中水回用的经济与中水利用潜力分析

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1、中水回用的经济与中水利用潜力分析论文作者：褚俊英陈吉宁王志华温宗国徐一剑摘要：对清华大学东区浴室中水回用三种方案的经济性进行了比较，结果表明中水直接用于宿舍冲厕比用于绿地浇灌更为经济合理，并揭示了当前水价偏低是造成中水回用成本较高从而难以推广的重要原因之一。在此基础上进一步对中水回用在清华大学及北京市区推广的潜力以及对水价的影响进行了定量分析。关键词：中水回用经济性水价利用潜力1　中水回用项目的经济分析　　清华大学占地2.64km2，服务人口为4.8万余人，1999年用水量为670×104m3/a。学

2、校为节省水费支出、缓解北京市用水危机，拟于东区浴室建一个中水回用的示范工程，原水为淋浴水，产水量为200m3/d,采用膜生物反应器一体化工艺。　　中水回用的经济性在很大程度上受到水价的影响，水价越高，项目的收益越大。北京市现行居民生活自来水价为1.3元/m3，居民污水处理费为0.3元/m3，近期将调整居民生活自来水价格为1.57元/m3(调价幅度为21%)，居民污水处理费为1.03元/m3(调价幅度为243%)，即到户价格为2.6元/m3(上涨62.5%),该价位已经接近或略高于成本，远期调整的幅度将减

3、缓。现假定2002年—2016年水价年增长率的三种可能为5%，8%和10%。　　中水就近回用的三种方案为：①用于学生宿舍厕所冲洗；②冬季3个月用于冲洗厕所，其余9个月浇灌绿地；③中水用于绿地浇灌，即冬季3个月的中水排放，其余9个月浇灌绿地。采用费用效益分析方法对三种方案的经济性进行比较[1]，其计算公式为[2]：　　　　　　　NPV=PVB-PVC　　　　(1)　　式中PVC——中水回用项目的总费用现值，　　　　PVB——中水回用项目的总效益的现值，　　　　NPV——中水回用项目的净效益现值

4、　Ct——第t年的费用,包括建设费用、运行费用　Bt——第t年的效益，包括节省了新鲜水费、污水处理费用等　r——贴现率(以长期国库券利息为贴现率)　　t——时间，a　　计算结果见表1，可见方案①的投资回收期最短、NPV最高、需要的最小水价增幅最小，因此直接冲厕方案是最经济的。表1三种回用方案的投资回收期、NPV和最小水价增幅水价增长率(%)方案①方案②方案③投资回收期(a)NPV(万元)投资回收期(a)NPV(万元)投资回收期(a)NPV(万元)59.77130.4114.3719.58无-25.

5、8287.71323.7411.8876.1414.230.70106.68501.4810.18146.0912.677.51最小水价增幅1.984.487.75注：最小水价增幅指的是，假设第15年末NPV值为零，第16年末为正值时应该规划的水价年均增长率。2中水回用的潜力分析　　通过计量经济学回归与预测，并结合不确定性分析方法，定量给出清华大学与北京市可能的中水来源量范围和可能的中水利用量范围。2.1清华大学　　①中水来源分析　　中水来源主要集中在生活污水方面。假设生活污水中除去冲洗厕所部分全部

6、可用于中水回用。中水来源用公式表达为：　　Q(t)＝(1-K)·P2·onteCarlo在参数的置信区间内随机正态取样2000次，得到2000年—2015年总用水量和可能的中水来源量平均值和标准差(如图1)。结果显示清华大学总用水量平均值和可能的中水来源量，从2000年到2015年增加了近1.5倍，同时由于参数的不确定性，导致模型预测结果的不确定性逐渐增大。　　②利用潜力　　假设中水可能用于冲洗厕所和浇灌绿地。冲洗厕所的中水利用量为：　　　　　T(t)＝onteCarlo在参数置信区间内随机正态取

7、样2000次，得到2000年—2015年居民生活用水量和可能的中水来源量的平均值和标准差，结果显示北京市居民生活用水量平均值和可能的中水来源量平均值从2000年到2015年增加甚微，仅约为14.3%，并可能呈现下降趋势，这与北京市节水力度的加大有密切关系，同样，由于参数的不确定性，导致模型预测结果的不确定性逐渐增大。　　②利用潜力　　对于浇灌绿地而言，可能的中水量为：　　　　　　　S＝Sz·m·r　　　　　(7)　　式中Sz——总占地面积，km2　　　　　r——绿地面积占总占地面积的比例

8、系数，hm2/km2　　据调查，北京市市区以及近郊八个区共有1369.9km2，m为1m3/m2，r可根据清华绿地面积与校园面积进行推算，即r＝20hm2/2.64km2＝7.576，假设北京市该比例的上下浮动为20%,即r=6.0608～9.0912。　　中水来源量与中水利用量平均值见图3。　　经比较可见，1990年以前中水不够用，1990年以后则出现剩余；2000年后冲厕中水量同居民生活用水总量一样，变化趋于平缓；冲厕中水量占浇灌绿地量