| 专利名称 |
城市生活垃圾生物液体介质综合处理法 |
| 专利号： |
|
| 专利类型 |
发明 |
| 专利权人： |
河北省承德磐丰酵素菌有限公司 |
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联系人 |
陈立冰
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电话 |
0314-2073312
|
| 传真 |
0314-2073225
|
OICQ |
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| 手机 |
|
E-mail |
[email protected]
|
| 联系地址 |
河北省承德市佟王俯9号 |
| 所处省份 |
河北
--
承德 |
| 专利领域 |
能源与环保 |
| 技术水平 |
国际领先 |
| 所处阶段 |
产业化阶段 |
| 专利说明及技术指标 |
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城市生活垃圾<br>
生物液体介质综合处理法<br>
可行性研究报告<br>
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承德磐丰酵素菌有限公司<br>
二〇〇四年十月二十二日<br>
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一：总论<br>
（一）项目名称：<br>
城市生活垃圾生物液体介质综合处理工艺<br>
（二）项目概况<br>
随着国民经济的发展，城市人口的增加和人民生活水平的提高，城市生活垃圾也异常迅速地增加。＜中国20世纪议程＞白皮书指出：全国历年城市生活垃圾堆积存量已达到60多亿吨，占地5万公顷，有200多个城市陷入垃圾的包围之中。随着我国城市化进程的加快，乡镇经济较发达地区的村镇生活垃圾也日益成为一个重要的环境污染源。据初步统计，今后我国城市生活垃圾将以10％左右的速度增加。因此，科学合理经济有效地消纳城市生活垃圾已成为现代环境保护工作中一个刻不容缓的问题。<br>
世界各国生活垃圾的处理方法很多，总结起来主要有焚烧法；填埋法；堆肥法及资源化综合处理法。但是国外目前普遍采用的垃圾处理技术和方法并不符合中国的国情，目前国内大多城市垃圾处理主要有三大矛盾，一是普遍存在的城市膨胀，生活垃圾急剧增加但是能够分类收集的很少；二是部分地区生活方式的不同及增加的城市拾荒队伍使得大量垃圾产生的同时而垃圾的有机成分低，含水量高，可利用率很少。三是污染日益严重的局面而政府环境保护资金短缺的状况。由此可见，采用任何一种传统工艺都很难达到垃圾处理真正目的。焚烧法投资规模大，就目前资金短缺状况很难普及。填埋法占地面积大，维护费用高，稳定性差，技术难度大，而且二次开发仍是问题。资源化综合处理法不但投资规模大，面对含水量高，有机成分低，可回收物少的垃圾，运行费用太高。即使使用堆肥法，产品有机质含量太低，不能作为肥料销售，市场化价值不大。<br>
城市生活垃圾生物液体介质处理法，由于采用生物液体<br>
作为介质使得垃圾的筛选更彻底，垃圾中不同成分的物料基本分开，为资源利用打下了基础。由于采用生物液体作为介质使得垃圾的筛选更容易，因此投资规模小、运行费用低。由于采用的介质是生物液体使得垃圾的无害化程度更高，也便于生物液体的回收利用。因此，生物液体介质处理法是目前适合我国国情的投资规模小、无害化程度高、垃圾资源利用彻底的最经济有效的处理方法。<br>
1、目前国内城市生活垃圾处理概况<br>
由于我国城市建设发展迅速，人口增长，垃圾量增加迅速，而我国三分之二城市没有任何垃圾处理设施。部分地区也只不过是填埋处理。但是，现行的填埋技术尚存诸多问题<br>
（1）、填埋场地环境卫生差，蚊蝇多，白色污染满天飞。<br>
（2）、渗漏液难处理，运行费用高。<br>
（3）、新厂址选择越来越困难，距离城市越来越远。<br>
（4）、填埋场*，沼气就近排放。<br>
这些问题严重影响当地人民的生活。<br>
2、目前国内生活垃圾概况<br>
随着国家的城市化和居民生活水平的提高，城市垃圾的增长速度十分迅速，发达国家垃圾的增长率为3—5％，发展中国家一般为2-3％，全球年产垃圾超过100亿吨。<br>
我国城市垃圾的产量近几年增长迅猛，垃圾的增长率超过10％，全国年产垃圾达到1．42亿吨。由于处理设备严重不足，目前已有三分之二的城市陷入垃圾包围之中。<br>
今后50年是我国人口和城市化的高峰期，城市生活垃圾的高峰期也将随之而来，这无疑是对我国城市可持续发展的挑战，也为垃圾处理产业的发展留下了巨大的空间。 <br>
在城市垃圾产量剧增的同时，垃圾的组成也发生了很大的变化，影响城市生活垃圾组成的因素有三个，一是城市发展水平，二是城市居民生活方式，三是城市燃料机构。经济发达、生活水平较高的城市，有机物的含量也较高。以燃煤为主的北方城市，受采暖期的影响，垃圾中煤渣、砂石所占比例提高。我国垃圾的变化随着社会的发展变化呈现出以下特点：<br>
（1）、随着城市规模的扩大和生活水平的提高，城市垃圾的总量以每年10％的速度增加。<br>
（2）、随着城市燃料结构的变化，垃圾中无机成分明显减少。<br>
（3）、随着消费水平的提高，城市垃圾中废品回收物质显著增加，主要是塑料制品和一次性用品。<br>
（4）、随着城市垃圾构成比例的变化，垃圾的发热值也有了提高。<br>
综上所述：一是城市生活垃圾的迅速增长，对环境的保护造成压力的同时，为垃圾处理产业的发展提供了巨大的空间，潜力无限。二是城市生活垃圾结构的变化，有机质的增加，为垃圾处理产业的利润产生提供了基础。如果科学、合理地利用高新技术，降低处理费用，垃圾处理企业完全可以健康发展。<br>
（三）、生物液体介质处理工艺的技术及经济优势<br>
比较生活垃圾处理技术，主要看以下几个方面：技术的可靠性、经济性、实用性和所能达到的减量化、资源化、无害化效果。生物液体介质处理系统与传统工艺相比在技术及经济方面有许多优势，详见比较表。<br>
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表1-1 生活垃圾处理技术比较表<br>
比较项目 卫生填埋 焚烧 堆肥 生物介质<br>
技术的可靠性 基本可靠，属于传统工艺 较可靠，国外属于成熟技术 较可靠，我国大量生产经验 较可靠，是堆肥实践总结完善<br>
工程规模 取决于作业场地和年限，一般均较大 单台炉常用150-300吨每天。 100-200吨每天 300-600吨每天<br>
选址 难 较困难 较困难 容易<br>
每吨占地面积（平米/吨） 500-900 60-100 110-150 50-150<br>
建设期/月 9--12 30--36 12--18 6--12<br>
适用条件 垃圾含水量不能高 热值大于3767kj/kg 有机物大于40％ 无要求<br>
产品市场 无 热、电 难 好<br>
环境污染 容易造成渗滤液污染水源，空气污染轻微，土壤污染基本在场内。 主要是对酸性气体和二噁英的治理 空气污染较小 无<br>
投资规模 小 大 中 小<br>
运行费用 35--55 80--140 50--80 40--60<br>
经济效益 无 无 小 好<br>
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比较而言，城市生活垃圾生物液体介质处理工艺，技术可靠、投资规模小、选址容易、占地面积小、建设周期短、适用于任何垃圾、本工艺无污染、运行费用低、经济效益好。因此，生物液体介质处理系统，无论在经济和技术上都具备明显优势，必定会被大多城市所采用。<br>
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(四)、生物液体介质处理工艺的生物优势<br>
本公司研制的生物液体介质处理工艺，除特殊的配套设备外，主要是采用了BYM（酵素菌）生物工艺。<br>
按照食品卫生法，BYM是对人畜无害的菌群，它具有强力的好气性发酵能力，在短时间内能发挥催化分解有机质的作用，分解消除各种有害物质。<br>
在短期内，由于它的强力加水分解作用，可将城市垃圾中的有机材料进行糖化分解和氨基酸分解，并由该分解作用生成的葡萄糖、氨基酸等，作为有益微生物的培养基，促进垃圾中的放线菌急剧增加，在消化有害物质的同时，消灭病源菌，达到消毒灭菌无害化的目的。 <br>
（五）、项目提出的必要性<br>
综上所述，由于城市化的不断扩大，人民生活水平的不断提高，城市垃圾的产生量以每年百分之十的速度增加，部分城市已陷入垃圾的包围之中，各种矛盾更为突出，主要表现以下几个方面：<br>
1、环境污染日益加剧，污染状态更加复杂，人们对环境保护的要求越来越高。<br>
2、城市垃圾越来越多，所能投入的资金有限。<br>
3、垃圾处理过程中，无害化的要求越来越高，传统工艺运行费用过高，难以承受。<br>
4、土地资源越来越紧张，处理垃圾占地越来越大。<br>
5、政府对环境保护的投入越来越多，由于技术落后，可持续发展的后劲越来越小。<br>
6、由于采用简单填埋的办法，遗留问题越来越多，环境保护的压力越来越大。<br>
生物液体介质处理工艺，项目优势明显，技术先进，完善地处理了以上几个方面的矛盾，适合中国国情，非常适合于推广应用。<br>
（六）、项目承担单位的基本情况<br>
承德磐丰公司是一家专门致力于科技含量高、市场前景好的新型肥料的研制、生产、推广应用的科技型企业。本公司1997年从国外引进生物工程技术，经过几年的消化吸收，试验、改进已形成完整的生产工艺。在全国各地建厂50多家，均获得良好的经济和社会效益。<br>
公司一直致力于城市生活垃圾的处理和开发，从1999年开始专家组与亚洲最大的垃圾处理厂合作研制垃圾处理工艺，生产以垃圾做原料的土壤改良剂和有机肥料，经过几年的开发、改进，已取得丰富经验，生产工艺日趋完善，产品市场推广应用取得可喜成果。<br>
（七）、可行性研究工作的依据<br>
1、 与日本磐亚株式会社所签定的合同书（见附件）<br>
2、 承德市扶贫办公室“关于酵素菌应用开发的报告”（见附件）<br>
3、 承德市计委“关于酵素菌项目论证会议纪要”（见附件） <br>
4、 承德市扶贫办公室“关于酵素菌项目开发、应用可行性报告”的申请及市计委的批复（见附件）<br>
5、 承德市计委“关于酵素菌新产品开发项目申请书”的批复（见附件）<br>
6、 北京市新型肥料质量检验监督站“检验报告单”（见附件）<br>
7、 生产过程监测图<br>
8、 实验报告（见附件）<br>
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二、市场调查及需求预测<br>
（一）、城市生活垃圾处理的需求<br>
自20世纪80年代以来，我国的社会、经济和文化发生了深刻的变化。随着经济的发展，环境污染也越来越严重。而我国在城市生活垃圾治理与资源化方面的研究起步较晚，投入较少，尤其是我国人口众多产生的垃圾量大以及历史欠帐多等因素，遗留未做处理的垃圾粗略计算有3亿吨以上，而且城市垃圾仍以每年百分之十的速度增长。到目前为止我国三分之二的城市没有任何垃圾处理设备，全国二千多个县级以上城市，急待处理的垃圾每年均超过亿吨。<br>
随着人民生活水平的提高，国家及各级政府对环境保护更为重视，尤其是对生活垃圾处理问题，各级政府正千方百计予以安排。由此可见，垃圾处理产业市场空间巨大。<br>
（二）、垃圾处理过程中产品的市场预测<br>
生物液体介质处理法，处理城市生活垃圾与其它工艺相比其终端产品较多，主要产品有五大类八个品种。<br>
一是可回收再利用物：主要包括橡胶、塑料制品、玻璃、废纸等。除塑料经特殊处理后制成自用包装桶外，其它产品市场回收没有太大问题。<br>
二是有机物料，经加工后制成饲料和肥料。<br>
三是生产过程中添加的生物物料，经回收加工后制成化肥增效剂和液体肥料。<br>
四是砖石及粗砂，经破碎后可销售。<br>
五是渣土经分选部分做成改良剂，其余部分可用于造地。<br>
随着人类社会的发展，科学技术的进步，人们越来越认识到资源和环境的重要性，有机固体垃圾潜在的利用价值，也开始为人们所认识。<br>
随着对绿色食品生产的认识不断深入，人们逐渐认识到长期施用化肥和农药存在潜在的食品污染并进一步影响人们的身体健康。由于大量使用化肥造成土地板结、土地退化、甚至不能耕种，严重影响农业生产。<br>
城市生活垃圾生物液体介质处理法，所生产肥料，不但有机质含量高，还有生物肥料的特性，与其它产品相比，具有以下优势：<br>
（1）、改良土壤、培肥地力，增产增收。<br>
（2）、改善土壤微生物环境，提高作物品质。<br>
（3）、提高化肥效力，减少化肥用量。<br>
（4）、增强作物的抗逆性和对不良环境的适应能力。<br>
由于它具备有机生物肥料所有的优点，因此，市场潜力非常巨大。<br>
三、技术可行性分析<br>
（一）、工艺技术的先进性<br>
随着城市生活垃圾的产生量不断扩大，人们对环境质量要求不断提高，城市生活垃圾处理费用不断增长，各种不同的处理方法相继出现，但由于技术、资金及各方面因素，均尚有不足之处。（见工艺比较表）<br>
生物液体介质处理工艺，是我公司针对国内垃圾状况，经多年试验，开发研制的专利技术。与其它技术相比，其先进性主要表现在以下几个方面：<br>
1、利用生物液体作为介质，极大地改进垃圾分选工艺。<br>
（1）、由于使用介质，垃圾的分选更容易，使投资减少。<br>
（2）、使用本工艺，垃圾分选的处理量增大。<br>
（3）、减少污染。<br>
（4）、分选更彻底，更干净。有机与无机基本分开，其它工艺很难实现。<br>
2、利用生物介质，极大地发挥了生物工程的优势。<br>
（1）、改变过去城市垃圾无害化处理中，自然接种，无序发酵的办法，采用优势菌种接种，有控制地使发酵过程按计划进行。缩短处理周期，增加设备使用率。<br>
（2）、垃圾的无害化自始至终。<br>
（3）、解决了渗滤液的难题。<br>
（4）、生产更加安全，无污染。<br>
（5）、生物过滤物，可回收利用。<br>
综上所述，从技术层面考虑，本工艺在目前国际上处于领先地位。<br>
（二）、引进技术的先进性<br>
酵素菌技术引进于日本磐亚株式会社，是日本岛本家族三带人，历经五十余年的实践，研究成果代表着目前世界先进水平。<br>
它的先进在于：酵素菌是一种能够产生多种催化分解酶的有益微生物群体，具有很强的好气性发酵分解能力，它既能分解垃圾中的有机物，也能部分分解垃圾中的无机物。制成的产品施用于土壤，继续发挥作用。使垃圾中的物质实现无机质的有机化——即生物合成，有机质的无机化——即生物分解，以达到我们处理垃圾的目的。<br>
（三）、技术的成熟性<br>
生物液体介质处理工艺，是我公司科研技术人员，经多年生产实践，总结研制的专利技术。<br>
我公司1997年引进酵素菌技术后，经过俩年多研究开发，完善了酵素菌处理城市生活垃圾的工艺技术。从1999年起我们进入北京南宫堆肥厂中试，通过四年多的实验、示范、推广应用，工艺技术已趋成熟，产品市场推广取得可喜成果。<br>
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二、市场调查及需求预测<br>
（一）、城市生活垃圾处理的需求<br>
自20世纪80年代以来，我国的社会、经济和文化发生了深刻的变化。随着经济的发展，环境污染也越来越严重。而我国在城市生活垃圾治理与资源化方面的研究起步较晚，投入较少，尤其是我国人口众多产生的垃圾量大以及历史欠帐多等因素，遗留未做处理的垃圾粗略计算有3亿吨以上，而且城市垃圾仍以每年百分之十的速度增长。到目前为止我国三分之二的城市没有任何垃圾处理设备，全国二千多个县级以上城市，急待处理的垃圾每年均超过亿吨。<br>
随着人民生活水平的提高，国家及各级政府对环境保护更为重视，尤其是对生活垃圾处理问题，各级政府正千方百计予以安排。由此可见，垃圾处理产业市场空间巨大。<br>
（二）、垃圾处理过程中产品的市场预测<br>
生物液体介质处理法，处理城市生活垃圾与其它工艺相比其终端产品较多，主要产品有五大类八个品种。<br>
一是可回收再利用物：主要包括橡胶、塑料制品、玻璃、废纸等。除塑料经特殊处理后制成自用包装桶外，其它产品市场回收没有太大问题。<br>
二是有机物料，经加工后制成饲料和肥料。<br>
三是生产过程中添加的生物物料，经回收加工后制成化肥增效剂和液体肥料。<br>
四是砖石及粗砂，经破碎后可销售。<br>
五是渣土经分选部分做成改良剂，其余部分可用于造地。<br>
随着人类社会的发展，科学技术的进步，人们越来越认识到资源和环境的重要性，有机固体垃圾潜在的利用价值，也开始为人们所认识。<br>
随着对绿色食品生产的认识不断深入，人们逐渐认识到长期施用化肥和农药存在潜在的食品污染并进一步影响人们的身体健康。由于大量使用化肥造成土地板结、土地退化、甚至不能耕种，严重影响农业生产。<br>
城市生活垃圾生物液体介质处理法，所生产肥料，不但有机质含量高，还有生物肥料的特性，与其它产品相比，具有以下优势：<br>
（1）、改良土壤、培肥地力，增产增收。<br>
（2）、改善土壤微生物环境，提高作物品质。<br>
（3）、提高化肥效力，减少化肥用量。<br>
（4）、增强作物的抗逆性和对不良环境的适应能力。<br>
由于它具备有机生物肥料所有的优点，因此，市场潜力非常巨大。<br>
生物液体介质处理工艺，是我公司科研技术人员，经多年生产实践，总结研制的专利技术。<br>
我公司1997年引进酵素菌技术后，经过俩年多研究开发，完善了酵素菌处理城市生活垃圾的工艺技术。从1999年起我们进入北京南宫堆肥厂中试，通过四年多的实验、示范、推广应用，工艺技术已趋成熟，产品市场推广取得可喜成果。<br>
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四、项目实施方案<br>
（一）、项目规模和产品方案<br>
本项目的可行性研究是以３０－５０万人口的中等城市为基准，包括外来及流动人口。按每人每年平均产生城市生活垃圾４５０公斤计算，加上积存、节假日及其他不确定因素，本项目规模确定为日处理城市生活垃圾６００吨，年度处理城市生活垃圾１８万吨。<br>
参照城市生活垃圾的构成：有机物１７－３０％，平均按２０％计算，无机物６０－８０％，按平均７５％计算（其中砖石２０％、粗砂２０％、其它３５％），废品回收垃圾３－８％，按５％计算。以此为根据本项目产品方案确定为：年产生物有机肥１万吨，化肥增效剂２万吨，粗饲料１千吨，废品回收垃圾９千吨，砖石子１万吨，粗砂２万吨，土壤生物改良剂３万吨，液体肥３千吨。其它副产品可直接造地。<br>
（二）、生产工艺流程<br>
详见工艺流程图<br>
（三）、工艺技术及设备<br>
本项目采用先进的生物液体介质处理工艺，是我公司自主开发研制专利技术。它采用好气性发酵工艺，生物液体介质采用国外引进的酵素菌人工接种。所有生活垃圾预处理后，经特制的生物液体介质筛分机进行筛选，筛选出低于介质密度的物料如废纸、塑料、木料经人工分选后待处理；筛选出与介质密度相近的物料如布条、瓜皮、部分食物残渣等，经人工分选后待处理；筛选出高于介质密度粒度大于２０毫米的物料进入碎石机；筛选出高于介质密度粒度大于３毫米的物料进入粗砂粉碎机；其它小于３毫米物料随液体介质进入沉降池，经生物过滤器后，循环使用。<br>
主要设备选型详见设备明细表。<br>
（四）、产品主要原材料<br>
１、 主要原料<br>
废品回收垃圾 ９千吨<br>
有机垃圾 １０千吨<br>
食物垃圾 １千吨<br>
有机浓缩液 ３千吨<br>
生物过滤物 ２０千吨 <br>
复混垃圾 ３０千吨<br>
砖石垃圾 １０千吨<br>
粗砂垃圾 ２０千吨<br>
酵素菌 ２１吨<br>
其它配料 ２千吨 <br>
２、 辅助材料<br>
煤 １０００吨<br>
水 ９０００吨<br>
电 ２００万度<br>
３、 人工及福利<br>
１５０人<br>
４、 包装材料<br>
１０公斤桶 ３万个<br>
４０公斤袋 ７５万个 <br>
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五、公用工程<br>
场区占地最低30亩，约2万平方米，场地平坦，水、电、路通，无其它特殊建筑物，近邻填埋场地。<br>
总建筑面积：8000平米<br>
其中：车间2400平米<br>
棚5000平米<br>
办公室600平米<br>
场内绿化6000平米<br>
另外，本项目公用工程不包括征地、三通一平及围墙建筑。<br>
六、环境保护及劳动安全<br>
本项目采用好气性发酵工艺无甲烷气体排放，无不安全因素。熟化期间所产生废气经过滤后排放，循环用水无排放，经无害化处理后的渣土可直接填埋也可用于造地。<br>
七、生产定员及人员培训<br>
本项目人员150人。<br>
其中：生产人员118人<br>
技术及管理人员32人<br>
主要生产技术人员经特别培训技术合格后上岗。<br>
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八、投资估算及资金筹措<br>
（一）、由于项目的特殊性征地费用、三通一平费用不计算在本估算之内。<br>
（二）、本项目总投资2412万元人民币<br>
其中：流动资金300万，前期费用100万<br>
设备投资1249万，设备安装187万<br>
建设投资576万<br>
1、 建设投资：576万<br>
总面积11500平米<br>
其中：生产车间2400平米每米造价1000元，投资240万。<br>
棚式车间3000平米每米造价600元，投资180万。<br>
绿化面积3000平米造价20元，投资6万。<br>
办公室面积600平米造价1000元，投资60万。<br>
棚式库房2000平米造价格300元，投资60万。<br>
辅助用房500平米造600元，投资30万。<br>
2、 设备及安装投资额1436万<br>
3、 其它投资400万。<br>
（三）、资金筹措<br>
项目总投资2412万，企业自筹1412万，融资或贷款1000万。<br>
九、经济效益分析<br>
（一）、生产成本估算<br>
1、原材料费<br>
本项目主要原材料为城市生活垃圾。由于产品不同，个别品种需要少量辅助材料，有些品种需要包装，详见估算表。<br>
原材料费用总计1505万：其中原菌700万，辅助材料700万，包装105万，垃圾未计算。<br>
2、燃料动力费<br>
本项目燃料主要为煤，部分可用废品垃圾，生产动力主要用电。全年用水8000吨，电200万度，煤2000吨。费用总计178万，按全年产量计算，吨耗费平均9．86元。<br>
3、 工资及福利<br>
本项目定员150人，全年工资及福利131．62万，每吨平均7．31元。<br>
4、 制造费用<br>
经计算本项目折旧费平均为6．36元，其它费用80万，平均吨耗4．44元，制造费用为每吨10．8元。<br>
（二）、销售费用<br>
全年销售费用总计为594万，每吨平均33元。<br>
（三）、管理费用<br>
主要包括前期费用100万，管理费用100万，利息支出200万，其它50万，全年450万。平均每吨25元。<br>
（四）、销售收入估算<br>
全年销售收入总计5720万元。（详见收入表）<br>
（五）、税金<br>
按国家规定本项目属于免税企业。<br>
（六）、项目利润测算<br>
1、销售利润<br>
销售利润＝销售收入—销售费用<br>
＝5720—2363．185<br>
＝3356．815<br>
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销售利润<br>
销售利润率＝————————×100％<br>
销售收入<br>
3356．815<br>
＝————————×100％<br>
5720<br>
＝58．7％<br>
销售利润<br>
4、 销售成本利润率＝————————×100％ <br>
总成本 <br>
3356．815 <br>
<br>
＝————————×100％<br>
2363．185<br>
＝142％<br>
（七）、贷款偿还能力测算<br>
建设周期贷款1000万元，利息以复利计算，偿还主要来源于销售利润及政府补贴，如果按每吨垃圾政府补贴费60元计算，项目建成后仅补贴费全年总计为1080万元，足以偿还贷款。<br>
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十、财务效益分析<br>
销售收入<br>
投资利润率＝————————×100％<br>
项目总投资<br>
5720<br>
＝————————×100％<br>
2412<br>
＝237％<br>
投资回收期：经计算投资回收期为1．69年。<br>
十一、结论<br>
本项目利用垃圾作为资源，采用生物液体介质处理工艺，符合国家可持续发展政策，社会效益显著。且原料丰富价廉，技术先进，市场广阔，经济效益明显，本项目切实可行。<br>
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