摘要:青浦第二污水处理厂是上海市青浦地区最大的污水处理厂。随着社会经济发展,该污水厂的处理能力和出水质量已无法满足排放要求,因此对其进行改扩建。描述了污水厂改建、新建工程的各项成本支出,分析了单项支出占比,并与同类项目作了比较。研究发现,建筑工程、设备购置、安装工程投资分别为2.73亿元、1.37亿元、0.30亿元,分别占总投资的41%、20%、5%,分别占工程费用的62%、31%、7%;项目建筑工程费用占比与同类市政项目相比较低。此项研究结果对今后污水厂的改扩建具有一定的参考价值。

关键词:污水处理厂;造价分析;巴颠甫工艺;AAO工艺;深床滤池

1项目概况

青浦第二污水处理厂(以下简称“污水处理厂”)是上海市青浦区最大的污水处理厂,服务范围包括青浦新城中(除西南片区)、东片、青浦工业园区、青东农场(油墩港以东)、赵巷镇和重固镇,目前已建成一、二、三期污水处理设施,现状处理能力为12万m3/d,扩建前出水执行GB18918—2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级B标准。近年来,污水处理厂进厂水量不断增加,经常超过设计规模,其服务范围内部分检查井出现冒溢现象,部分用户排水不畅,给居民生活和企业生产带来严重影响。随着青浦区城市化进程的加快,预计区域污水量处理需求还将显著增加。目前污水处理厂的处理能力已无法满足未来区域的污水处理需求,亟待进行改扩建。为适应《上海市水污染防治行动计划实施方案》,解决当前污水厂存在的水量水质波动大、部分设施设备老化腐蚀、运行风险陡增等问题,对污水处理厂进行提标改造并同步开展四期扩建。出水标准执行GB18918—2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A标准,同时部分指标须满足区水务局的水质标准(见表1)。改造后,污水处理厂主要污水处理设施有格栅、沉砂池、初沉池、巴颠甫生物池、二沉池、深床滤池、接触消毒池和污泥浓缩池等。笔者以此过程中的工程造价作为研究对象,分析污水处理厂改扩建项目的工程费用,总结工程费用高于规定指标的主要原因,以供同行参考。

2工程费用

污水处理厂改扩建项目概算总投资为6.70亿元,具体来说,工程费用为4.40亿元,工程建设其他费用为0.49亿元,零星及预备费为0.25亿元,征地拆迁费用为1.32亿元,贷款利息为0.24亿元。其中,工程费用占总投资的66%,占比最大。

2.1改造工程

污水处理厂一期工程规模为1.5万m3/d,二期规模为4.5万m3/d,均采用卡鲁塞尔氧化沟工艺;三期规模为6万m3/d,采用厌氧-缺氧-好氧(Anaerobic-AnoxicOxic,AAO)工艺,即微曝氧化沟工艺。改造工程基本保持在现有污水处理量不变的条件下进行,尽量利用现有的土建、设备和管线,利用成熟可靠的污水处理技术,以节省工程投资,减少运行管理费用。改造一、二、三期工艺,在提高生物池处理效率的同时,保证总氮的去除率。同时将一、二期氧化沟由表面曝气方式改造为底部微孔曝气方式,以保证NH4+-N达标。改造后,一、二、三、四期二级生物处理工艺统一为改良型巴颠甫工艺。虽然巴颠甫工艺比之前的AAO工艺延长,但管理简单,运行方便。改造工程总概算为5208万元。其中,一期生物池概算为802万元,二沉池概算为48万元,污泥提升泵房概算为9万元;二期生物池概算为2090万元,二沉池概算为152万元,污泥提升泵房概算为10万元;三期生物池概算为1988万元,二沉池概算为96万元,污泥提升泵房概算为13万元。对上述改造费用进行分析,我们发现:巴颠甫生物池改造费用在改造工程中占比最大,达到总改造工程投资的94%;采用卡鲁塞尔氧化沟工艺的一、二期工程的改造费用约为482元/m3,采用AAO工艺的三期工程的改造费用约为331元/m3,卡鲁塞尔氧化沟工艺的改造费用显著高于AAO工艺。究其原因,可能主要为以下三个:一是卡鲁塞尔氧化沟工艺分为两个生物池,分开布置显然不利于集约化,影响了处理效率,提高了改造成本;二是一、二期生物池改变了曝气方式,造成了额外工程量;三是AAO工艺的布置更接近于巴颠甫工艺,改动工程量更小。

2.2新建工程

污水处理厂新建工程主要包括四期扩建和全厂深度处理工程。四期扩建项目扩建规模为6万m3/d。新建工程主要包括格栅及进水泵房工程、初沉池工程、巴颠甫生物池(四期)工程等。此部分的工程费用为3.88亿元,占总工程费用的88%,是改扩建项目的投资重点。其中,巴颠甫生物池(四期)、深床滤池、初沉池、二次提升泵房及沉淀池所占投资较多,分别占新建工程费用的14%、11%、10%、8%。2.2.1巴颠甫生物池(四期)巴颠甫生物池(四期)是扩建工程的核心设施,也是改扩建项目的主要生物反应器。设计流量为6万m3/d。巴颠甫工艺是从厌氧-好氧(Anaerobic-Oxic,AO)工艺演变而来的。1973年,Barnard提出AO工艺,即反应器好氧区大量的NO3--N内回流至缺氧段后,结合反应器进水中的有机物,使反硝化反应得以进行[1]。但是,AO工艺不能实现完全脱氮,因为好氧区总流量的一部分不是回流到缺氧反应器,而是直接随出水排放。为了克服AO工艺脱氮的不足,Barnard提出将此工艺与Wuhrmann工艺联合,并称之为巴颠甫工艺[2]。1976年,Barnard为了提高除磷效果,在巴颠甫工艺前增加1个厌氧反应器,即为改良型巴颠甫工艺[3]。巴颠甫生物池的主要投资包括重力式水泥搅拌桩挡墙工程(2Φ700)、土方开挖及降水施工工程、主体钢筋混凝土工程、桩基工程(PHC400管桩),以及相应的管配件和工艺设备及安装。巴颠甫生物池(四期)的总投资为5400万元(900元/m3)。其中,土建投资达到了4400万元。横向对比同为6万m3/d的生物池(三期)改造费(1500万元),增幅为66%,而纵向对比设备购置投资和安装工程投资,其占比也达到了生物池(四期)总投资的81%。由此看来,巴颠甫生物池土建投资占比高是由工程现状决定的。2.2.2深床滤池深床滤池是全厂污水深度工程的重要设施,也是污水达标一级A的关键,其远期预留流量为24万m3/d。过滤是给水工程水质净化的重要一步,随着技术的发展,正在逐步应用于污水深度处理,用于去除污水中的悬浮物(SuspendedSolids,SS)。深床滤池作为目前新型的深度处理工艺,同时具有去除水中SS、脱氮和除磷的复合型功能,一池多用,性能稳定[4],在污水厂改造中被广泛使用[5-6]。深床滤池参照24万m3/d远期流量设计,其主要投资包括上部建筑工程、钢结构棚工程、重力式水泥搅拌桩挡墙(2Φ700)工程、土方开挖及降水施工工程、主体钢筋混凝土工程、桩基工程(PHC400管桩)、地基加固水泥搅拌桩(2Φ700)工程,以及相应的管配件和工艺设备及安装。深床滤池的总投资为4300万元(200元/m3)。其中,土建投资达到2500万元,占深床滤池总投资的58%。2.2.3初沉池初沉池位于沉砂池之后,主要去除悬浮固体中的可沉固体物质,去除效果可达90%以上[7]。在可沉物质沉淀过程中,悬浮固体中不可沉漂浮物质的一小部分(约10%)会黏附在絮体上一起沉淀下去[7]。初沉池按照12万m3/d设计,其主要投资包括主体钢筋混凝土工程、桩基工程(PHC400管桩),以及相应的管配件和工艺设备及安装。初沉池的总投资为4000万元(300元/m3)。其中,土建投资达到2500万元,占初沉池总投资的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,保证污水在整个处理过程中能正常流过,从而使污水得到净化的设施。经二次提升泵提升的污水流入沉淀池。沉淀池采用混凝原理,即通过混凝剂使水中胶体粒子和微小悬浮物聚集后去除[1]。这是水处理工艺的基本方法。二次提升泵房及沉淀池按远期预留24万m3/d设计,其主要投资包括上部建筑工程、钢结构棚工程、重力式水泥搅拌桩挡墙工程(2Φ700)、土方开挖及降水施工工程、主体钢筋混凝土工程、桩基工程(PHC400管桩)、地基加固水泥搅拌桩工程(2Φ700),以及相应的管配件和工艺设备及安装。二次提升泵房及沉淀池的总投资为2700万元(100元/m3)。其中,土建投资达到了1800万元,占二次提升泵房及沉淀池的67%。

3工程费用造价分析

2008年,原建设部发布了《市政工程投资估算指标》,其中规定流量为10万m3/d~20万m3/d的二级污水处理厂,工程费用为1362元/(万m3·d)~1471元/(万m3·d);流量为20万m3/d以上的二级污水处理厂,工程费用为1199元/(万m3·d)~1362元/(万m3·d)。本次改扩建项目工程费用为1833元/(万m3·d)(按24万m3/d流量计算),相比于规定指标较高,主要原因是:项目加入了深度处理工艺,增加了部分投资;污水处理厂出水水质要求满足并有部分高于GB18918-2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A标准,处理难度增大,投资也相应增加。

4结语

在上海青浦第二污水处理厂改扩建项目中,对于建筑工程、设备购置和安装工程的投资分别为2.73亿元、1.37亿元、0.30亿元,分别占总投资的41%、20%、5%,分别占工程费用的62%、31%、7%。与分项工程(改造工程、巴颠甫生物池、深床滤池、初沉池、二次提升泵房及沉淀池)相比,建筑工程投资在工程费用总投资中占比均超过一半。本项目为改扩建项目,改建项目占一定比例,节省了对土方工程、砌筑工程等建筑工程的投资,项目建筑工程费用占比与同类市政项目相比较低。

参考文献:

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