價(jià)值工程在農(nóng)村污水處理設(shè)施比選中的應(yīng)用研究

韓文松

摘要：農(nóng)村污水處理終端設(shè)施，傳統(tǒng)的有化糞池、沼氣發(fā)酵池等，新型的包括埋地式污水處理設(shè)施、微動(dòng)力一體化設(shè)備、無(wú)動(dòng)力厭氧處理設(shè)備+人工濕地模式等幾種，本文主要針對(duì)不同的處理設(shè)施，采用價(jià)值工程原理，結(jié)合層次分析方法，從處理能力、效果等技術(shù)層面及投資、運(yùn)營(yíng)維護(hù)等經(jīng)濟(jì)層面為待建項(xiàng)目提供參考依據(jù)。

Abstract： Traditional sewage treatment facilities in rural areas include septic tanks and biogas fermentation ponds， etc.. New type facilities include buried sewage treatment facility， micro-power integrated equipment， and non-power anaerobic treatment equipment+artificial wetland. This paper compares the different processing facilities using the value engineering principle and combined with the analytic hierarchy process， from technical aspects such as treatment capability and effect and economical aspects such as investment and operation and maintenance， so as to provide reference for the project to be built.

關(guān)鍵詞：農(nóng)村污水；終端設(shè)施；比選分析

Key words： rural sewage；terminal facilities；comparison analysis

中圖分類號(hào)：[R123.3] 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2017）02-0043-03

0 引言

浙江省作為經(jīng)濟(jì)較為發(fā)達(dá)的省份之一，新農(nóng)村建設(shè)推進(jìn)力度較大，農(nóng)村生態(tài)生活環(huán)境日漸改善，生活污水處理作為農(nóng)村環(huán)境整治中的重要環(huán)節(jié)，存在著量少、面廣的問(wèn)題。農(nóng)村污水終端處理設(shè)施是保證污水能夠達(dá)標(biāo)排放中最為關(guān)鍵的一個(gè)環(huán)節(jié)，在選擇時(shí)要充分結(jié)合實(shí)際，考慮眾多因素。從技術(shù)、成本及管理等定性方面的研究有較多的闡述和成果，但是定量的分析比選還有較大的空白，本文通過(guò)價(jià)值工程原理，在充分調(diào)研和分析的基礎(chǔ)上，對(duì)污水處理終端設(shè)施的功能和成本進(jìn)行詳細(xì)的分析，并對(duì)功能系數(shù)進(jìn)行計(jì)算，選定最優(yōu)的方案，可以保證建設(shè)投資、處理要求和運(yùn)維管理三者的有機(jī)統(tǒng)一，希望能對(duì)待建的農(nóng)村污水處理終端設(shè)施的選型提供綿薄之幫助。

1 現(xiàn)狀分析

東陽(yáng)市地處浙江中部，被譽(yù)為著名的“三鄉(xiāng)一城”，即“教育之鄉(xiāng)、建筑之鄉(xiāng)、工藝美術(shù)之鄉(xiāng)、文化影視名城”，政府主管部門非常重視新農(nóng)村建設(shè)，在2014年成立了“五水共治建設(shè)指揮部”著力開(kāi)展治污工作。根據(jù)東陽(yáng)市人民政府針對(duì)污水治理三年行動(dòng)計(jì)劃（2014年-2016年）中制定的目標(biāo)，要求開(kāi)展農(nóng)村污水的專項(xiàng)整治工作，計(jì)劃到2016年底，全市農(nóng)村污水治理行政村、自然村覆蓋率將達(dá)到100%，農(nóng)戶覆蓋率提高到70%以上。根據(jù)筆者走訪東陽(yáng)市下屬的街道、鄉(xiāng)鎮(zhèn)獲取的數(shù)據(jù)顯示，截止到2016年上半年，絕大部分農(nóng)村已經(jīng)完成截污納管中管道的鋪設(shè)工作，即將開(kāi)始進(jìn)行污水處理終端設(shè)備的選型、建設(shè)和運(yùn)行管理工作。

在治污改建之前，東陽(yáng)市農(nóng)村污水處理終端設(shè)施主要還是以傳統(tǒng)的、分散式的化糞池為主，對(duì)主要的污染物如BOD5、COD等處理效果不夠理想，并且存在著投入和效益的不統(tǒng)一、價(jià)值低劣的情況。本次“五水共治”對(duì)污水排放標(biāo)準(zhǔn)的要求高、處理能力強(qiáng)且排放穩(wěn)定、建設(shè)投資和運(yùn)營(yíng)管理費(fèi)用合理等為原則，采用價(jià)值工程原理及層次分析方法，通過(guò)嚴(yán)格控制相關(guān)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，對(duì)各種常見(jiàn)的處理設(shè)施進(jìn)行功能系數(shù)、成本系數(shù)的計(jì)算和分析，確定最優(yōu)方案。

結(jié)合目前掌握的污水收集和排放數(shù)據(jù)，東陽(yáng)市80%以上的農(nóng)村污水量集中在30～60t/d，污水處理設(shè)施將會(huì)以中小規(guī)模為主，目前適應(yīng)性較強(qiáng)的終端處理設(shè)施有人工濕地處理模式、微動(dòng)力厭氧+人工濕地處理模式、AOBR（厭氧好氧生物反應(yīng)器）一體化設(shè)備等。

2 評(píng)價(jià)原理

從價(jià)值工程的表達(dá)式中可以看出，通過(guò)對(duì)備選方案利用價(jià)值工程理論進(jìn)行分析比選時(shí)，價(jià)值系數(shù)最大的方案即為最優(yōu)方案。

3 模型建立

建立污水處理終端設(shè)施選型的步驟包括：①選擇不同類別的終端處理設(shè)施為價(jià)值工程的研究對(duì)象；②收集供選擇的終端設(shè)施的相關(guān)資料；③對(duì)備選的終端設(shè)施進(jìn)行相應(yīng)的功能分析和功能評(píng)價(jià)[2]。

3.1 污水終端處理設(shè)施的備選

①人工濕地處理模式[3]。人工濕地是利用生態(tài)系統(tǒng)中物種共生、物質(zhì)循環(huán)再生原理，通過(guò)土壤、微生物、植物吸收和分解污水中的有機(jī)物，從而降低污水的污染指標(biāo)，以獲得污水處理與資源化的有效統(tǒng)一。該處理工藝簡(jiǎn)單，不需要外在動(dòng)力，后續(xù)的運(yùn)營(yíng)和養(yǎng)護(hù)較為方面和經(jīng)濟(jì)。

②微動(dòng)力厭氧+人工濕地處理模式[3]。污水厭氧生物處理是指在無(wú)氧的環(huán)境條件下，通過(guò)厭氧及兼性厭氧微生物的共同作用，將污廢水中各種復(fù)雜有機(jī)物進(jìn)行轉(zhuǎn)化、分解，生成甲烷、二氧化碳、硫化氫、氨等物質(zhì)的過(guò)程。在人工濕地的模式的基礎(chǔ)上，增加了厭氧處理環(huán)節(jié)并增加動(dòng)力系統(tǒng)，如水泵，提升了處理能力和處理效果，動(dòng)力來(lái)源有太陽(yáng)能、市電系統(tǒng)等，缺點(diǎn)是運(yùn)營(yíng)和養(yǎng)護(hù)成本增加。

③AOBR（厭氧好氧生物反應(yīng)器）一體化設(shè)備處理模式[4]。AO污廢水處理工藝法也叫厭氧好氧工藝法，A（Anaerobic）是指厭氧處理，主要目的在于脫氮除磷；O（Oxic）是指好氧好氧處理，用于除水中的有機(jī)物。AOBR一體化生活污水處理設(shè)備，是綜合了厭氧和好氧處理的工藝，同時(shí)結(jié)合工程實(shí)踐，設(shè)計(jì)出的有機(jī)廢水處理裝置，能高效去除BOD5、COD、NH3-N。在技術(shù)性能上，具有較強(qiáng)的穩(wěn)定性和可靠性，在處理效果上，能符合相應(yīng)的地表水排放標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)還具有投資省、自動(dòng)化運(yùn)行、維護(hù)操作方便、不占地表面積等優(yōu)點(diǎn)。

3.2 相關(guān)資料收集

通過(guò)資料文獻(xiàn)查閱、實(shí)地走訪勘察，針對(duì)三種常用的生活污水處理終端設(shè)施相關(guān)參數(shù)收集如表1所示。

3.3 功能分析和評(píng)價(jià)

①功能分析。功能分析是價(jià)值工程的核心，它是對(duì)研究對(duì)象系統(tǒng)地分析其功能，科學(xué)地評(píng)價(jià)其重要性的過(guò)程[5]。以污水處理終端設(shè)備為研究對(duì)象，根據(jù)收集到的資料和系統(tǒng)的邏輯關(guān)系，建立其功能體統(tǒng)圖，如圖1所示。

②功能評(píng)價(jià)。

1）確定功能評(píng)價(jià)系數(shù)Fi。根據(jù)污水處理設(shè)施比選所要達(dá)到的目的和涉及到的因素，構(gòu)建結(jié)構(gòu)模型。在設(shè)施比選過(guò)程中，要充分聽(tīng)取各方的意見(jiàn)，如政府部門（水務(wù)、環(huán)保、農(nóng)辦等）、業(yè)主單位、設(shè)計(jì)單位、施工單位、監(jiān)理單位等。需要考慮的因素有經(jīng)濟(jì)、技術(shù)、運(yùn)行管理和環(huán)境保護(hù)等幾個(gè)方面，構(gòu)建如下結(jié)構(gòu)模型圖，如圖2所示。

在結(jié)構(gòu)圖中，A為污水處理的綜合效益，B和C為選擇依據(jù)，C為B的具體指標(biāo)，其中C1為項(xiàng)目投資；C2為經(jīng)營(yíng)成本；C3為占地面積；C4為BOD去除率；C5為COD去除率；C6為NH3-N去除率；C7為運(yùn)行穩(wěn)定性；C8為運(yùn)行可靠性；C9為施工難度；C10為運(yùn)行管理難易程度，其中C4～C10為功能性評(píng)價(jià)指標(biāo)。首先明確各方的評(píng)價(jià)權(quán)重，然后由各方對(duì)不同的終端設(shè)施選擇方案進(jìn)行功能重要程度、滿意程度進(jìn)行打分，通過(guò)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、處理，計(jì)算各方案的功能系數(shù)Fi。

2）確定成本系數(shù)Ci。根據(jù)各比選方案的建設(shè)投資、運(yùn)行成本，成本系數(shù)Ci=某方案成本/全部方案成本之和，確定某一方案的成本系數(shù)Ci。

3）確定價(jià)值系數(shù)Vi。根據(jù)Vi=方案的功能系數(shù)Fi/方案的成本系數(shù)Ci。

4）選定最優(yōu)方案。根據(jù)計(jì)算結(jié)果，選定價(jià)值系數(shù)最大的方案為最優(yōu)方案。

4 實(shí)例分析

浙江省東陽(yáng)市南市街道某行政村，有常住人口800人，在設(shè)計(jì)年限內(nèi)，生活用水量定額取100L/cap·d-1，污水排放量按照用水量的75%確定，該村污水總量為60m3/d，現(xiàn)有人工濕地、微動(dòng)力厭氧+人工濕地、AOBR一體化設(shè)備三種處理模式可作為該村污水處理終端設(shè)施的備選，現(xiàn)邀請(qǐng)業(yè)主單位、設(shè)計(jì)單位、承包單位對(duì)不同方案進(jìn)行評(píng)價(jià)，利用價(jià)值工程原理進(jìn)行分析比選[5]。

①將方案功能進(jìn)行劃分，共分為BOD去除率（F1）、COD去除率（F2）、NH3-N去除率（F3）、運(yùn)行穩(wěn)定性（F4）、運(yùn)行可靠性（F5）、施工容易程度（F6）、易于管理程度（F7）等7項(xiàng)功能性指標(biāo)。

②對(duì)評(píng)價(jià)的三方給予不同的權(quán)重，并對(duì)三種方案的功能性指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)（表2）。

③確定功能重要系數(shù)（表3）。

④計(jì)算功能評(píng)價(jià)得分（表4）。

⑤確定功能系數(shù)F（表5）。

⑥確定成本系數(shù)C（表6）。

⑦確定價(jià)值系數(shù)V（表7）。

計(jì)算結(jié)果表明，B方案，即微動(dòng)力厭氧+人工濕地處理模式，價(jià)值系數(shù)為1.07，最高，故B為最優(yōu)方案。

5 結(jié)語(yǔ)

在農(nóng)村環(huán)境整治過(guò)程中，污水處理只是其中一環(huán)，終端設(shè)施的比選要考慮的因素眾多，還要結(jié)合村莊自身的經(jīng)濟(jì)實(shí)力來(lái)進(jìn)行選擇，最好能利用價(jià)值工程原理，充分發(fā)揮集體的智慧，群策群力，得到最佳的選擇方案。在建設(shè)完成后，還需要加強(qiáng)污水終端處理設(shè)施的運(yùn)行、維護(hù)及管理，使之能夠真正達(dá)到改善農(nóng)村人居環(huán)境的目的。

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