導讀：在可持續(xu)發展目(mu)標下(xia)，污水(shui)處(chu)理(li)(li)廠(chang)不僅(jin)要有效(xiao)去除(chu)污染物，還要綜(zong)合(he)考慮節能(neng)減排、減少二次(ci)污染等多(duo)項任務。面向此需求(qiu)，基于數據包絡分析法(fa)建(jian)立了(le)污水(shui)處(chu)理(li)(li)廠(chang)綜(zong)合(he)效(xiao)能(neng)評估方法(fa)。在此基礎上(shang)，對(dui)(dui)我國2019年4733座城鎮(zhen)污水(shui)處(chu)理(li)(li)廠(chang)的(de)(de)綜(zong)合(he)效(xiao)能(neng)進行了(le)量化(hua)，識別了(le)影(ying)響(xiang)綜(zong)合(he)效(xiao)能(neng)的(de)(de)因素，并對(dui)(dui)我國污水(shui)處(chu)理(li)(li)廠(chang)綜(zong)合(he)效(xiao)能(neng)的(de)(de)提升(sheng)(sheng)提出了(le)分類(lei)指導(dao)意見。不僅(jin)能(neng)夠(gou)為單個污水(shui)處(chu)理(li)(li)廠(chang)的(de)(de)綜(zong)合(he)效(xiao)能(neng)提升(sheng)(sheng)提供路徑指導(dao)，也能(neng)夠(gou)為我國污水(shui)處(chu)理(li)(li)行業的(de)(de)績效(xiao)監管提供方法(fa)支撐。

隨著近十(shi)余年(nian)(nian)的高速(su)建(jian)設(she)，中國(guo)(guo)的城鎮(zhen)(zhen)污(wu)(wu)水處理廠(chang)已經從2007年(nian)(nian)的1 205座增(zeng)長到2019年(nian)(nian)的5462座，增(zeng)長了354%。在“量(liang)”提(ti)升的同時，污(wu)(wu)水處理廠(chang)的“質”開始受到關注。對(dui)污(wu)(wu)水處理廠(chang)進行效能(neng)(neng)評估能(neng)(neng)夠(gou)促進其效能(neng)(neng)的提(ti)升。中國(guo)(guo)住(zhu)房和城鄉建(jian)設(she)部在2014年(nian)(nian)12月發布了《城鎮(zhen)(zhen)污(wu)(wu)水處理廠(chang)運營質量(liang)評價標準》，美國(guo)(guo)和歐盟也分別提(ti)出ENERGY STAR和ENERWATER對(dui)污(wu)(wu)水處理廠(chang)的能(neng)(neng)耗(hao)效能(neng)(neng)進行評價。

污(wu)水(shui)處(chu)理(li)廠(chang)在去除污(wu)染物的(de)(de)(de)同時(shi)，也會產生(sheng)溫室氣體(ti)、污(wu)泥等非(fei)期(qi)(qi)望產出(chu)(chu)。隨著(zhu)(zhu)人們(men)對可持續發展目(mu)(mu)標(biao)(biao)的(de)(de)(de)關注，大部分研究(jiu)者在經濟效(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)能(neng)(neng)和能(neng)(neng)耗效(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)能(neng)(neng)基礎上提出(chu)(chu)了生(sheng)態效(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)能(neng)(neng)（eco-efficiency）的(de)(de)(de)概念(nian)。G-MEZ等指(zhi)出(chu)(chu)，污(wu)水(shui)處(chu)理(li)廠(chang)的(de)(de)(de)生(sheng)態效(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)能(neng)(neng)有3個主要目(mu)(mu)標(biao)(biao)：①增加服務或者產品(pin)的(de)(de)(de)價(jia)值；②優(you)化資源的(de)(de)(de)使用；③減(jian)少環境影響。隨著(zhu)(zhu)生(sheng)態效(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)能(neng)(neng)概念(nian)的(de)(de)(de)提出(chu)(chu)，污(wu)水(shui)處(chu)理(li)廠(chang)效(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)能(neng)(neng)評估的(de)(de)(de)方(fang)法(fa)也有了相應的(de)(de)(de)發展。目(mu)(mu)前(qian)(qian)，污(wu)水(shui)處(chu)理(li)廠(chang)效(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)能(neng)(neng)評估的(de)(de)(de)方(fang)法(fa)有三(san)(san)大類。第(di)(di)一類是指(zhi)標(biao)(biao)法(fa)，包括賦權均(jun)值法(fa)、層次分析法(fa)、優(you)劣解距(ju)離法(fa)、全生(sheng)命周(zhou)期(qi)(qi)法(fa)等；第(di)(di)二類是參數法(fa)，包括隨機前(qian)(qian)沿面法(fa)、最(zui)小(xiao)二乘法(fa)等；第(di)(di)三(san)(san)類是非(fei)參數法(fa)，主要包括數據包絡分析法(fa)（Data Envelopment Analysis，DEA）。

在(zai)(zai)眾多效能(neng)(neng)評估(gu)方法(fa)(fa)中，DEA方法(fa)(fa)在(zai)(zai)近些年應(ying)用(yong)(yong)地比較廣(guang)泛(fan)。與全生命周(zhou)期法(fa)(fa)相(xiang)比，該方法(fa)(fa)的復雜(za)度低，能(neng)(neng)夠對(dui)大量(liang)樣本同時(shi)進(jin)行評估(gu)，便于應(ying)用(yong)(yong)于實際管理(li)中。與隨機前沿面(mian)法(fa)(fa)相(xiang)比，該方法(fa)(fa)不需要定義(yi)最佳前沿面(mian)的函數形(xing)式，在(zai)(zai)目前對(dui)于污水處理(li)廠(chang)生產函數認(ren)知十分欠缺的情況下，可以相(xiang)對(dui)有效客觀(guan)地開(kai)展效能(neng)(neng)評估(gu)。

1 數據與方法

1.1 污水處(chu)理廠(chang)綜合效(xiao)能評估指標體(ti)系建立

根據DEA方(fang)法(fa)的(de)原理，本研究建立(li)的(de)污水處理廠綜合效能(neng)評估指(zhi)標(biao)體(ti)系包括(kuo)投入類(lei)指(zhi)標(biao)、期望(wang)產出(chu)類(lei)指(zhi)標(biao)及(ji)非期望(wang)產出(chu)類(lei)指(zhi)標(biao)。具體(ti)各項指(zhi)標(biao)及(ji)計算方(fang)法(fa)如圖(tu)1所示。

圖(tu)1 污水處理廠綜合效能(neng)評價指標(biao)及計算方法(fa)

1.2 污水處理廠綜(zong)合效(xiao)能計(ji)算方法

式（1）給出(chu)了污(wu)水(shui)處理(li)廠綜合效(xiao)能(neng)θ(WWTP0)的(de)計算方(fang)法(fa)，其(qi)(qi)等于1減去污(wu)水(shui)處理(li)廠的(de)最大(da)綜合效(xiao)能(neng)改進(jin)潛(qian)(qian)力D(WWTP0)。污(wu)水(shui)處理(li)廠的(de)綜合改進(jin)潛(qian)(qian)力越小，表(biao)明(ming)其(qi)(qi)綜合效(xiao)能(neng)越高。針對污(wu)水(shui)處理(li)廠多投入多產出(chu)以及存(cun)在非期望環境影響類產出(chu)的(de)特(te)征，本研(yan)究利用DEA中的(de)加權Russell方(fang)向距離(li)函數模型對其(qi)(qi)最大(da)化綜合效(xiao)能(neng)改進(jin)潛(qian)(qian)力進(jin)行量化。

其中θ(WWTP0)為(wei)(wei)待(dai)(dai)評(ping)(ping)價(jia)污(wu)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)處理(li)(li)(li)廠(chang)(chang)WWTP0的(de)(de)綜合效能(neng)。D(WWTP0)為(wei)(wei)待(dai)(dai)評(ping)(ping)價(jia)污(wu)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)處理(li)(li)(li)廠(chang)(chang)WWTP0的(de)(de)最大化(hua)(hua)的(de)(de)綜合改(gai)(gai)(gai)進(jin)(jin)(jin)潛(qian)(qian)力(li)(li)。ωenergy、ωCOD、ωTN、ωTP、ωsludge、ωEutro、ωGHG、ωWF 為(wei)(wei)能(neng)耗(hao)權(quan)(quan)重(zhong)(zhong)(zhong)、COD去(qu)(qu)除(chu)(chu)(chu)(chu)量(liang)(liang)(liang)(liang)權(quan)(quan)重(zhong)(zhong)(zhong)、TN去(qu)(qu)除(chu)(chu)(chu)(chu)量(liang)(liang)(liang)(liang)權(quan)(quan)重(zhong)(zhong)(zhong)、TP去(qu)(qu)除(chu)(chu)(chu)(chu)量(liang)(liang)(liang)(liang)權(quan)(quan)重(zhong)(zhong)(zhong)、污(wu)泥(ni)權(quan)(quan)重(zhong)(zhong)(zhong)、富(fu)營(ying)(ying)養(yang)化(hua)(hua)潛(qian)(qian)力(li)(li)權(quan)(quan)重(zhong)(zhong)(zhong)、溫(wen)室(shi)(shi)氣體(ti)權(quan)(quan)重(zhong)(zhong)(zhong)、灰(hui)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)足(zu)跡(ji)(ji)權(quan)(quan)重(zhong)(zhong)(zhong)，本研究分別取(qu)1/3, 1/9, 1/9, 1/9, 1/12, 1/12, 1/12, 1/12。β0-energy、β0-COD、β0-TN、β0-TP、β0-sludge、β0-Eutro、β0-GHG、β0-WF 為(wei)(wei)待(dai)(dai)評(ping)(ping)價(jia)污(wu)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)處理(li)(li)(li)廠(chang)(chang)WWTP0的(de)(de)能(neng)耗(hao)改(gai)(gai)(gai)進(jin)(jin)(jin)潛(qian)(qian)力(li)(li)、COD去(qu)(qu)除(chu)(chu)(chu)(chu)量(liang)(liang)(liang)(liang)改(gai)(gai)(gai)進(jin)(jin)(jin)潛(qian)(qian)力(li)(li)、TN去(qu)(qu)除(chu)(chu)(chu)(chu)量(liang)(liang)(liang)(liang)改(gai)(gai)(gai)進(jin)(jin)(jin)潛(qian)(qian)力(li)(li)、TP去(qu)(qu)除(chu)(chu)(chu)(chu)量(liang)(liang)(liang)(liang)改(gai)(gai)(gai)進(jin)(jin)(jin)潛(qian)(qian)力(li)(li)、污(wu)泥(ni)改(gai)(gai)(gai)進(jin)(jin)(jin)潛(qian)(qian)力(li)(li)、富(fu)營(ying)(ying)養(yang)化(hua)(hua)潛(qian)(qian)力(li)(li)改(gai)(gai)(gai)進(jin)(jin)(jin)潛(qian)(qian)力(li)(li)、溫(wen)室(shi)(shi)氣體(ti)改(gai)(gai)(gai)進(jin)(jin)(jin)潛(qian)(qian)力(li)(li)、灰(hui)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)足(zu)跡(ji)(ji)改(gai)(gai)(gai)進(jin)(jin)(jin)潛(qian)(qian)力(li)(li)；其中β0-energy、β0-sludge、β0-Eutro、β0-GHG、β0-WF取(qu)值(zhi)范(fan)圍［0,1)，β0-COD，β0-TN，β0-TP取(qu)值(zhi)范(fan)圍［0,+∞)。K為(wei)(wei)待(dai)(dai)評(ping)(ping)估污(wu)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)處理(li)(li)(li)廠(chang)(chang)總(zong)數。λk為(wei)(wei)使得(de)綜合改(gai)(gai)(gai)進(jin)(jin)(jin)潛(qian)(qian)力(li)(li)最大化(hua)(hua)的(de)(de)污(wu)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)處理(li)(li)(li)廠(chang)(chang)線(xian)性組合最優解中，第k個(ge)污(wu)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)處理(li)(li)(li)廠(chang)(chang)WWTPk的(de)(de)系數，k=1,2,3,……,K。Energyk、CODk、TNk、TPk、Sludgek、Eutrok、GHGk、WFk為(wei)(wei)污(wu)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)處理(li)(li)(li)廠(chang)(chang)WWTPk的(de)(de)能(neng)耗(hao)、COD去(qu)(qu)除(chu)(chu)(chu)(chu)量(liang)(liang)(liang)(liang)、TN去(qu)(qu)除(chu)(chu)(chu)(chu)量(liang)(liang)(liang)(liang)、TP去(qu)(qu)除(chu)(chu)(chu)(chu)量(liang)(liang)(liang)(liang)、污(wu)泥(ni)、富(fu)營(ying)(ying)養(yang)化(hua)(hua)潛(qian)(qian)力(li)(li)、溫(wen)室(shi)(shi)氣體(ti)、灰(hui)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)足(zu)跡(ji)(ji)，k=1,2,3,……,K。Energy0、COD0、TN0、TP0、Sludge0、Eutro0、GHG0、WF0為(wei)(wei)待(dai)(dai)評(ping)(ping)價(jia)污(wu)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)處理(li)(li)(li)廠(chang)(chang)WWTP0的(de)(de)能(neng)耗(hao)、COD去(qu)(qu)除(chu)(chu)(chu)(chu)量(liang)(liang)(liang)(liang)、TN去(qu)(qu)除(chu)(chu)(chu)(chu)量(liang)(liang)(liang)(liang)、TP去(qu)(qu)除(chu)(chu)(chu)(chu)量(liang)(liang)(liang)(liang)、污(wu)泥(ni)、富(fu)營(ying)(ying)養(yang)化(hua)(hua)潛(qian)(qian)力(li)(li)、溫(wen)室(shi)(shi)氣體(ti)、灰(hui)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)足(zu)跡(ji)(ji)。COD0-effluent、TN0-effluent、TP0-effluent為(wei)(wei)待(dai)(dai)評(ping)(ping)價(jia)污(wu)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)處理(li)(li)(li)廠(chang)(chang)WWTP0出水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)中COD總(zong)量(liang)(liang)(liang)(liang)、TN總(zong)量(liang)(liang)(liang)(liang)、TP總(zong)量(liang)(liang)(liang)(liang)。

2 2019年我國城(cheng)鎮污水(shui)處理廠綜合效能評估

2.1 評(ping)估樣本(ben)基本(ben)情況(kuang)

在進行(xing)(xing)數據清洗后，本研究最終對我(wo)國2019年4 733座城鎮污水處理廠的綜合效(xiao)能進行(xing)(xing)了評估。

圖2 評估樣(yang)本的空間分布(bu)及(ji)建設時間

圖(tu)(tu)3從(cong)評估指標體系的角度總結(jie)了本次評估樣本的基(ji)本特征。從(cong)圖(tu)(tu)3中可以看(kan)出(chu)，2019年我(wo)國有50%的城(cheng)鎮(zhen)污(wu)水(shui)(shui)處理廠(chang)噸(dun)(dun)水(shui)(shui)能耗為(wei)(wei)(wei)0.25~0.49 kW·h/m3，噸(dun)(dun)水(shui)(shui)COD去除(chu)量(liang)為(wei)(wei)(wei)120~250 mg/L，噸(dun)(dun)水(shui)(shui)TN去除(chu)量(liang)為(wei)(wei)(wei)14~30 mg/L，噸(dun)(dun)水(shui)(shui)TP去除(chu)量(liang)為(wei)(wei)(wei)1.7~3.9 mg/L，噸(dun)(dun)水(shui)(shui)污(wu)泥產量(liang)為(wei)(wei)(wei)2.3~7.0 t/萬(wan)m3，噸(dun)(dun)出(chu)水(shui)(shui)富(fu)營養化潛力為(wei)(wei)(wei)4.1~6.0 mg PO43--eq/L ，噸(dun)(dun)水(shui)(shui)溫室氣體排放量(liang)為(wei)(wei)(wei)4.3~8.3 t CO2-eq/萬(wan)m3，噸(dun)(dun)出(chu)水(shui)(shui)灰(hui)水(shui)(shui)足跡（不含調正值）為(wei)(wei)(wei)-0.17~0.57。從(cong)數據分(fen)布來看(kan)，灰(hui)水(shui)(shui)足跡的廠(chang)間差距較小(xiao)，變異系數僅(jin)為(wei)(wei)(wei)0.15，其余變量(liang)的變異系數均介于(yu)1.1至1.9。

圖3 基(ji)(ji)于(yu)評價指標的(de)評估樣本基(ji)(ji)本特(te)征

2.2 綜合效能評估結果及其(qi)特征分析(xi)

圖4展示了(le)2019年我(wo)國4733座(zuo)城(cheng)鎮污(wu)水(shui)處理廠(chang)綜(zong)合效(xiao)能的計算結(jie)果。全國城(cheng)鎮污(wu)水(shui)處理廠(chang)的綜(zong)合效(xiao)能均(jun)值為(wei)0.60，其(qi)意味著(zhu)，平(ping)均(jun)而言我(wo)國城(cheng)鎮污(wu)水(shui)處理廠(chang)的綜(zong)合效(xiao)能有40%的提升空間。評估樣本中綜(zong)合效(xiao)能為(wei)1的標桿廠(chang)有179座(zuo)，占比3.8%。50%的廠(chang)綜(zong)合效(xiao)能介于0.53至0.67之間。

圖4 城鎮污(wu)水處理廠綜(zong)合效能(neng)的計算(suan)結果(guo)

從空間分布來(lai)看(kan)綜合效(xiao)能較低的(de)污水(shui)處(chu)理廠主要位于南方和(he)西部經濟及污水(shui)處(chu)理設施建(jian)設后發省份。西藏、海南、江西的(de)綜合效(xiao)能最(zui)低，相(xiang)比全(quan)國平均(jun)(jun)值低了60%、20%和(he)17%。天津(jin)、山(shan)東、北京的(de)綜合效(xiao)能最(zui)高，相(xiang)比全(quan)國平均(jun)(jun)值高了20%、9%和(he)8%。

圖5 綜合(he)效能(neng)空間分布地圖

圖6給出了179座(zuo)標(biao)桿(gan)(gan)廠基(ji)于評估指體系的(de)基(ji)本特征。可以看(kan)出，標(biao)桿(gan)(gan)廠具有低噸(dun)(dun)(dun)水(shui)電(dian)耗、低污泥(ni)強(qiang)度、低富營養化潛力的(de)特征。統計(ji)上，50%的(de)標(biao)桿(gan)(gan)廠噸(dun)(dun)(dun)水(shui)電(dian)耗為0.18~0.40 kW·h/m3，中位數(shu)(shu)比(bi)全國平均(jun)(jun)水(shui)平低22%；噸(dun)(dun)(dun)水(shui)污泥(ni)排放(fang)量為0.3~6.4 t/萬m3，中位數(shu)(shu)比(bi)全國平均(jun)(jun)水(shui)平低36%；噸(dun)(dun)(dun)出水(shui)富營養化潛力為2.8~5.6 mg PO43-.eq/L ，中位數(shu)(shu)比(bi)全國平均(jun)(jun)水(shui)平低19%。

圖(tu)6 179座標桿廠(chang)基于(yu)評價指標的評估樣本基本特征

從污水(shui)處理廠(chang)自(zi)身屬性來看，通過計算(suan)不(bu)同組別標(biao)桿廠(chang)占該組所有(you)污水(shui)處理廠(chang)數目的(de)比例，發(fa)現(xian)大規(gui)模（>20萬m3/d）、高入(ru)水(shui)COD濃度（>400 mg/L）、高入(ru)水(shui)C/N（>15）、高出(chu)水(shui)水(shui)質標(biao)準（地(di)表Ⅳ）的(de)廠(chang)更容(rong)易(yi)成為(wei)標(biao)桿廠(chang)，如(ru)圖7所示。

圖7 不同類型污(wu)水處理廠(chang)中(zhong)標桿廠(chang)的比例(li)

2.3 綜(zong)合效能(neng)影響(xiang)因素分(fen)析(xi)

對于污水(shui)(shui)處(chu)理(li)(li)廠而言，綜(zong)合效能(neng)(neng)(neng)的(de)差異(yi)既可能(neng)(neng)(neng)與其(qi)自身特征相關，如地域(yu)、規模(mo)、技術、入(ru)水(shui)(shui)水(shui)(shui)質，也可能(neng)(neng)(neng)與人(ren)為(wei)管理(li)(li)相關，如運行負荷等相關。因此，本研究(jiu)按(an)照規模(mo)、技術、入(ru)水(shui)(shui)COD濃度、入(ru)水(shui)(shui)C/N、地域(yu)以及負荷率(lv)，對4 733座(zuo)污水(shui)(shui)處(chu)理(li)(li)廠的(de)綜(zong)合效能(neng)(neng)(neng)進行了分組描述統(tong)計(ji)，結果如圖(tu)8所示。

圖8 不同特征污水處理廠的(de)綜合效能計算(suan)結果(guo)

通過(guo)非參數檢(jian)驗(yan)發(fa)現，規模(mo)、技(ji)(ji)術(shu)、入水COD濃(nong)度、入水C/N、地域以及負荷率都是影(ying)響綜(zong)合(he)(he)(he)(he)(he)效(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)能的(de)(de)重要因素。規模(mo)越大，綜(zong)合(he)(he)(he)(he)(he)效(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)能越高(gao)(gao)，其(qi)中規模(mo)大于(yu)(yu)(yu)40萬m3/d的(de)(de)廠相比(bi)小于(yu)(yu)(yu)1萬m3/d的(de)(de)廠綜(zong)合(he)(he)(he)(he)(he)效(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)能平(ping)均(jun)提(ti)高(gao)(gao)48%。氧化溝以及曝氣生物濾池的(de)(de)綜(zong)合(he)(he)(he)(he)(he)效(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)能相對較低，采用(yong)這兩種技(ji)(ji)術(shu)的(de)(de)污水處(chu)理廠綜(zong)合(he)(he)(he)(he)(he)效(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)能分別(bie)比(bi)全國(guo)平(ping)均(jun)水平(ping)低了5%和(he)14%。入水COD濃(nong)度越高(gao)(gao)，污水處(chu)理廠綜(zong)合(he)(he)(he)(he)(he)效(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)能越高(gao)(gao)，其(qi)中入水COD濃(nong)度高(gao)(gao)于(yu)(yu)(yu)400 mg/L的(de)(de)廠相比(bi)濃(nong)度小于(yu)(yu)(yu)150 mg/L的(de)(de)廠綜(zong)合(he)(he)(he)(he)(he)效(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)能平(ping)均(jun)提(ti)高(gao)(gao)34%。入水C/N越高(gao)(gao)，綜(zong)合(he)(he)(he)(he)(he)效(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)能越高(gao)(gao)，其(qi)中入水C/N>15的(de)(de)廠相比(bi)<5的(de)(de)廠綜(zong)合(he)(he)(he)(he)(he)效(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)能平(ping)均(jun)提(ti)高(gao)(gao)10%。東部一線(xian)城市的(de)(de)污水處(chu)理廠綜(zong)合(he)(he)(he)(he)(he)效(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)能最高(gao)(gao)，相比(bi)全國(guo)平(ping)均(jun)高(gao)(gao)14%。負荷率100%~120%的(de)(de)廠綜(zong)合(he)(he)(he)(he)(he)效(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)能最高(gao)(gao)，相比(bi)全國(guo)平(ping)均(jun)水平(ping)高(gao)(gao)8%。

2.4 綜合效能提升建議

如(ru)式（1）所示，在計(ji)算各污(wu)水處(chu)(chu)理廠(chang)綜合效能(neng)的(de)同時，還(huan)可以(yi)量化該污(wu)水處(chu)(chu)理廠(chang)在8項評估指(zhi)標(biao)方面的(de)改進潛(qian)(qian)力。通過對(dui)8項指(zhi)標(biao)的(de)改進潛(qian)(qian)力進行(xing)聚類，并(bing)對(dui)各個類別的(de)污(wu)水處(chu)(chu)理廠(chang)進行(xing)特征歸納后，本(ben)研究針對(dui)我(wo)國2019年的(de)污(wu)水處(chu)(chu)理廠(chang)運行(xing)提出了4條綜合效能(neng)提升建議(yi)：

對(dui)于低入水C/N、高(gao)負(fu)荷率、東部的污水處理廠，可通過污泥減量進一(yi)步(bu)提升(sheng)綜合(he)效能；

對于高入水COD濃度、高出(chu)水標(biao)準(zhun)的(de)污(wu)水處理(li)廠，可通過(guo)溫室氣體減排進一步提升綜(zong)合效能；

對于大規模(mo)、高(gao)入水(shui)C/N的廠(chang)，可通過節(jie)能(neng)(neng)降耗和污泥(ni)減量進一步(bu)提升綜(zong)合效(xiao)能(neng)(neng)；

對低出水標準(zhun)的污(wu)水處(chu)理廠(chang)，可通過污(wu)染(ran)物去除率提(ti)升、節能降(jiang)耗以及污(wu)泥減量等進一步(bu)提(ti)升綜(zong)合效(xiao)能。

圖9 8項指標(biao)的改進潛力聚類結果(guo)

3 結論(lun)與建議(yi)

本(ben)研究(jiu)基(ji)于(yu)(yu)(yu)數據包(bao)絡(luo)分析方(fang)法，建立了涵蓋生產投入、污(wu)(wu)染削(xue)減、生態環境(jing)影響等(deng)3類8項指標的(de)(de)(de)污(wu)(wu)水(shui)處(chu)(chu)理廠綜(zong)(zong)合(he)效(xiao)(xiao)能(neng)(neng)評(ping)估模(mo)(mo)型。針對污(wu)(wu)水(shui)處(chu)(chu)理廠的(de)(de)(de)生產特點，本(ben)研究(jiu)選取DEA中的(de)(de)(de)方(fang)向(xiang)距離函數模(mo)(mo)型對綜(zong)(zong)合(he)效(xiao)(xiao)能(neng)(neng)進行量(liang)化。從綜(zong)(zong)合(he)效(xiao)(xiao)能(neng)(neng)評(ping)估結(jie)果來(lai)看，2019年全國平(ping)均綜(zong)(zong)合(he)效(xiao)(xiao)能(neng)(neng)為0.60，50%的(de)(de)(de)廠綜(zong)(zong)合(he)效(xiao)(xiao)能(neng)(neng)介于(yu)(yu)(yu)0.53至0.67。空(kong)間(jian)上，經濟發達地(di)區的(de)(de)(de)綜(zong)(zong)合(he)效(xiao)(xiao)能(neng)(neng)水(shui)平(ping)相(xiang)(xiang)對更(geng)高。從影響因素(su)來(lai)看，規(gui)(gui)模(mo)(mo)、入水(shui)COD濃度(du)以(yi)及入水(shui)C/N具有規(gui)(gui)模(mo)(mo)效(xiao)(xiao)益，即該值(zhi)越(yue)大，污(wu)(wu)水(shui)處(chu)(chu)理廠的(de)(de)(de)綜(zong)(zong)合(he)效(xiao)(xiao)能(neng)(neng)越(yue)高；SBR及AAO、東部一(yi)線、負荷(he)率100%~120%的(de)(de)(de)廠綜(zong)(zong)合(he)效(xiao)(xiao)能(neng)(neng)也(ye)相(xiang)(xiang)對更(geng)高。基(ji)于(yu)(yu)(yu)聚類，本(ben)研究(jiu)提煉出4條綜(zong)(zong)合(he)效(xiao)(xiao)能(neng)(neng)提升(sheng)路徑，適(shi)用于(yu)(yu)(yu)不同地(di)域、規(gui)(gui)模(mo)(mo)、入水(shui)水(shui)質、負荷(he)率以(yi)及出水(shui)水(shui)質的(de)(de)(de)污(wu)(wu)水(shui)處(chu)(chu)理廠。這些路徑在(zai)污(wu)(wu)泥(ni)減量(liang)、溫室氣體減排、節能(neng)(neng)以(yi)及污(wu)(wu)染物(wu)去除(chu)率提升(sheng)上有不同側重(zhong)。

本研究(jiu)有兩(liang)個(ge)層面的(de)意義。對(dui)于單個(ge)污水(shui)處(chu)理(li)(li)廠，本研究(jiu)的(de)評估結果能(neng)(neng)夠為其提出綜合(he)效(xiao)能(neng)(neng)改進的(de)具體路(lu)徑與(yu)目標，為其進一步開展優化運行、技術改造、標準(zhun)提升等(deng)提供數據及理(li)(li)論支(zhi)持。對(dui)于管(guan)(guan)理(li)(li)部門，本研究(jiu)能(neng)(neng)夠支(zhi)撐城鎮污水(shui)處(chu)理(li)(li)廠綜合(he)效(xiao)能(neng)(neng)提升的(de)相關政策(ce)制定，同時也(ye)能(neng)(neng)夠為管(guan)(guan)理(li)(li)者提供新(xin)的(de)管(guan)(guan)理(li)(li)視角、方(fang)法與(yu)技術手(shou)段。

未(wei)來(lai)的(de)研究可以進(jin)一步討(tao)論(lun)不(bu)確定(ding)(ding)(ding)性(xing)對于(yu)評(ping)估結果的(de)影響，包(bao)括模型結構，如權重和改進(jin)方向(xiang)設置的(de)不(bu)確定(ding)(ding)(ding)性(xing)、指標選取的(de)不(bu)確定(ding)(ding)(ding)性(xing)、數據(ju)輸入的(de)不(bu)確定(ding)(ding)(ding)性(xing)、樣本集構建的(de)不(bu)確定(ding)(ding)(ding)性(xing)等，從而提升評(ping)估的(de)穩健性(xing)。

聲明：本文(wen)轉自(zi)給水(shui)排(pai)水(shui)，作(zuo)者董欣等(deng)人。本文(wen)版權(quan)歸原(yuan)作(zuo)者所有(you)，不(bu)代表(biao)本網(wang)站觀點，僅供學(xue)習交(jiao)流(liu)之用(yong)，不(bu)做商(shang)業用(yong)途。如文(wen)中的內容(rong)、圖片、音頻、視頻等(deng)存在第三(san)方的在先知識(shi)產權(quan)，請(qing)及(ji)時聯系我(wo)們刪除。