价值工程在污水深度处理工艺方案选择中的应用

付敏超 田维平 周鹏 唐华仁

摘要：污水深度处理工艺的选择取决于原水水质、处理后的水质要求及运行成本等因素。将价值工程原理应用于城镇污水深度处理工艺方案的比选中，通过实例分析，构建功能指标体系，有效解决主观随意性和不确定性等因素的影响，提高比选过程的科学合理性，寻求价值最佳的方法。

Abstract： The selection of advanced sewage treatment depends on the quality of raw water， the quality requirements of the water after treatment and the factors of the treatment cost. The theory of value engineering can be applied in the technology plan comparison and selection of the advanced sewage treatment. Through analyzing practical cases and establishing functional indicators system， the influences caused by subjective randomness and uncertain factors can be solved efficiently， the scientific rationality of the comparison and selection process can be increased， which can help with the methods of optimal value.

关键词：价值工程;深度处理工艺;方案比选

Key words： value engineering;advanced sewage treatment;scheme comparison

中图分类号：X703.1                                      文献标识码：A                                  文章編号：1006-4311（2020）11-0154-02

0  引言

污水经过二级处理工艺系统、脱氮除磷等处理后，其水质中仍然含有相当数量的化学需氧量（COD）、生化需氧量（BOD5）、SS、氨氮、总磷等污染物质。另一方面，处理后的水质中可能含有少量的重金属、细菌、病毒等有害物质[1]。若直接排放会引起水体富营养化，且不适宜中水回用。因此，为保证污水处理更加有效，处理后的水体可达到回用水的标准，且可以将其应用生产生活中，需要进行污水深度处理工作。而污水深度处理工艺的选择至关重要，不仅要考虑源水水质和处理后的水质要求，还要考虑运行成本及投资、占地、管理等[2]。价值工程是针对功能和成本的现代管理技术，以提高对象的价值为目标。本文基于价值工程原理，对深度处理工艺方案进行分析讨论和实证研究，筛选出最优方案，以减少对生态环境的污染，提高社会效益和水资源利用率。

1  价值工程原理

价值工程是通过各相关领域的协作，对所研究对象的功能与费用进行系统分析，不断创新，旨在提高研究对象价值的思想方法和管理技术[3]。价值工程用最低的寿命周期成本实现产品的必要功能，使用户和企业的经济效益最大化。通常不是采用一般性措施来降低成本，而是以功能分析为核心，找出存在的问题，从而提出更为科学的方法实现功能，以降低成本，提高产品（对象）的价值，一般表示为：

价值（V）=功能（F）/成本（C）

根据公式可知，功能与成本呈正比，可通过调整产品的功能与成本，提高产品的价值。不同的企业实现同一功能的产品成本不同。而从宏观上看，功能与成本正相关，如图1所示。由图1可知，当功能价值达到峰值，功能与成本相比呈最优价值状态，功能评价值等于实现某一功能的必要成本[3]。

2  应用价值工程比选污水深度处理工艺方案的优势

污水深度处理工艺方案比选中应考虑其环境效益（如中水回用）、经济效益（投资、运行成本等）和社会效益等，传统的方案比选主要是通过简单的技术经济比较和技术人员对各工艺的主观认识来确定，具有较大的不确定性[4]。因此，以价值工程原理为基础，采用定性与定量分析相结合的方法，对污水深度处理工艺进行功能分析，确定并保证工艺的必要功能，剔除不必要功能，寻求功能与全寿命周期费用的最佳结合点，使方案价值最大化，利用集体智慧有计划，有组织地确定最佳方案。

3  价值工程在污水深度处理工艺方案选择中的应用

3.1 工程背景

某城市工业集中区污水处理所接纳污水包括集中区生活污水、工业企业污废水两大部分。近期污水处理规模为 15000m3/d，计划占地面积约42.68亩。城市污水要求进行二级生化处理，并且有脱氮除磷的要求。经过初步技术经济分析比较，结合当地的工人操作水平，以及后期维护的便捷程度，一级处理工艺采用格栅和沉砂池，运用物理沉降方法去除水中的悬浮物和漂浮物。二级处理工艺采用A2/O进行有机物的生物降解和脱氮除磷。根据现有的分析及实际情况，污水深度处理工艺方案主要有：曝气生物滤池和MBR膜处理工艺两个方案。其工艺流程、处理能力均有差别，其相关指标如表1。

3.2 污水深度处理工艺方案的比选步骤

污水处理后的水体中如氨氮、总磷等多种污染指标会超标，难以达到国家要求的污水处理排放标准。根据处理前后的水质要求及实际情况，在已有的污水处理基础上，进行深度处理，能够提高污水处理效能。因此，选择最佳工艺方案是污水深度处理工作的关键。应用价值工程理论，建立比选深度污水处理方案模型的程序为：①确定VE对象：城镇污水深度处理方案;②收集和整理相关信息资料;③功能分析;④功能评价。

3.3 功能分析

功能分析是价值工程的核心，需要充分结合工艺实际，系统地分析工艺的功能，科学地做出评价过程。根据资料收集地定性化功能和系统的逻辑关系，建立功能分析图如图2所示。其中污染物的去除效果和中水回用反映了处理水质的要求。

3.4 功能评价

污水深度处理的每个功能在整个系统中的重要度不同，为了科学合理地量化其重要程度，邀请有关专家，采用0-4打分法进行功能评价，结果见表2。采用0-10打分法及加权评分计算法进行方案功能评价，结果见表3。根据公式价值系数=，分别计算两个方案的相应指标系数，计算结果见表4。

通过表2-表4计算分析，可知MBR膜工艺的价值系数大于1且大于曝气生物滤池，表明MBR膜工艺价值高，能够以相对较低的成本可靠地实现深度污水处理的最大功能。因此本实例中应该采用MBR膜工艺作为某污水厂深度处理工艺。

4  结语

深度污水处理方案优选过程中，考虑的因素较多，且涉及目标功能多，应用价值工程理论，可保证出水水质符合国家和用户的要求，实现水资源二次利用。其次可以实现最低的污水处理成本获取高质量的出水水质，提高城市污水深度处理的性价比。此外，避免了常规方案比选的主观性，方案的选择更加科学合理，而优选出最佳方案。

參考文献：

[1]张自杰，林荣忱.排水工程[M].北京：中国建筑工业出版社，2014.

[2]王睿.化工污水深度处理工艺的选择及可行性分析[J].化工管理，2019（25）.

[3]田维平，周鹏.工程技术经济[M].北京：中国铁道出版社，2019.

[4]陈新萍.浅谈城镇生活污水处理厂的处理工艺[J].中国资源综合利用，2018（6）：55-57.