厌氧消化经济性分析

采用厌氧消化技术处理污泥在经济性方面的体现有两个：一是产生沼气，可以资源化利用；二是减少污泥总量，降低后续处理处置费用。

按照一个日处理100t污泥（含水率80%计）的厌氧消化项目进行数据分析。基础资料为进泥有机物含量60%，经过厌氧消化有机降解率为50%，消化后脱水泥饼含水率78%，后续深度处理采用热干化工艺。

（1）沼气发电经济效益分析

一般降解1kg有机物可产生沼气0.7～0.9m3（本案取0.8），则该厂可日产沼气：

100×（100%-80%）×60%×50%×0.8×1000=4800（m3）

沼气中甲烷含量65%，甲烷低位热值为35.8MJ/m3，每千瓦时电能能量为3.6MJ，沼气发电机组的发电效率40%，则该厂日可发电：

35.8/3.6×65%×40% ×4800=1.24×104（kW·h）

如果发电量用于抵消工业用电，工业电价0.8元/（kW·h），该项目日可节省电费：1.24×0.8=0.99（万元）。

如果发电量用于上网销售，生物质发电上网电价0.75元/（kW·h），该项目可创造经济价值1.24×0.75=0.93（万元）。

为了将沼气发电而建设的项目包括厌氧消化、沼气发电设备等。按照行业经验估算，建设一个100t/d处理规模的厌氧消化项目，约需投入资金1500万元。实际运行中，用于厌氧消化的直接运行费用约为60元/t泥饼，大修维护费用按照投资额的10%，折旧计提为20年，不计财务费用。则年运行费用为：

60×100×330÷10000 1500×10% 1500÷20=423（万元）

（2）减少污泥量经济效益分析

污泥减少来自两部分：一是厌氧消化过程中通过有机物的降解减少污泥的干物质量；二是脱水性能的改善，降低泥饼含水率，进而减少最终处置的污泥量。

以本文中100t/d处理规模的项目为例。在消化池降解的有机物量为：

100×（100%-80%）×60%×50%=6（t）

消化污泥脱水后污泥量为：
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{100×（100%-80%）-6}÷（100%-78%）=63.6（t）

可见，经过厌氧消化和脱水使原本100t污泥减少到63.6（t）。如果后续处理技术为热干化，热干化处理目标为20%，节省费用如下计算：原100t含水率80%污泥需要蒸发水分100-100×（100%-80%）÷（100%-20%）=75（t）；减量后63.6t含水率78%的污泥需要蒸发水分63.6-63.6×（100%-78%）÷（100%-20%）≈46（t）；可见减少热干化蒸发量75-46=29（t）。按照热干化运行费240元/t计算，则蒸发1t水的运行费用为320元，减少29t蒸发水折算为经济费用为：29 ×320=9280（元）热干化投资按照43万/吨蒸发量计算，减量后投资费用节省：29×43=1247（万元）。

（3）总结

设置厌氧消化设施的经济必要性和投资回报期计算如下：污泥减量年可节省运行费用：0.93×330=306.9（万元）发电年可创造收益：0.99×330=326.7（万元）投资回报期：1500÷（326.7 306.9-423）=7.1（年）

可见，通过设置厌氧消化，产生沼气可用于发电创造经济效益，同时污泥在消化池降解，减少了污泥总量，然后通过改善脱水，节省了后续处置费用和后续设备投资。