资源科学 ›› 2017, Vol. 39 ›› Issue (3): 451-460.doi: 10.18402/resci.2017.03.07
收稿日期:
2016-10-10
修回日期:
2017-01-13
出版日期:
2017-03-20
发布日期:
2017-03-20
作者简介:
作者简介:李鑫,男,安徽马鞍山人,硕士生,研究方向为资源与环境管理。E-mail:
基金资助:
Xin LI(), Xiaoxia SUN, Shipeng SU(
)
Received:
2016-10-10
Revised:
2017-01-13
Online:
2017-03-20
Published:
2017-03-20
摘要:
县域污水处理服务快速增长,已成为重要的减排力量,但减排效率差异很大。为了提高县域污水处理服务的减排效率,本文应用数据包络分析法,以年处理能力、年运营费用、年耗电量、雇员人数为投入变量,以污水实际处理量、COD、BOD5、氨氮消减量为产出变量,构建县域污水处理服务减排效率评价模型,以2014 年中国413个县域污水处理设施进行实证分析,并应用Tobit模型分析找出关键影响因素。结果表明:①全国县域污水处理服务减排综合效率平均值为0.637,具有较大的效率提升空间;技术效率为0.756,要素配比急需改善;规模效率为0.835,且73.85%的县域处于规模报酬递增阶段,有必要扩大处理规模;②污水处理服务减排效率的区域差异明显,特征各异;③处理规模、水量负荷率、运营年限、人口密度、经济发展水平对减排效率产生正向影响;④生物膜类工艺减排效率相对较高。因此,根据区域特征分类指导,加强县域污水处理服务运营管理交流,适当扩大处理规模,因地制宜选择污水处理工艺,加强配套管网建设,促进雨污分流,有利于提高污水处理服务的减排效率。
李鑫, 孙小霞, 苏时鹏. 基于DEA-Tobit模型的中国县域污水处理服务减排效率测评[J]. 资源科学, 2017, 39(3): 451-460.
Xin LI, Xiaoxia SUN, Shipeng SU. Emissions reduction efficiency of sewage treatment services in county areas in China based on DEA-Tobit Modeling[J]. Resources Science, 2017, 39(3): 451-460.
表1
县域污水处理投入产出要素及可能影响因素说明"
变量 | 变量解释及单位 | 最大值 | 最小值 | 均值 | 标准差 | 预测方向 | |
---|---|---|---|---|---|---|---|
内部因素 | 主体处理工艺 | 活性污泥类;SBR类;氧化沟类等 | - | - | - | - | - |
设计处理能力 | 日处理能力/(万t/d) | 14.00 | 0.25 | 2.22 | 1.62 | 正向 | |
出水标准 | 1=二级;2=一级B;3=一级A | 3.00 | 1.00 | 2.38 | 0.55 | 正向/负向 | |
负荷率 | 实际污水处理量/设计处理量 | 2.00 | 0.30 | 0.76 | 0.24 | 正向 | |
运营年限 | 污水处理设施投运年限/a | 16.00 | 1.00 | 5.69 | 2.15 | 正向 | |
外部环境 | 地理区位 | 1-5:排污系数由高至低 | 5.00 | 1.00 | 2.69 | 0.99 | 负向 |
人口密度* | 县域内人口密度/(人/km2) | 7.26 | 1.13 | 5.43 | 0.99 | 正向 | |
人均GDP* | 人均国民生产总值/元 | 12.04 | 8.53 | 10.15 | 0.51 | 正向 | |
第二产业 | 第二产业占GDP总比重/% | 81.46 | 6.28 | 46.10 | 13.93 | 负向 | |
第三产业 | 第三产业占GDP总比重/% | 64.01 | 10.87 | 33.58 | 8.67 | 负向 | |
投入项 | 资本投入 | 年处理能力/万t | 5 110.00 | 91.25 | 810.57 | 591.13 | - |
年运营费用/万元 | 11 402.00 | 50.00 | 618.65 | 891.74 | - | ||
劳动投入 | 雇员数/人 | 150.00 | 8.00 | 33.31 | 20.32 | - | |
能源投入 | 年耗电量/(万kW | 3 443.34 | 1.17 | 179.19 | 277.75 | - | |
产出项 | 污染物削减量 | 污水处理量/万t | 5 518.80 | 1.31 | 622.06 | 520.65 | - |
COD削减量/t | 22 042.09 | 2.27 | 1 416.38 | 1 832.16 | - | ||
BOD5削减量/t | 10 179.43 | 1.15 | 619.57 | 803.55 | - | ||
氨氮削减量/t | 1 041.79 | 0.17 | 139.86 | 132.22 | - |
表2
各地区DEA评价结果及各投入要素情况"
区域 | Ⅰ区 | Ⅱ区 | Ⅲ区 | Ⅳ区 | Ⅴ区 | 全国 | |
---|---|---|---|---|---|---|---|
效率单元 | 决策单元/个 | 61 | 86 | 197 | 55 | 14 | 413 |
占比/% | 14.76 | 20.82 | 47.69 | 13.31 | 3.39 | 100 | |
综合效率 | 平均值 | 0.60 | 0.58 | 0.69 | 0.54 | 0.76 | 0.64 |
有效单元/个 | 5 | 5 | 21 | 2 | 4 | 37 | |
有效单元占比/% | 8.20 | 5.81 | 10.66 | 3.64 | 28.57 | 8.96 | |
技术效率 | 平均值 | 0.76 | 0.69 | 0.76 | 0.81 | 0.85 | 0.76 |
有效单元/个 | 11 | 9 | 30 | 12 | 9 | 71 | |
有效单元占比/% | 18.03 | 10.47 | 15.23 | 21.82 | 64.29 | 17.19 | |
规模效率 | 平均值 | 0.78 | 0.84 | 0.89 | 0.66 | 0.89 | 0.83 |
有效单元/个 | 6 | 5 | 25 | 2 | 4 | 42 | |
有效单元占比/% | 9.84 | 5.81 | 12.69 | 3.64 | 28.57 | 10.17 | |
规模报酬 | 报酬递增 | 49 | 70 | 125 | 53 | 8 | 305 |
占比/% | 80.33 | 81.40 | 63.45 | 96.36 | 57.14 | 73.85 | |
报酬递减 | 6 | 10 | 46 | 0 | 2 | 64 | |
占比/% | 9.84 | 11.63 | 23.35 | - | 14.29 | 15.50 | |
报酬不变 | 6 | 6 | 26 | 2 | 4 | 44 | |
占比/% | 9.84 | 6.98 | 13.20 | 3.64 | 28.57 | 10.65 | |
投入产出及 | 处理能力/(万t/a) | 648.02 | 694.14 | 977.99 | 513.32 | 1 045.98 | 810.57 |
运营情况 | 实际处理量/(万t/a) | 549.96 | 581.86 | 744.00 | 329.81 | 615.49 | 622.06 |
年耗电量/(万 kW | 105.85 | 123.29 | 255.03 | 76.53 | 178.32 | 179.19 | |
年运营费用/万元 | 454.60 | 554.84 | 749.44 | 437.92 | 594.99 | 618.65 | |
雇员数/人 | 24.82 | 29.09 | 41.31 | 19.82 | 36.57 | 33.31 | |
BOD5进水浓度/(mg/l) | 59.20 | 65.88 | 129.03 | 94.21 | 209.55 | 103.66 | |
COD进水浓度/(mg/l) | 152.78 | 151.43 | 291.41 | 221.42 | 429.00 | 237.13 | |
氨氮进水浓度/(mg/l) | 18.74 | 17.85 | 29.68 | 26.85 | 59.45 | 26.23 | |
运营年限/a | 5.46 | 5.76 | 6.06 | 4.47 | 6.14 | 5.70 | |
负荷率 | 0.87 | 0.85 | 0.74 | 0.64 | 0.61 | 0.76 |
表3
县域污水处理服务减排效率的Tobit模型回归结果"
变量 | 系数 | 标准差 | T检验值 | P值 | 预测方向 | 验证结果 | |
---|---|---|---|---|---|---|---|
内部因素 | SBR类 | -0.036* | 0.022 | -1.70 | 0.089 | - | - |
氧化沟类 | -0.037* | 0.020 | -1.84 | 0.067 | - | - | |
生物膜法类 | 0.115*** | 0.031 | 3.75 | 0 | - | 正向 | |
其他类 | 0.035 | 0.042 | 0.86 | 0.391 | - | - | |
设计处理能力 | 0.029*** | 0.006 | 4.91 | 0 | 正向 | 正向 | |
出水标准 | 0.007 | 0.016 | 0.45 | 0.653 | 正向/负向 | 无显著影响 | |
负荷率 | 0.646*** | 0.034 | 18.85 | 0 | 正向 | 正向 | |
运营年限 | 0.011*** | 0.004 | 2.63 | 0.009 | 正向 | 正向 | |
外部环境 | 地理区位 | 0.071*** | 0.009 | 8.03 | 0 | 负向 | 正向 |
人口密度 | 0.026** | 0.010 | 2.71 | 0.007 | 正向 | 正向 | |
人均GDP | 0.055*** | 0.019 | 2.92 | 0.004 | 正向 | 正向 | |
第二产业占比 | -0.003*** | 0.001 | -3.01 | 0.003 | 负向 | 负向 | |
第三产业占比 | -0.002 | 0.001 | -1.29 | 0.198 | 负向 | 无显著影响 | |
cons | -0.706*** | 0.201 372 | -3.51 | 0.001 | - | - | |
Log likelihood | 143.457 | ||||||
LR chi2 | 363.69 |
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