基于LCC理論的污水處理工程經濟性研究

李晨洋，呂福財，李曉丹

（1.哈爾濱工業大學土木工程博士后科研流動站，哈爾濱 150001；2.穆棱市水務局，黑龍江 穆棱 157500；3.東北農業大學水利與建筑學院，哈爾濱 150030）

污水處理行業是傳統的公共事業，水資源關系國計民生，水環境的好壞不僅影響一個地區，同時對于一個國家的相關流域，乃至全球環境都產生直接的影響[1]。水資源可持續利用是實現社會經濟可持續發展的重要物質基礎[2]。近年來，由于我國持續的工業化、城市化進程和經濟的快速增長，導致我國污水排放量連年上升，可造成飲用水源的污染，影響人體健康[3]。而與此相對的，我國的污水處理廠卻基本上未能實現滿負荷運行。以2008年為例，在已建成的1782座污水處理廠中，預計年處理能力應為361億t，但實際年處理污水量只有271億t，實際處理效率僅為75%。黑龍江牡丹江污水處理廠2003年5月建成，設計規模10萬t·d-1。但由于前期投入過大導致后續資金不足，使其曾一度處于停運狀態。可見，目前我國污水處理廠存在著建設成卻運行不起的問題。分析其產生的原因可以發現，由于污水處理工程項目投資大，工期長，整個過程會產生大量的資金流動，需要在污水處理廠建設與運行的整個過程都進行成本控制；而目前我國的污水處理工程造價管理過程大多只針對建設階段，對影響污水處理工程經濟性較大的運行費用的研究較少。這使一些污水處理廠在建設階段超額使用資金，造成資金浪費；而在運行階段又因資金短缺而無法正常運行。最終導致一些污水處理工程成了高投入、低效益，有時甚至是無效益的爛尾工程。決策者應對這部分運行成本重視起來，加大對污水處理工程運行成本的管理力度。但是，采用什么方法、運用何種手段去控制污水處理工程的整體費用，才能使污水處理工程的造價管理控制得以完善，是決策者需要面對的又一難題。

通過研究大量的相關資料，發現LCC全壽命周期理論為解決上述問題提供了有效的理論支撐。由于LCC理論是針對項目從設計到運行維護直至報廢的整個壽命周期建立研究體系，考慮到了工程項目的各個環節，確保了研究的完整性[4-7]。故文章采用先進的全壽命周期理論，將污水處理工程的造價管理分為建設與運行兩個階段；并對這兩個階段的污水處理工程的成本進行分析；同時針對成本分析結果，提出提高污水處理工程經濟性的對策建議。以來指導污水處理工程的實際應用，幫助決策者對項目的整個壽命周期進行通盤考慮，把建設成本和未來成本合起來作為全壽命周期成本進行綜合控制和管理，提高污水處理行業的社會經濟效益。

1 LCC全壽命周期理論

全壽命周期成本理論（Life cycle costing,LCC），指工程項目從項目構思到項目建成投入使用，直到工程壽命終結全過程所發生的一切可以直接體現為資金耗費的投入總和，包括建設成本、使用成本和拆除成本。從LCC的概念可以看出，在工程項目的生命周期內，建設成本與運行成本應視為同等重要的兩個階段。很明顯在進行造價管理與成本控制中，也應對建設與運行整體進行考慮。它比現行的工程造價管理理論更為先進，內涵更為深刻[7-8]。將LCC成本理論作為我國污水處理工程造價管理的造價管理的理論指導，不僅可以彌補污水處理工程缺乏運行費用管理的不足，解決污水處理工程未來的運營與維護帶來困難的問題，而且為我國環境工程項目的發展開辟了新的道路。因此，應用LCC理論將我國污水處理工程的造價分為建設與運行兩個同等重要的階段，并對污水處理工程的建設與運行的成本進行分析，以便更好的研究污水處理工程的經濟性。

2 基于LCC理論的污水處理工程成本分析研究

2.1 污水處理工程建設投資分析

城市污水處理廠建設成本一般是由污水處理廠的建設規模決定的。目前我國污水處理工程的比較有代表性的建設費用[9]計算公式為：

C=αQβ

式中，C-投資費用；

Q-處理水量；

α、β-系數。

從式中不難看出，污水處理工程的建設費用與處理水量有關。簡單分析可知，污水處理廠的處理水量決定了要建多大規模的污水處理廠，同時影響污水處理廠處理工藝的選擇。決策者可以借此對污水處理廠的建設費用進行估算，從而得出污水處理廠的建設投資數額。進而建立了污水處理廠的處理水量與投資費用間的函數關系。但是，顯而易見僅僅從這一函數關系上是無法對污水處理工程的成本進行控制的。為此，筆者通過對污水處理工程的建設過程進行具體分析，從建設前期成本與施工成本兩個方面對污水處理工程的建設成本展開研究。

2.1.1 污水處理工程建設前期成本

這里所說的污水處理工程建設前期成本主要包括工程建設其他費用和建設預備費等用于工程準備的費用。對于污水處理工程來說，建設前期由于需要對工程項目進行可行性研究、招投標等一系列準備活動，因此會產生許多費用消耗。具體包括：土地使用費、建設單位管理費、勘察設計管理費、研究試驗費、建設單位臨時設施費、工程監理費、工程保險費、工程預備費等等[10]。在眾多的費用中，有些費用是必須的、有些是可以利用技術或宏觀調控等手段縮減的，有些是不敏感的可以不需過多關注的、有些是波動較大即較敏感的需要重點注意的。對于那些較敏感的費用因素，決策者在進行費用控制時必須加以重視，掌握其發展規律，以求最大限度的降低建設成本。在污水處理工程建設前期成本中，土地使用費是較為敏感的因素，也是決策在管理過程中必須加以重視的。

土地使用費是指通過劃撥方式取得土地使用權而支付的土地征用及遷移補償費，或者通過土地使用權出讓方式取得土地使用權而支付的土地使用權出讓金。研究表明，某些地區的土地購買費用約占污水處理廠基建投資的60%以上。有報道稱，黑龍江哈爾濱某污水處理廠的建設費用比相同規模、相同工藝的北京地區相似污水處理廠費用高出近3倍，而造成這種現象的原因便是土地費用。可見，開發者在研究建設污水處理廠的可行性時，必須對污水處理廠的用地情況做具體的分析，明確影響污水處理工程土地使用面積的因素。根據調查可知，目前在投資方面，各種工藝除人工濕地工藝、Biolak工藝和多級A/O工藝采用土工構筑物較小外，其他工藝相差不大，由于城市用地緊張、土地使用費用過高的特點，占地面積成為制約工藝適用范圍的關鍵因素之一。SBR工藝池深可達到8 m，因而占地較少,在近幾年被廣為采用?？梢?，如何合理選擇污水處理工藝是減小污水建設風險，降低污水處理工程建設投資成本，實現污水處理經濟性的重要影響因素。

2.1.2 污水處理工程施工成本

本文所謂的污水處理工程施工成本，包括污水處理工程施工過程成本（建筑安裝工程費）和污水處理設施購置費用兩部分。具體計算公式如下：

污水處理工程施工成本=（建筑安裝工程費+設備工具購置費）×r

式中，r為工程建設費用費率（按具體計算的地區標準計）。

施工過程成本包括施工生產過程中所耗費的生產資料轉移的價值和勞動耗費所創造的價值中以工資和附加費的形式分配給勞動者的個人消費金，即為工程造價的研究范疇。具體包括人工費、材料費、機械使用費、其他直接費和施工管理費。其中前四項稱為“直接費或直接成本”，施工管理費稱為“間接費或間接成本”。污水處理設施購置費包括設備、工器具以及生產家具的購置費。不難看出，污水處理工程的施工成本的組成比較復雜，故其成本控制管理較困難?？梢姡鞔_污水處理工程的組成、確定其影響因素是十分必要的。

污水處理工程建設施工成本是污水處理工程總成本的一個重要組成部分。雖然決策質量、勘察設計結果都將直接影響建設成本，但在正確的決策和勘察設計條件下，在工程總成本中，施工成本一般占總成本的90%以上。因此，研究污水處理工程的施工成本是建設經濟性的重點。工程施工需要經歷一個較長的時間，在這個期間會有許多風險因素對工程建設項目的費用產生影響，氣候惡劣、物價不穩、設備陳舊、技術落后、人員素質低等都將增加工程的施工成本。由于污水處理行業的地域選擇性、運行維護長期性、處理水質要求性等特點，污水處理工程項目施工又有別于建筑施工，建筑施工的成本風險管理未完全的應用到污水行業中來。在污水處理工程建設施工過程中，對于人員的素質、材料的使用標準、機械設備的選用等方面都有較高的要求，故而對污水處理施工的費用管理不確定性更大，污水廠施工成本控制非常困難。目前，我國污水處理工程施工成本居高不下，許多在建處理廠由于資金缺乏而停止建設。因此，應盡快找到可以規避風險、控制成本的方法[11-12]。

2.2 污水處理工程運行費用分析

污水處理廠的運行費用一般用下式計算。

年總運行費用：

C運=E1+E2+E3+E4+E5+E6+E7+E8+E9+E10+EC

式中，E1-處理后污水排放費；E2-能源消耗費；E3-藥劑費；E4-工資福利費；E5-固定資產基本折舊費；E6-大修理費；E7-無形資產及遞延資產攤銷費；E8-日常檢修維護費；E9-管理費用、銷售費用和其他費用；E10-流動資金利息支出；EC-經營成本[13-14]。

從上式中可以看出，污水處理工程的運行費用組成也較多，為了明確分析污水處理工程的成本，下面給出污水處理各運行費用占總費用的比例。

表1 污水處理工程運行費用比例分布Table 1 Proportion distribution of sewage treatment engineering operating costs （%）

由表1可見，在污水處理工程運行成本中，電費、大修費及大修改造費、固定資產折舊費、人員費等在總費用中所占的比例較大。因此，分別對其進行具體分析，研究其費用影響因素，為最終提高污水處理工程經濟性提高理論依據。

2.2.1 固定資產折舊費用、大修理費

固定資產折舊費指在使用過程中保持原有實物形態的資產及建筑物、機器設備、運輸設備、工具器具等固定資產原值與綜合折舊率的乘積。在財務評價中待攤投資也計入固定資產原值，指工程建設其他費用中除應計資產和遞延資產以外的全部費用，包括土地征用及遷移補償費、建設單位管理費、勘察設計費、研究試驗費、建設單位臨時設施費、工程監理費、工程保險費、工程承包費、施工遷移費、引進技術和進口設備其他費用、聯合試運轉費、辦公及生活家具預備費、建設期利息、投資方向調節稅等[7]。根據國內對部分污水處理廠的調查顯示，固定資產折舊費在污水處理工程運行費用中占很大一部分比重，大概占污水處理直接處理成本的15%～25%，固定資產的折舊費與污水處理設施中的土建部分投資額和設備部分投資額、預計的折舊年限、殘值有關。因此有效控制土建投資額、選擇性價比高的設備、恰當控制設備使用年限對于降低折舊費用是有一定幫助的。大修費主要與大修周期以及每次大修發生的費用有關，大概占污水處理直接成本的8%～15%[15-16]。

2.2.2 運營成本

電費是污水處理廠主要的能耗費用，電費一般與耗電量和電價有關，耗電量由設施中風機、水泵、加藥裝置等的裝機容量以及運行時間決定。電是污水處理過程中不可缺少的重要能源。據了解，無論采用何種處理工藝，電費在污水處理成本中所占的比重都最大，占直接運行成本的40%以上。節約使用電力，可以最大限度地降低處理成本。在污水處理廠，各種材料費（一般指藥劑費、維修用備品備件購置費、機物料費用等）在成本中也占有較大比重，約占直接成本的10%左右。人工費主要與特定地區的經濟條件和人民生活水平有關，不同的區域標準不一樣，占總運行費用的比例也各有差異。維護費和管理費目前占運行成本的5%～15%，其主要取決于處理工程的自動化和智能化水平，設備和控制的系統的智能化水平越高，需要的員工就越少，藥劑浪費就能控制在一個較小的范圍內，同時系統出現故障的概率減小，所需要的維護和檢修費用相應減少[17]。

3 提高污水處理工程經濟性的對策研究

3.1 政策、法規體制改革

從2002年國家計委頒布《外商投資產業指導目錄》、《關于進一步推進城市供水價格改革工作的通知》等一系列文件到“十一五”規劃加大污水處理行業投資至今，國家在污水治理方面的體制政策改革已初見成效，但隨著污水處理廠的產業化和市場化進程的加快，政府還需進一步分離污水處理廠的責權利關系，制定一系列可操作性強的政策、法規。應鼓勵污水處理廠建設投資運用融資方式，解決我國污水處理行業資金緊缺和效率等問題。建議有關部門盡快出臺完整的法律配套體系，使投資商投入的巨大的資金成本有獲利的保障，降低污水處理工程投融資的政策風險。

3.2 價值工程控制建設施工費用

價值工程理論是以提高研究對象（包括產品、工藝、工程項目、系統、勞務或它們的組成部分）的價值為目的，以功能系統分析為核心，以創造性思維、開發集體智力資源為基礎，以最低的全壽命周期費用來實現研究對象的必要功能的一種成本控制方法與管理技術。價值工程在建設項目領域的應用已趨于成熟，它貫穿于建設項目的始終。針對項目存在的各種不確定因素進行擇優考慮，最終選擇產品成本最低價值最高的費用組合。因此，將其應用于污水處理工程建設施工中非常有利于提高污水處理工程的經濟性[18]。

3.3 加強運營管理、改進運行方式

合理有效的管理體制是降低成本的基礎，顧磊[19]在污水處理廠成本控制探討一文中提出班組成本控制與部門成本控制的觀點，即指加強對部門的管理，使其對班組的工藝參數、能源消耗、維護檢修控制等方面進行控制以實現成本控制降低運營成本，這種方法是值得借鑒與推廣的。在某種程度上，引進先進的性能好的技術設備，雖然前期設備投入較高，但投產運行后的能耗費用與維護費用卻可以大大降低，因此要選用性能較好的設備。另外，根據出水水量、出水水質等因素，不斷調整各種處理池、機械設備等的運行模式，每道工序都要在最佳的狀態下進行，使得不但污水的處理效果好而且能耗低，同時設備的損耗也低，減少運行維護的費用。

3.4 重視污水處理回用環節

對于目前城市污水處理廠二級處理后的出水，多用于污水處理廠附近的農田灌溉，或將處理過的污水通過凈化裝置加以凈化，然后排入水體下游回歸水體，經過一定河段的自然凈化為居民所利用。這種污水回用方式，可使用水量中的自然取水量減少30%左右，緩解了水資源的不足，也減少了向水域的排污量[20]。采用污水回用可以縮短取水距離，節省水資源費、輸水費和基建費，其制水成本也隨之降低[21]?？梢姡鬯幕赜檬撬Y源可持續利用的重要途徑，也是解決城市缺水問題的有效措施。因此，應加大處理后的污水回用，以提高污水處理工程的經濟性運行。

4 結束語

污水處理工程是一項耗資巨大的環境工程項目。目前，我國污水處理行業因為經費不足，許多城市的污水廠不能正常運行，甚至基本不運行。投資渠道不暢，投融資體制改革政策不明，投資運營責任主體不分，傳統的經營管理體制不適應社會主義市場經濟的需要，管理不科學，運營成本及企業負債率過高等是污水處理工程成本控制管理急需解決的問題。針對這些現象，本文以LCC理論為依據，將污水處理工程分為建設與運行兩個階段，對污水處理工程的成本進行分析，研究其經濟性并提出了提高經濟性的幾點對策，希望借此可以指導污水處理工程實踐，降低污水處理廠建設運行的風險，提高污水處理工程環境與社會效益。

[1] 林伊.2007年污水行業投資風險提示及總結[J].給水排水,2007(5):21.

[2] 于洪賢,孫家言,覃雪波.黑龍江省水資源現狀與可持續利用對策研究[J].東北農業大學學報,2006,37(3):427.

[3] 馬永勝,時秋月,朱丹丹,等.非點源污染對嫩江上游流域水環境的影響[J].東北農業大學學報,2006,37(6):842.

[4] 劉力.堅持科學發展觀推進設備壽命周期費用方法的應用[J].設備管理工作簡訊,2005(1):15.

[5] Mc Dowall J.Battery life considerations in energy storage applications and their effect on life cycle costing[J].Power Engineering Society Summer Meeting,2001,IEEE,2001(1):452-455.

[6] 陸海松,瑪柯,魯東林.LCC分析法在工程裝備選型決策中的應用[J].解放軍理工大學學報,2000,1(2):47-49.

[7] 安書明,梁工謙.用LCC方法實施對維修費用的控制[J].設備竹理與維修,2000(5):12-13.

[8] 羅云,張俊邁,吳奕亮.設備壽命周期費用方法及其應用[M].北京:海洋出版社,1992:218.

[9] 全國造價工程師執業資格考試培訓教材編審委員會.工程造價基礎基礎理論與相關法規[M].北京:中國計劃出版社,2003:4.

[10] 徐森,李梅,黃廷林.中水處理技術費用的數學模型[J].工業用水與廢水,2003,33(3):9.

[11] 王濤,樓上游.中國碗市污水處理工藝現狀調查與技束經濟指標評價[J].給水排水,2004,30(5):1.

[12] 周律.中小城市污水處理投資決策與工藝技術[M].北京:化學工業出版社,2003.

[13] 顧磊.污水處理廠成本控制探討[J].科技信息,2007(13):131.

[14] 張麗彬,張勇.城市污水處理廠BOT項目投融資方式財務評估[J].工業安全與環保,2006,32(6):10.

[15] 蔡學平.城市污水處理廠運行成本的分析與管理[J].JSKJ,2007(1):80.

[16] 卓明,馮裕釗,陳勇,等.污水處理中的經濟性分析[J].給水排水,2005,31(12):34.

[17] 郁文躍.建設項目成本控制方法及應用研究[D].重慶:重慶大學,2008:38.

[18] 趙香蓮,李世聰.價值工程在壽命周期成本控制中的應用[J].財會月刊,2002:3.

[19] 顧磊,污水處理廠成本控制探討[J].科技信息,2007(13):131.

[20] 肖錦.城市污水處理及回用技術[M].北京:化學工業出版社,2002.

[21] Tsagarakis K P,Mara D,Angelakis A.Application of cost criteria for selection of municipal wastewater treatment systems[J].Water,Air and Soil Pollution,2003,142(2):187-210.