T市生活垃圾处理的成本分析
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因此 垃 圾 中 转 站 成 本 为 ＷＺ ＝ ６．１７＋２３＝ ２９１７元 ／ｔ。 １．２ 运输成本
（１）建立长度加权的平均距离模型
某点 ｘ到某区域 ｙ内所有点的平均距离 ｄ＝ ｄｉＬＬｉ，其中 ｄｉ为点 ｘ到区域 ｙ内的点的距离，Ｌｉ为 区域 ｙ内到点 ｘ距离相同的点所占长度，Ｌ为 Ｌｉ的 总和。
我国是一个发展中国家，经济社会发展模式不 完善，近年来我国城市垃圾产生量与我国 ＧＤＰ增速 相当［１］。垃圾产量急剧增加，凸显了垃圾问题，传 统的垃圾管理模式受到了现实的挑战。以往的垃 圾处理方式多为填埋式，而这种方式不仅消耗了大 量土地 资 源，同 时 还 造 成 了 严 重 的 二 次 污 染。另 则，垃圾焚烧会产生二英，严重危害人体健康，同 时垃圾焚烧厂的数量剧增使得成本呈现快速增长 的态势［２］。而生物处理的方式又会面临投资较大、 处理时间长［３］等 问 题。 垃 圾 处 理 方 式 虽 然 在 不 断
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２０１９年第 ２期
环 保 科 技
Ｖｏｌ．２５ Ｎｏ．２
不同的权重，比如 Ｓａａｔｙ等人［４］提出了层次分析法， ＭａｃＤｏｎａｌｄ等人 ［５－７］也应 用 了 层 次 分 析 法 评 估 废 物 处理方案的可行性；Ｒｏｙ等人［８］提出了 ＥＬＥＣＴＲＥⅢ 方法对 不 同 的 生 活 垃 圾 综 合 处 理 方 案 进 行 排 序， Ｋａｒａｇｉａｎｎｉｄｉｓ等人［９］设 置 了 有 关 环 境 政 策、环 境 影 响、经济效益、技术和资源保护等方面的 ２４个指标， 对希腊大雅典地区的五种生活垃圾综合处理方案进 行评估并应用 ＥＬＥＣＴＲＥⅢ排序，最终认为分类收集 纸类、玻璃和铝并建造三座填埋场这一综合处理方 案最佳。Ｋａｐｅｐｕｌａ等［１０］设立了 ９个目标并将其归 为废 物 产 生、废 物 收 集 和 废 物 处 理 三 类，借 助 ＰＲＯＭＥＴＨＥＥ［１１］方法和 ＡＲＧＯＳ软件对孟加拉国首 都达卡市的九个区域的优劣进行排序。在此基础上 对该市的居民生活垃圾管理问题提出了总体的和针 对各区域的改进意见。多目标决策分析为生活垃圾 处理体系评价提供了一种系统的方法，能够综合考 虑经济因素和非经济因素，但在此决策过程中目标 权重的确定带有一定的主观性，计算过程也比较繁 琐，为此提出了生活垃圾处理的真实成本的计算模 型，从而更有效的优化生活垃圾处理模式。
１ 经济成本
１．１ 中转站成本 Ｔ市 中 转 站 共 投 资 １６８０万 元，总 建 筑 面 积
１４５２．９平方米，日处理垃圾量达 ４５０吨。 根据相关标 准［１２］所 提 供 的 生 活 垃 圾 转 运 站 的
垃圾转运量计算方法，可知垃圾转运站每日都需满 负荷运转，以运营 １８年，每年运营 ３３６天（一年 ３６５ 天减去法 定 节 假 日 ）计，每 吨 垃 圾 的 中 转 站 建 设 费 用为 ６．１７元 ／ｔ。根据文献［１３］可知规模为 ５００ｔ／ｄ的 垃圾中转站运营成本为 ２２．０２元 ／ｔ，该中转站运营 成本取 ２３元 ／ｔ。
２．１ 垃圾焚烧致癌成本
准 ［２１］，并且设有 填 埋 气 倒 排 系 统，因 此 只 考 虑 垃 圾
（１）呼吸摄入量
渗滤液渗漏造成的地下水污染成本。
假设 Ｍ乡以成人为主，且室内室外的二英污
（１）一维对流扩散模型建立
染水 平 相 同，则 二 英 的 呼 吸 摄 取 量 为 Ｉ呼 ＝ ｖ·ｃ·Ｂｆ·ｔ［１５］。
目前 Ｔ市正在运行的主要的垃圾处理地点皆位 于 Ｔ市南部边缘 Ｍ 乡，为简化计算，假定 Ｔ市为圆 形，Ｍ乡在圆上，以 Ｍ乡为中心画圆，半径为 ｒ米，Ｔ
市半径为 ｍ，则：
槡 Ｌｉ
＝
ｒ ｍ
ｍ２ － １ｒ２ ４
２ｍ
∫ Ｌ＝ Ｌｉｄｒ ０
∫ ｄ＝ｄｉＬＬｉ
＝
２ｍｒ×Ｌｉ
０
Ｌ
ｄｒ
计算可得 ｄ＝５７．８６ｋｍ。 （２）距离与路程的转换 以 Ｍ乡为中心，在其四周随机找 ７个县区，以 县区内人民政府为中心，测得到 Ｍ乡的直线距离及 平均路程，计算距离与路程的平均比例为 ０．７５４，则
地改进，但始终没有解决其带来的污染问题。因此 必须有效将现有 手 段 组 合 优 化，尽 可 能 达 到 减 量 化、资源化、无害化，然而传统的经济发展是不考虑 环境退化的，基于这种观点，使当今环境面临灾难， 因此，有必要将垃圾处理对环境的影响考虑进生活 垃圾处理的成本当中，以了解生活垃圾处理的真实 成本，从而 更 准 确 的 判 断 某 种 处 理 方 法 的 可 行 性， 并组合、优化 生 活 垃 圾 处 理 模 式，最 终 达 到 成 本 最 低。传统的评估垃圾分类项目的可行性主要是建 立多目标决策模型，首先确定一系列的指标，再赋以
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每年运 营 时 间 计 ３３６天，则 生 物 处 理 成 本 Ｗｓ 为
则垃圾燃烧环境成本为 Ｗｈｒ ＝８７．６元 ／ｔ。
２６７８５元 ／ｔ。
２．２ 垃圾填埋造成的地下水污染成本
２ 环境成本
该垃圾填埋场采用“集装式纯氧生化—低压反 渗透”渗 滤 液 处 理 工 艺，出 水 水 质 满 足 相 关 排 放 标
ＣｏｓｔａｎａｌｙｓｉｓｏｆｄｏｍｅｓｔｉｃｗａｓｔｅｔｒｅａｔｍｅｎｔｉｎＴＣｉｔｙ
ＺｈａｎｇＹａｎ，ＷａｎｇＹｕｅ，ＬｉＸｉａｏｘｕｅ，ＨａｎＣｈａｏ
（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＣｈｅｍｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＮｏｒｔｈＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｔａｎｇｓｈａｎ０６３０００） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｗｉｔｈｔｈｅｒａｐｉｄｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｉｎｄｕｓｔｒｉａｌｉｚａｔｉｏｎａｎｄｕｒｂａｎｉｚａｔｉｏｎｉｎｏｕｒｃｏｕｎｔｒｙ，ｏｕｒｌｉｖｉｎｇ ｓｔａｎｄａｒｄｓｃｏｎｔｉｎｕｅｔｏｉｍｐｒｏｖｅ，ａｎｄｇａｒｂａｇｅｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎｈａｓｂｅｅｎａｎｉｍｐｏｒｔａｎｔｍｅａｓｕｒｅｔｏｐｒｏｍｏｔｅ ｔｈｅｇｒｅｅｎｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ．Ａｔｐｒｅｓｅｎｔ，ｍｏｓｔｃｉｔｉｅｓ＇ｇａｒｂａｇｅｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎａｎｄｄｉｓｐｏｓａｌｉｓｉｎａｔｒａｎｓｉｔｉｏｎａｌ ｓｔａｇｅ．ＢａｓｅｄｏｎｔｈｅｃｉｔｙＴ，ｗｅｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄｍｏｄｅｌｓｏｆｅｃｏｎｏｍｉｃｃｏｓｔ，ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｃｏｓｔ， ｒｅｓｏｕｒｃｅｃｏｓｔａｎｄｒｅｖｅｎｕｅ．Ｂｙａｎａｌｙｚｉｎｇｔｈｅｃｏｓｔｓｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎａｎｄｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｍｅａｎｓ，ｗｅ ｆｏｕｎｄｔｈａｔｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｆｌｏｗｓｏｆｃｌａｓｓｉｆｉｅｄｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ，ｄｒｙｇａｒｂａｇｅｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ，ｗｅｔｗａｓｔｅｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ ｔｒｅａｔｍｅｎｔａｎｄａｓｈｌａｎｄｆｉｌｌｈａｖｅｌｅｓｓｉｍｐａｃｔｏｎｔｈｅｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，ａｎｄｔｈａｔｔｈｅｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｃｏｓｔｉｓ ｌｏｗｅｒ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｅｃｏｎｏｍｉｃｃｏｓｔｓ；ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｃｏｓｔｓ；ｒｅｓｏｕｒｃｅｃｏｓｔ；ｒｅｖｅｎｕｅｍｏｄｅｌ
运输平均路程 Ｌ＝７６．７４ｋｍ。 （３）运输成本计算 运输成本主要包括车辆、油费、维修、人工等费
用，结合现实情况，取 １．５元 ／（ｔ·ｋｍ），则运输成本 Ｗｙ为 １１５．１１元 ／ｔ。 １．３ 分类成本
（１）混合收集末端分类 混合收集末端分类成本主要来源于分拣工人的 工资、分拣工具，工人工资按每年 ３７２３２元 ／人（数据 来源于应 届 毕 业 生 网 ）计，假 设 只 要 垃 圾 转 运 站 运 行，就有工人进行分拣，取工人日平均分拣 ０．５ｔ，分 拣工具每年 １０００元 ／人［１４］，成本 Ｗｍ 为 ２２７．６元 ／ｔ。 （２）源头分类 源头分类成本主要用于对垃圾源头分类的宣传 教育费用。研究表明，若垃圾进行源头分类，垃圾清 运量会降低 ２／３，并且焚烧垃圾成分也会发生变化， 垃圾管理全过程社会成本可降低 ６４％。由此，本文 假定社会 成 本 为 填 埋 与 焚 烧 成 本，将 社 会 成 本 的 ５％用于垃圾源头分类的宣传与奖励，即垃圾源头分 类宣传成本 Ｗｆ ＝１８．６４元 ／ｔ。 １．４ 焚烧成本 Ｔ市建有年处理量 ５０万吨的垃圾焚烧厂，占地 １３０亩，总投资 ４４５４０万元，预计运营 ３０年，经营成 本 ３１６．５８元 ／ｔ，则焚烧成本 ＷＲ 为 ３４６．２７元 ／ｔ。 １．５ 填埋成本 Ｔ市一正在运行的垃圾填埋场占地 ５２０亩，总 投资 １．５亿元，使用年限 １８年，日平均垃圾填埋总 量约 １０２０吨，运营费用共计 １１１０．１９元 ／ｄ，设计渗 滤液处理规模为 ８０ｍ３／ｄ（以出水量计），经核算每 吨水处理费用为 １３．８８元，则成本 Ｗｔ为 ２６．４９元 ／ｔ。 １．６ 生物处理成本 该厂占地 ２１亩，总投资 １６００万元，日处理垃圾 ２０吨，使用年限为 ２０年，年运营费用为 １００万元，
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Ｔ市生活垃圾处理的成本分析
张 岩 王 月 李晓雪 韩 超
（华北理工大学化学工程学院，河北 唐山 ０６３０００）
摘 要：随着我国工业化、城市化高速发展，人们的生活水平不断提高，垃圾分类处理已经成为推 进绿色发展的重要举措。目前大部分城市垃圾的收集处理正处于转型阶段，以 Ｔ市为例，我们分 别建立了经济成本、环境成本、资源成本及收益模型，并分析了不同收集、处理手段的综合成本，发 现分类收集、干垃圾燃烧、湿垃圾生物处理、灰渣填埋的处理流程对环境影响较小，综合成本较低。 关键词：经济成本；环境成本；资源成本；收益模型 中图分类号：Ｘ７０５ 文献标志码：Ａ
式中：ｖ为呼吸速率，取 ０．２５ｍ３／（ｋｇ·ｄ），ｃ为 空气中二英浓度，根据齐丽等人［１６］对北京市某生 活垃圾焚烧厂周边 ４ｋｍ范围内二英含量的检测 显示，年平均浓度为 ０．１９～１．９ｐｇＴＥＱ／ｍ３，并且 Ｍ 乡四周开阔无高山丘陵，有利于污染物的稀释扩散， 故假设该厂周围二英平均浓度为 ０．５ｐｇＴＥＱ／ｍ３；ｆ 为污染物保留在肺泡中的分数，取 ０．７５；ｔ为人群暴
Ｔ市地下水 自 南 向 北 流 动，浅 层 水 和 深 层 水 没 有水力联系，假设该垃圾场只污染浅层水，不污染深 层水，且污染物随地下河自南向北流动，认为污染源 为点源，且污染长度远大于污染宽度。沿河流方向 建立一维坐标轴，将地下水视为半无限的均匀介质， 并将地下水情况简化为一维均匀流，则地下河污染 物的传播满足一维对流 －扩散方程 Ｃ＋Ｖ（Ｃ） ＝
ｔ ｘ Ｄｘ（２ｘＣ２）［２２］。
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露的时间分数，取 ０．４５７，Ｂ为体重，取 ６０．６ｋｇ［１７］，则 可计算出 Ｉ呼 ＝７．０７×１０－４ｐｇＴＥＱ／（ｋｇ·ｄ）
（２）土壤摄入、皮肤接触摄入
为简化计算，假设污染源浓度为常数 Ｃ０，因此 方程的边界条件为 Ｃ（ｘ，０）＝０，Ｃ（０，ｔ）＝Ｃ０，Ｃ（＋ ∞，ｔ）＝０。方程的解为［２３］：
徐梦侠等 ［１８］调 查 研 究 了 杭 州 某 生 活 垃 圾 焚 烧 厂周围土壤中二英的平均浓度为 １３４ｎｇＴＥＱ／ｋｇ， 以此估计该厂附近土壤中污染物浓度为 １．５ｎｇＴＥＱ／ｋｇ，
( ) ( ) ｃ( ｘ，ｔ)
＝
ｃ０［ｅｒｆｃ ２
ｘ－ｖｔ
槡４Ｄｘｔ
ｖｘ
＋ｅＤｔ·ｅｒｆｃ
ｘ－ｖｔ ］
槡４Ｄｘｔ
基金项目：华北理工大学 ２０１６年大学生创新创业训练计划资助项目（Ｘ２０１６２３６）；河北省教育厅科技项目（Ｚ２０１７０１３）；华北理工大学 ２０１８年大学生创新创业训练计划资助项目（Ｘ２０１８０４０）
收稿日期：２０１９－０１－１８；２０１９－０３－１１修回 作者简介：张岩（１９９７－），男，本科，研究方向：环境工程，数学建模。Ｅ－ｍａｉｌ：１７０７７４３５０９９＠１６３．ｃｏｍ 通讯作者：韩超（１９８４－），男，博士，讲师，研究方向：有机合成。Ｅ－ｍａｉｌ：ｈａｎｍｅｎｇ１９８４８７＠１６３．ｃｏｍ
（１）建立长度加权的平均距离模型
某点 ｘ到某区域 ｙ内所有点的平均距离 ｄ＝ ｄｉＬＬｉ，其中 ｄｉ为点 ｘ到区域 ｙ内的点的距离，Ｌｉ为 区域 ｙ内到点 ｘ距离相同的点所占长度，Ｌ为 Ｌｉ的 总和。
我国是一个发展中国家，经济社会发展模式不 完善，近年来我国城市垃圾产生量与我国 ＧＤＰ增速 相当［１］。垃圾产量急剧增加，凸显了垃圾问题，传 统的垃圾管理模式受到了现实的挑战。以往的垃 圾处理方式多为填埋式，而这种方式不仅消耗了大 量土地 资 源，同 时 还 造 成 了 严 重 的 二 次 污 染。另 则，垃圾焚烧会产生二英，严重危害人体健康，同 时垃圾焚烧厂的数量剧增使得成本呈现快速增长 的态势［２］。而生物处理的方式又会面临投资较大、 处理时间长［３］等 问 题。 垃 圾 处 理 方 式 虽 然 在 不 断
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Ｖｏｌ．２５ Ｎｏ．２
不同的权重，比如 Ｓａａｔｙ等人［４］提出了层次分析法， ＭａｃＤｏｎａｌｄ等人 ［５－７］也应 用 了 层 次 分 析 法 评 估 废 物 处理方案的可行性；Ｒｏｙ等人［８］提出了 ＥＬＥＣＴＲＥⅢ 方法对 不 同 的 生 活 垃 圾 综 合 处 理 方 案 进 行 排 序， Ｋａｒａｇｉａｎｎｉｄｉｓ等人［９］设 置 了 有 关 环 境 政 策、环 境 影 响、经济效益、技术和资源保护等方面的 ２４个指标， 对希腊大雅典地区的五种生活垃圾综合处理方案进 行评估并应用 ＥＬＥＣＴＲＥⅢ排序，最终认为分类收集 纸类、玻璃和铝并建造三座填埋场这一综合处理方 案最佳。Ｋａｐｅｐｕｌａ等［１０］设立了 ９个目标并将其归 为废 物 产 生、废 物 收 集 和 废 物 处 理 三 类，借 助 ＰＲＯＭＥＴＨＥＥ［１１］方法和 ＡＲＧＯＳ软件对孟加拉国首 都达卡市的九个区域的优劣进行排序。在此基础上 对该市的居民生活垃圾管理问题提出了总体的和针 对各区域的改进意见。多目标决策分析为生活垃圾 处理体系评价提供了一种系统的方法，能够综合考 虑经济因素和非经济因素，但在此决策过程中目标 权重的确定带有一定的主观性，计算过程也比较繁 琐，为此提出了生活垃圾处理的真实成本的计算模 型，从而更有效的优化生活垃圾处理模式。
１ 经济成本
１．１ 中转站成本 Ｔ市 中 转 站 共 投 资 １６８０万 元，总 建 筑 面 积
１４５２．９平方米，日处理垃圾量达 ４５０吨。 根据相关标 准［１２］所 提 供 的 生 活 垃 圾 转 运 站 的
垃圾转运量计算方法，可知垃圾转运站每日都需满 负荷运转，以运营 １８年，每年运营 ３３６天（一年 ３６５ 天减去法 定 节 假 日 ）计，每 吨 垃 圾 的 中 转 站 建 设 费 用为 ６．１７元 ／ｔ。根据文献［１３］可知规模为 ５００ｔ／ｄ的 垃圾中转站运营成本为 ２２．０２元 ／ｔ，该中转站运营 成本取 ２３元 ／ｔ。
２．１ 垃圾焚烧致癌成本
准 ［２１］，并且设有 填 埋 气 倒 排 系 统，因 此 只 考 虑 垃 圾
（１）呼吸摄入量
渗滤液渗漏造成的地下水污染成本。
假设 Ｍ乡以成人为主，且室内室外的二英污
（１）一维对流扩散模型建立
染水 平 相 同，则 二 英 的 呼 吸 摄 取 量 为 Ｉ呼 ＝ ｖ·ｃ·Ｂｆ·ｔ［１５］。
目前 Ｔ市正在运行的主要的垃圾处理地点皆位 于 Ｔ市南部边缘 Ｍ 乡，为简化计算，假定 Ｔ市为圆 形，Ｍ乡在圆上，以 Ｍ乡为中心画圆，半径为 ｒ米，Ｔ
市半径为 ｍ，则：
槡 Ｌｉ
＝
ｒ ｍ
ｍ２ － １ｒ２ ４
２ｍ
∫ Ｌ＝ Ｌｉｄｒ ０
∫ ｄ＝ｄｉＬＬｉ
＝
２ｍｒ×Ｌｉ
０
Ｌ
ｄｒ
计算可得 ｄ＝５７．８６ｋｍ。 （２）距离与路程的转换 以 Ｍ乡为中心，在其四周随机找 ７个县区，以 县区内人民政府为中心，测得到 Ｍ乡的直线距离及 平均路程，计算距离与路程的平均比例为 ０．７５４，则
地改进，但始终没有解决其带来的污染问题。因此 必须有效将现有 手 段 组 合 优 化，尽 可 能 达 到 减 量 化、资源化、无害化，然而传统的经济发展是不考虑 环境退化的，基于这种观点，使当今环境面临灾难， 因此，有必要将垃圾处理对环境的影响考虑进生活 垃圾处理的成本当中，以了解生活垃圾处理的真实 成本，从而 更 准 确 的 判 断 某 种 处 理 方 法 的 可 行 性， 并组合、优化 生 活 垃 圾 处 理 模 式，最 终 达 到 成 本 最 低。传统的评估垃圾分类项目的可行性主要是建 立多目标决策模型，首先确定一系列的指标，再赋以
·５７·
２０１９年第 ２期
环 保 科 技
Ｖｏｌ．２５ Ｎｏ．２
每年运 营 时 间 计 ３３６天，则 生 物 处 理 成 本 Ｗｓ 为
则垃圾燃烧环境成本为 Ｗｈｒ ＝８７．６元 ／ｔ。
２６７８５元 ／ｔ。
２．２ 垃圾填埋造成的地下水污染成本
２ 环境成本
该垃圾填埋场采用“集装式纯氧生化—低压反 渗透”渗 滤 液 处 理 工 艺，出 水 水 质 满 足 相 关 排 放 标
ＣｏｓｔａｎａｌｙｓｉｓｏｆｄｏｍｅｓｔｉｃｗａｓｔｅｔｒｅａｔｍｅｎｔｉｎＴＣｉｔｙ
ＺｈａｎｇＹａｎ，ＷａｎｇＹｕｅ，ＬｉＸｉａｏｘｕｅ，ＨａｎＣｈａｏ
（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＣｈｅｍｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＮｏｒｔｈＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｔａｎｇｓｈａｎ０６３０００） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｗｉｔｈｔｈｅｒａｐｉｄｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｉｎｄｕｓｔｒｉａｌｉｚａｔｉｏｎａｎｄｕｒｂａｎｉｚａｔｉｏｎｉｎｏｕｒｃｏｕｎｔｒｙ，ｏｕｒｌｉｖｉｎｇ ｓｔａｎｄａｒｄｓｃｏｎｔｉｎｕｅｔｏｉｍｐｒｏｖｅ，ａｎｄｇａｒｂａｇｅｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎｈａｓｂｅｅｎａｎｉｍｐｏｒｔａｎｔｍｅａｓｕｒｅｔｏｐｒｏｍｏｔｅ ｔｈｅｇｒｅｅｎｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ．Ａｔｐｒｅｓｅｎｔ，ｍｏｓｔｃｉｔｉｅｓ＇ｇａｒｂａｇｅｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎａｎｄｄｉｓｐｏｓａｌｉｓｉｎａｔｒａｎｓｉｔｉｏｎａｌ ｓｔａｇｅ．ＢａｓｅｄｏｎｔｈｅｃｉｔｙＴ，ｗｅｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄｍｏｄｅｌｓｏｆｅｃｏｎｏｍｉｃｃｏｓｔ，ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｃｏｓｔ， ｒｅｓｏｕｒｃｅｃｏｓｔａｎｄｒｅｖｅｎｕｅ．Ｂｙａｎａｌｙｚｉｎｇｔｈｅｃｏｓｔｓｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎａｎｄｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｍｅａｎｓ，ｗｅ ｆｏｕｎｄｔｈａｔｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｆｌｏｗｓｏｆｃｌａｓｓｉｆｉｅｄｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ，ｄｒｙｇａｒｂａｇｅｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ，ｗｅｔｗａｓｔｅｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ ｔｒｅａｔｍｅｎｔａｎｄａｓｈｌａｎｄｆｉｌｌｈａｖｅｌｅｓｓｉｍｐａｃｔｏｎｔｈｅｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，ａｎｄｔｈａｔｔｈｅｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｃｏｓｔｉｓ ｌｏｗｅｒ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｅｃｏｎｏｍｉｃｃｏｓｔｓ；ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｃｏｓｔｓ；ｒｅｓｏｕｒｃｅｃｏｓｔ；ｒｅｖｅｎｕｅｍｏｄｅｌ
运输平均路程 Ｌ＝７６．７４ｋｍ。 （３）运输成本计算 运输成本主要包括车辆、油费、维修、人工等费
用，结合现实情况，取 １．５元 ／（ｔ·ｋｍ），则运输成本 Ｗｙ为 １１５．１１元 ／ｔ。 １．３ 分类成本
（１）混合收集末端分类 混合收集末端分类成本主要来源于分拣工人的 工资、分拣工具，工人工资按每年 ３７２３２元 ／人（数据 来源于应 届 毕 业 生 网 ）计，假 设 只 要 垃 圾 转 运 站 运 行，就有工人进行分拣，取工人日平均分拣 ０．５ｔ，分 拣工具每年 １０００元 ／人［１４］，成本 Ｗｍ 为 ２２７．６元 ／ｔ。 （２）源头分类 源头分类成本主要用于对垃圾源头分类的宣传 教育费用。研究表明，若垃圾进行源头分类，垃圾清 运量会降低 ２／３，并且焚烧垃圾成分也会发生变化， 垃圾管理全过程社会成本可降低 ６４％。由此，本文 假定社会 成 本 为 填 埋 与 焚 烧 成 本，将 社 会 成 本 的 ５％用于垃圾源头分类的宣传与奖励，即垃圾源头分 类宣传成本 Ｗｆ ＝１８．６４元 ／ｔ。 １．４ 焚烧成本 Ｔ市建有年处理量 ５０万吨的垃圾焚烧厂，占地 １３０亩，总投资 ４４５４０万元，预计运营 ３０年，经营成 本 ３１６．５８元 ／ｔ，则焚烧成本 ＷＲ 为 ３４６．２７元 ／ｔ。 １．５ 填埋成本 Ｔ市一正在运行的垃圾填埋场占地 ５２０亩，总 投资 １．５亿元，使用年限 １８年，日平均垃圾填埋总 量约 １０２０吨，运营费用共计 １１１０．１９元 ／ｄ，设计渗 滤液处理规模为 ８０ｍ３／ｄ（以出水量计），经核算每 吨水处理费用为 １３．８８元，则成本 Ｗｔ为 ２６．４９元 ／ｔ。 １．６ 生物处理成本 该厂占地 ２１亩，总投资 １６００万元，日处理垃圾 ２０吨，使用年限为 ２０年，年运营费用为 １００万元，
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Ｔ市生活垃圾处理的成本分析
张 岩 王 月 李晓雪 韩 超
（华北理工大学化学工程学院，河北 唐山 ０６３０００）
摘 要：随着我国工业化、城市化高速发展，人们的生活水平不断提高，垃圾分类处理已经成为推 进绿色发展的重要举措。目前大部分城市垃圾的收集处理正处于转型阶段，以 Ｔ市为例，我们分 别建立了经济成本、环境成本、资源成本及收益模型，并分析了不同收集、处理手段的综合成本，发 现分类收集、干垃圾燃烧、湿垃圾生物处理、灰渣填埋的处理流程对环境影响较小，综合成本较低。 关键词：经济成本；环境成本；资源成本；收益模型 中图分类号：Ｘ７０５ 文献标志码：Ａ
式中：ｖ为呼吸速率，取 ０．２５ｍ３／（ｋｇ·ｄ），ｃ为 空气中二英浓度，根据齐丽等人［１６］对北京市某生 活垃圾焚烧厂周边 ４ｋｍ范围内二英含量的检测 显示，年平均浓度为 ０．１９～１．９ｐｇＴＥＱ／ｍ３，并且 Ｍ 乡四周开阔无高山丘陵，有利于污染物的稀释扩散， 故假设该厂周围二英平均浓度为 ０．５ｐｇＴＥＱ／ｍ３；ｆ 为污染物保留在肺泡中的分数，取 ０．７５；ｔ为人群暴
Ｔ市地下水 自 南 向 北 流 动，浅 层 水 和 深 层 水 没 有水力联系，假设该垃圾场只污染浅层水，不污染深 层水，且污染物随地下河自南向北流动，认为污染源 为点源，且污染长度远大于污染宽度。沿河流方向 建立一维坐标轴，将地下水视为半无限的均匀介质， 并将地下水情况简化为一维均匀流，则地下河污染 物的传播满足一维对流 －扩散方程 Ｃ＋Ｖ（Ｃ） ＝
ｔ ｘ Ｄｘ（２ｘＣ２）［２２］。
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露的时间分数，取 ０．４５７，Ｂ为体重，取 ６０．６ｋｇ［１７］，则 可计算出 Ｉ呼 ＝７．０７×１０－４ｐｇＴＥＱ／（ｋｇ·ｄ）
（２）土壤摄入、皮肤接触摄入
为简化计算，假设污染源浓度为常数 Ｃ０，因此 方程的边界条件为 Ｃ（ｘ，０）＝０，Ｃ（０，ｔ）＝Ｃ０，Ｃ（＋ ∞，ｔ）＝０。方程的解为［２３］：
徐梦侠等 ［１８］调 查 研 究 了 杭 州 某 生 活 垃 圾 焚 烧 厂周围土壤中二英的平均浓度为 １３４ｎｇＴＥＱ／ｋｇ， 以此估计该厂附近土壤中污染物浓度为 １．５ｎｇＴＥＱ／ｋｇ，
( ) ( ) ｃ( ｘ，ｔ)
＝
ｃ０［ｅｒｆｃ ２
ｘ－ｖｔ
槡４Ｄｘｔ
ｖｘ
＋ｅＤｔ·ｅｒｆｃ
ｘ－ｖｔ ］
槡４Ｄｘｔ
基金项目：华北理工大学 ２０１６年大学生创新创业训练计划资助项目（Ｘ２０１６２３６）；河北省教育厅科技项目（Ｚ２０１７０１３）；华北理工大学 ２０１８年大学生创新创业训练计划资助项目（Ｘ２０１８０４０）
收稿日期：２０１９－０１－１８；２０１９－０３－１１修回 作者简介：张岩（１９９７－），男，本科，研究方向：环境工程，数学建模。Ｅ－ｍａｉｌ：１７０７７４３５０９９＠１６３．ｃｏｍ 通讯作者：韩超（１９８４－），男，博士，讲师，研究方向：有机合成。Ｅ－ｍａｉｌ：ｈａｎｍｅｎｇ１９８４８７＠１６３．ｃｏｍ