二污水處理廠改擴(kuò)建項(xiàng)目中，對于建筑工程、設(shè)備購置和安裝工程的投資分別為2.73億元、1.37億元、0.30億元，分別占總投資的41%、20%、5%，分別占工程費(fèi)用的62%、31%、7%。與分項(xiàng)工程（改造工程、巴顛甫生物池、深床濾池、初沉池、二次提升泵房及沉淀池）相比，建筑工程投資在工程費(fèi)用總投資中占比均超過一半。本項(xiàng)目為改擴(kuò)建項(xiàng)目，改建項(xiàng)目占一定比例，節(jié)省了對土方工程、砌筑工程等建筑工程的投資，項(xiàng)目建筑工程費(fèi)用占比與同類市政項(xiàng)目相比較低。
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