污水处理厂减排效率的统计评价及影响因素分析

中国人口·资源与环境2019年第29卷第4期CItlNAPOPULATION。RESOURCESANDENVIRONMENTV01．29No．42019佟庆远，孙傅，董欣，等．污水处理厂减排效率的统计评价及影响因素分析[J]．中国人口·资源与环境，2019，29(4)：49—57．[TONGQinguan，SUNFu，DONGXin，etal．Statisticalassessmentanddeterminantanalysisofthepollutantremovalefficienciesofwastewatertreatmentplants[J]．Chinapopulation，resourcesandenvironment，2019，29(4)：49—57．]污水处理厂减排效率的统计评价及影响因素分析佟庆远1孙傅2董欣2高建1(1．清华大学经济管理学院，北京100084；2．清华大学环境学院，北京100084)摘要污染物减排和能源消耗成为衡量污水处理厂环境绩效的重要维度，提升污水处理厂的可持续性需要提高单位能耗的污染物减排效果，即污染物减排效率。采用数据包络分析方法。利用我国5157座污水处理厂2007冬至20t7年的长历时运行数据，以电耗作为投入，以化学需氧量(C01))、悬浮颗粒物{SS)、氨氮{NH、一N)和总磷㈠f))等污染物指标的去除率作为产出，分析我国污水处理厂污染物减排效率的动态变化特征及其影晌因素。结果表明，2007年至2017年我国污水处理厂的吨水处理电耗均值处于0。33kW·h和0．46kW·h之间，COD、SS、NH，～N和’rP的去除率持续上升。污水处理厂减排效率的均值在34．O％到40．()％之间，2007年至2013年减排效率呈现上升趋势，2013年至2017年商所下降。从处理规模看，污水处理厂的减搬效率总体上与处理规模呈正相关，2007年至2017年之间不同规模污水处理厂减排效率的差距在不断缩小；从处理工艺看，SBR及其改良工艺、氧化沟和A2／O工艺的减排效率相对较高，MBR工艺的减排效率相对较低；从经济地理区域看，珠三角、中部和西南区域污水处理厂的减撵效率相对较高，西北区域相对较低；从进水污染物浓度看，进水COD浓度与减排效率里倒u型曲线关系；从影晌因素的交互作用看，处理规模、处理工艺、经济地理区域、进水C01)浓度等4个因素之闻的交互作用对减排效率具有显著影响。可以通过提升污水处理厂运营管理水平、推动大型污水处理厂技术革新、新建污水处理厂的工艺选择综合考虑减翔}效率影响因素、加强{{}水管网系统的规划设计和运行维护等方法，提升我国整个污水处理行业的减排效率。关键词污水处理厂；减摊效率；电耗；数据包络分析中图分类号X32文献标识码A文章编号1002—2104(2019)04—0049—09DOI：10．12062／cpre．20181007伴随着快速的城镇化进程，我国城镇污水处理厂的数量和规模也在快速增长。“十五”至“十二五”期间，我国城市污水处理率从2000年的34．3％上升至2017年的93．O％，污水处理能力从日处理0．47亿t提升至1．6亿t。在这一快速发展时期，我国城镇污水处理设施建设也逐步从“规模增长”向“提质增效”转变。根据原国家环境保护总局2005年《关于严格执行(城镇污水处理厂污染物排放标准)的通知》及2006年修订的《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GBl8918--2002)要求，城镇污水处理厂出水排入国家和省确定的重点流域及湖泊、水库等封闭、半封闭水域时执行一级标准的A标准，拉开了我国城镇污水处理厂“提标改造”的序幕。污水处理是高能耗行业，在分解和转化污水中的污染物质、减少水污染物排放的同时，需要消耗大量的能源。据统计，瑞典的污水处理厂电耗占全社会电耗1％，德国的污水处理电耗占市政用电量的20％⋯。2017年我国污水处理厂电耗达到190亿kW·h，占全社会电耗的0．5％。随着我国温室气体排放控制的持续推进，污染物减排和能源消耗成为衡量污水处理厂环境绩效的两个重要维度，提升单位能耗的污染物减排效果即污染物减排效率必然成为污水处理“提质增效”的重要发展方向。因此，选用合理的方法和指标，科学评价污水处理厂的减排效率，是当前和今后一段时期该行业亟需关注和解决的重要问题之一。1问题的提出现有对污水处理厂效率的研究大多采用关键指标评价法、层次分析法和生命周期分析等方法旧‘51，但这些评价方法都需要大量的支撑数据，而我国污水处理行业的数据相对匮乏，因此这些方法更适用于典型案例的评估，很难应用于全国污水处理行业的效率评估。近年来，随机前沿分析(StochasticFrontierAnalysis，SFA)与数据包络分析(DataEnvelopmentAnalysis，DEA)方法