上海市现有节水措施效益费用分析

多年来，上海市一些工业和非工业用水户在完成水平衡测试的基础上，进行用水工艺改进、查堵漏水管网以及采取废水回用等措施，节约了大量的水资源，这里从工业、非工业以及居民用水等方面选择了一些节水效果较好、有代表性的一些节水措施和工程实例进行费用效益分析。同时，上海制定和实施的节水规划中，节水措施涉及到工业、农业、城镇生活3个方面，其中有工程措施、技术措施以及管理措施，这些规划措施包括了城市管网改造、污水回用、推广节水型器具以及用水计量等节水的重要环节。对这些节水工程实例和规划节水措施进行费用效益分析，可以较好的反映它们在技术经济上的优越性。

3.3.1　江南造纸厂工业废水回用项目

江南造纸厂全年用水量为279万t，其中自来水185万t，循环用水量94万t。该厂在经过全厂水平衡测试以后，针对各部门实际用水状况，逐一进行分析与研究，开展了节水改造项目。

此节水改造项目主要包括：^[2]对白水处理系统进行改造，增加预沉池和过滤系统，并配置回用水管网，处理后水可回用于造纸机，提高水回用率；②在总排放口废水的处理工艺后增加过滤器、消毒装置、中间水箱及回用水管网，污水回用于锅炉除尘器、污泥脱水、冲厕用水、生产车间清洁用水及纸模车间用水。

经过节水可行性分析验证，此项目在技术经济两方面都可行：其中投资回收分析如下：①总投资款：气浮法白水处理改造项目总投资75.3万元，总排放口废水处理回用改造项目87.3万元，合计投资162.6万元。②可节水量折价：气浮法白水处理节水总量21817t/月，总排放口废水处理回用节水总量26502t/月，可节水总量48319t/月，节约水费及排水费：48319×（1.10+0.9×0.7）=83591.87元/月；新增运行电费：总排放口新增30kW，气浮法新增20kW，合计50kW，电价0.51元/度，则新增电费：18360元/月；总计节款：65231.87元/月。③静态投资回收期：2.08年。

从投资效益上分析，该项目的收益率也较高，主要原因是该厂前期已经在废水处理中投入了较大的资金，现在的填平补齐工程则投入不大，但收益很可观。

3.3.2　上海市胸科医院水平衡测试节水投资效益分析

上海市胸科医院日平均门诊病人1500人左右，住院病人520人（病床520张），2001年用水量为36.14万m3。主要用水设备有：中央空调100万大卡①（两台），配冷却塔100m3/h（两台）；中央空调20万大卡（两台），配冷却塔50m3/h（四台）；锅炉（两台），配离子交换器（两台）。

近年来为了提高医院医疗质量，医院改建新造了门急诊大楼，卫生要求不断提高，各科室均配备了水斗龙头，住院病房每间均配备浴室盥洗设备，用水量逐年增大。

2002年4月22～25日该医院进行了水平衡测试，根据测试要求及医院的实际情况，新装二级表10只，三级表14只，四级表1只；现在全院共有水表28只。由于医院原有给水管网老化，且年久失修，这次水平衡工作的重点放在查漏上。

经过水平衡测试，在医院多处发现管网漏失现象，针对不合理用水的问题以及管道漏水整改情况如下：①修复东大楼墙角处管道DN80漏水，投资4000元，节水120m3/d；②修复食堂地下DN80管道断裂漏水，投资1000元，节水130m3/d；③修复住院楼花园地下总管DN150管道断裂漏水，投资6000元，节水410m3/d；④职工浴室38只汰浴龙头建议加装节水阀，（待浴室改造时加装，可节水18m3/d）；⑤40只厕所水箱配件建议改用节水型器具，可节水14m3/d。

以下对该院的水平衡测试及针对水平衡测试中发现的问题采取的节水措施进行投资效益分析。

投资分析：水平衡测试费用14500元，管网堵漏费用13000元，总投资27500元。

效益分析：节水量692m3/d，年节省水费692×（1.30+0.7×0.9）×365=48万元，通过以上计算可以看出，通过水平衡测试，摸清了医院用水现状，找到了用水存在的问题，采取有效的节水措施。该节水措施的经济效益很明显，年节省水费远远超过了节水投资。故水平衡测试是一项很有效的节水措施，今后应大力加强。

3.3.3　上海锦江麒麟饮料食品有限公司节水投资效益分析

上海锦江麒麟饮料食品有限公司地处宝山罗店地区，无管道自来水，生产用水取用地下深井水，2001年取水量为14.07万m3，深井水内含有大量矿物质，而生产饮料需要的纯水要经过多级水处理，取用新水量和废水量排放量很大，制约了公司的扩大再生产。

由于该公司生产用水每年超指标，为发掘节水潜力，该公司于2002年6月4～7日进行了水平衡测试，根据测试结果，提出了以下用水工艺的改革措施：

（1）公司从节水的角度对相关设备工艺作了改进，在保证产品质量的前提下，将果汁饮料用水从原二级水改为一级水，减少排放量、约节水57m3/d。

（2）PET瓶冲洗用水回收，作为生产线冷却水重复再利用，节水54m3/d，投资0.2万元。

（3）大型纸包装生产流水线冷却水由直排改进为循环再利用，节水360m3/d，投资6万元。

（4）利用中央空调的冷却机组降低生产线冷却水温度，减少补充新水量，节水48m3/d，投资10万元。

以下对该公司的水平衡测试及工艺改进等节水措施进行投资效益分析。

投资分析：水平衡测试费用10900元，工艺改进费用200000元，总投资30900元。

效益分析：节水量519m3/d，年节省水费519×（1.30+0.7×0.9）×365=36万元。

费用效益分析：根据水平衡测试的结果，对公司的工艺进行适当改进后，年节水费用相当可观，一年内即可回收节水投资。

从以上对胸科医院和麒麟饮料公司进行水平衡测试的工程经济分析中可以发现，不管是非工业用水户还是工业用水户，水平衡测试都是一项很有效的节水手段，故继续扩大水平衡测试的范围是上海市今后节水工作的重点之一。

3.3.4　金山石化工业区污水回用项目

上海石化水质净化厂二级处理出水量15万m3/d，将二级出水进一步处理，回用作为循环冷却水，污水处理工艺流程为：水质净化厂→混凝沉淀→纤维束过滤→电化学消毒→清水池→用户；水质净化厂→混凝沉淀→硫沙过滤→电化学消毒→清水池→用户。

目前，净水厂回用水处理规模为1万m3/d，基建投资500万元，运行成本0.35元/m3，年利润为237.3万元/年，静态回收期为2.1年，动态回收期为3年。如果今后将规模扩大到10万m3/d，回用水水价按0.4元/m3计，和工业用水水价相比，每年通过使用回用水可节省水费2190万元（上海市工业水价按1元/m3计）。

3.3.5　名人小区中水回用示范、试点项目

到目前为止，上海市建立了名人花园、奥林匹克等居民小区中水回用示范工程。下面就名人小区中水回用工程进行简单的投资效益分析。

（1）工程简介。名人花园中水回用工程设计规模：最大处理量为10m3/h；中水回用用途：绿化、地面冲洗、水景；处理工艺：生化处理设施——曝气生物滤池；

（2）投资与运行费用。总投资：103万元；运行费用：0.98元/t水（含折旧费），0.47元/t水（不含折旧费）；

（3）可节省水费。目前上海市自来水水费为1.03元/t，排污费为0.7元/t（污水量为用水量的0.9倍），按中水设备每天运转16个小时计算，则每天通过使用中水而节省下来的自来水水费和排污费合计为：10×16×（1.03+0.9×0.7）=265.6元/d；中水运行费用（不含折旧费）：10×16×0.47=75.2元/d；可节省款：265.6-75.2=190.4元/d（6.95万元/年）。

回收期（静态）

θ=103÷6.95=14.8年

通过计算可以发现，在小规模的中水回用工程中，投资回收期比较长，如果考虑社会贴现率，以及设备的日常维护、检修等对项目进行动态的经济效益分析，动态回收期将更长，经济可行性较差。但是需要注意的是节约用水工程的效益分析应该考虑项目的环境、社会效益，上海是水质型缺水城市，那么保护水体环境、减少排污是节水工作的更高追求，建筑中水工程经济效益虽不尽如人意，但是从保护水资源角度考虑也应该鼓励在有条件的地方建设中水工程，在达到较大的回用规模时，工程的经济可行性会提高。

3.3.6　旧供水管道更新项目

城市供水管网的漏失问题已经成为影响上海城市用水、节水水平的主要因素之一，管网普查结果表明：到2001年为止，全市管径在75mm以上的管网总长度为14500km（包括郊区），市属自来水公司的管网总长度为7463km，其中有2.7%的管网已超过50年管龄，8.4%的管网管龄在30～50年内；从管网的材质来看，铸铁管占79.9%，从日常养护维修来看，20世纪70年代生产的灰铸铁管较多发生爆管和漏水。这些现象的存在既对城市安全供水带来隐患，同时也浪费了大量的自来水。(www.xing528.com)

上海市属供水企业供水管网的漏失率在8%左右。根据管网普查结果，制定了详细的管网改造计划，加大管网改造力度。重点对20世纪60～70年代期间铺设的管道及材质差、经常爆管、积垢淤塞的灰铸铁管道进行改造。在管网改造过程中推广使用离心工艺制造的球墨铸铁管、UPVC管和新型复合塑料管等优质管材和阀门等，降低管网漏失率，提高节约用水水平。

现对该管网改造计划进行初步投资效益分析。设想将现有管网中超过50年管龄的管道、内壁未设衬管或未涂层的影响供水水质的管道、易破损引起供水事故的管道进行改造，改造的手段主要有刮涂内壁、增加衬管和管道更换，预估待改造管道占市属供水管网总长度的11.1%。

（1）投资分析。

改造管网总长：7462.99km×11.1%=828km。

若新管道采用球墨铸铁管，按改造管网的平均管径为DN400计，包括管材、安装、土方在内的单价为722元/m，则总投资：828×722=5.98亿元。

（2）效益分析。管道更新的效益一方面表现为减少漏失，节约自来水量，同时也包含了消除爆管现象造成的直接、间接损失。但是由于该部分效益难以量化，故在此只考虑其直接的节水效益。按目前上海市属自来水公司管网漏失率为8%的实际情况，若管网改造工程2005年结束，经估算，届时管网漏失率可降低为7.12%，根据《上海市供水系统专业规划》，预测2005年上海市属自来水公司的供水量将增加到493万m3/d，则2005年节水量：493×365×（8%-7.12%）=1583.46万m3。

1）节省水费。2005年节省水费包括节省的自来水费和排水费，自来水费按自来水水价1.10元/m3计，排水量为自来水量的90%，排水费为0.70元/m3，则2005年节省水费：1583.46×（1.10+0.9×0.70）=2739.39万元。

2）节省电耗。通过更新旧的管道，不仅可以降低管网漏失率，节省自来水量，另外由于新管道的摩阻系数很小，管网中水头损失随之减少，水厂的二级泵站供水压力则可以适当降低，故电耗的节省是管网更新工程间接效益的重要体现，按水厂出厂水压力降低2m，电费0.6元/kW计，年可节省电耗：0.6×（493×104÷3600）×9.8×2×365=587.82万元。

3）水质提高。管网改造后，水力条件得到改善，水质随即得到提高，对于上海这样一个水质型缺水城市来说有着重大的社会效益。由于改善水质、降低爆管事故率而获得的社会效益按0.02元/m3估算，则改善水质每年可获得的总的社会效益为：4930000×0.02×365=3598.90万元。管道更新工程总的效益：2739.39+587.82+3598.90=6926.11万元。

（3）投资效益分析。

则该项目的静态回收期θ：5.98×108÷（6926.11×104）=8.63年。当项目寿命期取20年，贴现率i=8%时则效益费用比：=1.14。

当项目寿命期取20年，贴现率i=6%时则效益费用比：=1.33。

通过以上分析计算，该项目基本可行，若考虑今后水价的增加，该项目效果更好。

3.3.7　更换家庭旧式大流量卫生便器项目

目前上海市给水管理处正在进行居民卫生便器改造工程，通过更换现有便器中一冲水设备，将60万用户家中大于9L的便器降至9L，户均改造费用50元计，共需改造费用约3000万元。

节水型便器比传统的便器每次可节水3L左右，如果按每户居民每天使用便器15次计算，每户居民每天可节水45L，一年可节水16.4m3，60万户待改造居民一年则可节约水量984万m3，水价按1.66元/m3（其中自来水费1.03元/m3，排污费为0.63元/m3）计，户均节约水费26.10元/年，60万户居民一年则共节约水费1567万元。

式中

Y0=-3000万元

Y1=1567万元

Y2=1567万元

Y3=1567万元

按照贴现率i取8%计算，动态回收期P=2.5年。

从上面的计算可以看出，改造家庭中现有旧式卫生便器的节水措施不仅可节约大量自来水量，而且其经济效益很好，由此可以认为推广节水型器具经济可行性好，是目前上海市生活节水工作的重点。

3.3.8　学生公寓装表计量项目

高等院校和寄宿制中学是上海市节水工作的重点对象之一，学生生活用水浪费现象严重，一方面是由于水龙头、冲洗水箱质量问题引起的滴漏、损坏的用水设备未及时修理而造成的浪费，但是主要还是由于学生用水无限量供应，学生节水意识差，长流水现象严重，特别是洗衣服时浪费的水量很大。

针对高校的具体情况，节水工作一方面是加强节水思想教育，同时也应该采取用水计量措施，提高学生的节水意识。目前新建或改建的学生公寓普遍采用了带卫生间的套间，这就为安装水表提供了条件。以下就学生公寓安装水表这一节水措施进行费用效益分析。

（1）投资分析。根据《上海统计年鉴》，上海市2000年共有高等院校、寄宿制中学在校学生人数约27.5万人，基于目前上海高校学生居住公寓情况预测：今后几年中高校学生公寓居住率将继续扩大，按其中20%学生住学生公寓计，则居住学生公寓的学生总人数：27.5×0.2=5.5万人；学生公寓一般为4人套间，则所需安装水表数：13750只。

安装水表为项目建设初期的一次性投资，安装一只水表的投资（包括水表购置与安装费等）需要108元，则上海市高校安装水表总费用：108×13750=148.50万元。

日常抄表的人工管理及维护费估算为25万元/年。

（2）效益分析。现上海市高校学生人均日用水量为300L/（人·d），与2001年上海市人均居民生活用水量146L/（人·d）相比，差距很大，即使与人均综合生活用水量253L/（人·d）相比也高出很多，通过安装水表，可以借助一定的经济手段来使得学生的节水意识提高。

考虑到学生用水量中仅有一部分是产生在公寓内，预计该节水措施可以将学生人均日用水量降低到250L/（人·d），考虑学生用水的特点，此值仍高于上海市人均居民生活用水量的数值。

节水率：（300-250）÷300=17%；

上海市高校年节水总量：17%×0.3×5.5×365=102.38万m3。

水价按现行值计算，即自来水水价为1.30元/m3，排污费为0.7元/m3，则年节省水费：102.38×（1.30+0.9×0.7）=169.95万元。

（3）投资效益分析。水表寿命期取5年，社会贴现率i取8%，则该项目的效益费用比：=3.90。

从以上分析计算可以看出加强高校学生用水的计量管理对于促进节水还是很有效的。