污水處理廠綜合評(píng)價(jià)模型的研究

方金富

摘要：隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)在各領(lǐng)域的快速發(fā)展，很多新型的企業(yè)也在不斷的建設(shè)之中，在各個(gè)企業(yè)高速發(fā)展的同時(shí)，城市污水污染物等的排放量也在很大程度上增多。為了實(shí)現(xiàn)國(guó)家經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)化發(fā)展，對(duì)城市污染的合理科學(xué)治理就成為重中之重。而針對(duì)污染水源治理的水平、技術(shù)、效率、經(jīng)濟(jì)效益等因素進(jìn)行綜合性評(píng)測(cè)就成為檢驗(yàn)城市污水處理情況的關(guān)鍵點(diǎn)。目前在我國(guó)城市污水處理廠運(yùn)用的評(píng)測(cè)體系，其理論基礎(chǔ)以及探究模式隨著工程體系的不斷完善獲得了快速的發(fā)展，但是仍然存在很多的問(wèn)題，評(píng)價(jià)方式過(guò)于單一，多為單經(jīng)濟(jì)效益評(píng)價(jià)法與單處理技術(shù)評(píng)價(jià)法，多種評(píng)價(jià)方式相結(jié)合的綜合評(píng)價(jià)方式實(shí)際運(yùn)用不廣泛，本文就目前在我國(guó)城市中廣泛應(yīng)用的污水處理廠綜合評(píng)價(jià)體系現(xiàn)狀進(jìn)行分析，就其優(yōu)劣點(diǎn)、特征以及發(fā)展方向等進(jìn)行探討，為污水處理廠綜合評(píng)價(jià)體系的發(fā)展與完善給幾點(diǎn)予可行性的建議。

關(guān)鍵詞：城市污染整治；污水處理現(xiàn)狀；整體評(píng)測(cè)模型；傳統(tǒng)評(píng)測(cè)模型

引言：

目前我國(guó)很多城市的污水處理效果大不相同，針對(duì)處理過(guò)程中的各個(gè)參數(shù)設(shè)定綜合性的評(píng)測(cè)體系成為評(píng)價(jià)和對(duì)比各個(gè)城市污水處理能力的根本。城市污水源治理廠的綜合評(píng)測(cè)工作包含著的內(nèi)容比較復(fù)雜，包含經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會(huì)環(huán)境等各個(gè)方面，所以對(duì)其進(jìn)行綜合評(píng)測(cè)不能夠只從一個(gè)方面進(jìn)行，而是需要用多種評(píng)測(cè)方式相結(jié)合的方式對(duì)其進(jìn)行客觀公正的評(píng)測(cè)。為了突破單一的評(píng)測(cè)方式產(chǎn)生的束縛性，現(xiàn)在很多污水處理廠已經(jīng)引進(jìn)模糊數(shù)學(xué)法實(shí)際運(yùn)用于污水處理廠的經(jīng)濟(jì)效益以及技術(shù)能力等方面的評(píng)測(cè)中，評(píng)測(cè)更加準(zhǔn)確客觀。經(jīng)過(guò)若干年的實(shí)際應(yīng)用與研究，現(xiàn)在城市污水處理廠的綜合評(píng)測(cè)體系模型的總體構(gòu)造已經(jīng)日漸成熟，可行性強(qiáng)、先進(jìn)科學(xué)性高，但仍然存在一些問(wèn)題，比如評(píng)測(cè)因素較少、評(píng)測(cè)過(guò)程繁雜、評(píng)測(cè)數(shù)據(jù)不精準(zhǔn)等。

一、我國(guó)城市污水處理廠綜合評(píng)測(cè)發(fā)展現(xiàn)狀

城市污水處理技術(shù)的評(píng)測(cè)理念是于20世紀(jì)末被提出的。伴隨著評(píng)測(cè)理念在實(shí)際評(píng)測(cè)工作中的應(yīng)用與研究，使得評(píng)測(cè)的因素從單一化變?yōu)槎噙h(yuǎn)化，從單一的經(jīng)濟(jì)效益評(píng)測(cè)法與單一的治理技術(shù)和處理能力評(píng)測(cè)法逐步發(fā)展為現(xiàn)在的經(jīng)濟(jì)效益、處理技術(shù)、社會(huì)環(huán)境等多種因素相結(jié)合的綜合評(píng)測(cè)法。實(shí)際評(píng)測(cè)指標(biāo)包含方案投資、運(yùn)行投資、廠建筑占地投資、工作能耗損耗、運(yùn)轉(zhuǎn)安全穩(wěn)定性狀況、除磷效率與效果、管控體系完整性、淤泥再利用性、技術(shù)熟練性。設(shè)施先進(jìn)性、運(yùn)行的專業(yè)程度等眾多方面。通過(guò)這種評(píng)測(cè)方式的發(fā)展與改革，使得城市污水處理技術(shù)能夠有效的分配固定的資源與能源，并實(shí)現(xiàn)了污水處理方面的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益與環(huán)境保護(hù)效益的最大化。目前，國(guó)內(nèi)外普遍使用的城市污水處理技術(shù)評(píng)測(cè)模型主要有資金投入評(píng)測(cè)模型、經(jīng)濟(jì)效益評(píng)測(cè)模型、灰色體系評(píng)測(cè)模型、層級(jí)探究評(píng)測(cè)模型，所有的評(píng)測(cè)方式都是建立在體系工程的基礎(chǔ)理論之上的，因此其評(píng)測(cè)理論各有優(yōu)劣點(diǎn)。

目前在國(guó)內(nèi)外的各個(gè)污水處理廠中，對(duì)其能否實(shí)現(xiàn)可持續(xù)運(yùn)行給予了很高的重視。這就要求對(duì)污水處理廠的總體運(yùn)轉(zhuǎn)、資金投入、能源損耗、設(shè)備損耗、社會(huì)環(huán)境以及工程實(shí)施條件等各個(gè)方面進(jìn)行綜合的分析與探討，全方面的審核污染水源治理廠的各個(gè)指標(biāo)，就其運(yùn)轉(zhuǎn)的安全可靠性以及治理技術(shù)等給出客觀合理的評(píng)測(cè)，更加準(zhǔn)確的掌握污水處理廠的實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)狀況。

污水處理廠中使用的污水治理技術(shù)方式眾多，所以，需要建立一種評(píng)測(cè)方式可以對(duì)各種治理技術(shù)產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行統(tǒng)一的評(píng)測(cè)，為選擇經(jīng)濟(jì)效益最高的治理技術(shù)提供合理、公正、客觀的評(píng)測(cè)基礎(chǔ)。首先要確保進(jìn)行治理技術(shù)評(píng)測(cè)時(shí)，各種客觀因素保持統(tǒng)一，比如社會(huì)環(huán)境、水治理規(guī)模、進(jìn)水管水質(zhì)、技術(shù)參數(shù)、建筑體系、控制設(shè)施、設(shè)備費(fèi)用、人工成本等涉及到的各個(gè)方面。其次要整體考慮對(duì)污染水源治理項(xiàng)目造成影響的因素，選擇影響程度最大的因素當(dāng)作評(píng)測(cè)指標(biāo)，并將相應(yīng)的指標(biāo)層層分級(jí)。然后依據(jù)已經(jīng)設(shè)定好的綜合評(píng)測(cè)模型搭建評(píng)測(cè)矩形陣、或者授權(quán)問(wèn)卷調(diào)查，并精確計(jì)算各個(gè)指標(biāo)的權(quán)重，并檢查其是否保持一致。

二、城市污水處理理廠綜合評(píng)測(cè)的基礎(chǔ)步驟

城市污水處理廠綜合評(píng)測(cè)的基礎(chǔ)就是對(duì)水治理工程的各個(gè)環(huán)節(jié)、各個(gè)階段、各個(gè)層級(jí)進(jìn)行基礎(chǔ)的評(píng)測(cè)外，還對(duì)治理技術(shù)、經(jīng)濟(jì)效益等方面進(jìn)行客觀公正的評(píng)測(cè)，以幫助污水處理廠選擇最優(yōu)質(zhì)的治理技術(shù)、運(yùn)行設(shè)備等。目前在我國(guó)城市污水處理廠中通常使用的綜合評(píng)測(cè)模型的基礎(chǔ)步驟主要有采集數(shù)據(jù)、建設(shè)評(píng)測(cè)指數(shù)體系、綜合評(píng)測(cè)方式以及實(shí)際運(yùn)用等。首先采集數(shù)據(jù)方面，要采集我國(guó)各城市中正常運(yùn)行的污染水源治理廠的資金投入、設(shè)備運(yùn)行產(chǎn)生的費(fèi)用等具體數(shù)據(jù)，然后經(jīng)過(guò)綜合統(tǒng)計(jì)歸納建立起不同治理技術(shù)類型治理廠的資金投入函數(shù)表，形成定量評(píng)測(cè)模型。最終通過(guò)對(duì)各個(gè)污水處理廠的整體經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行對(duì)比，從而真實(shí)客觀的反應(yīng)出各廠的整體運(yùn)行狀況。然后需要建設(shè)完善的綜合評(píng)測(cè)指標(biāo)集合。城市污水處理廠的綜合評(píng)測(cè)指數(shù)中所包含的各個(gè)指數(shù)之間是相互關(guān)聯(lián)的，并且這些有機(jī)指數(shù)之間層次性和構(gòu)造性很強(qiáng)。由于涉及的相關(guān)因素太多，所以應(yīng)當(dāng)建設(shè)起完善的綜合評(píng)測(cè)指數(shù)體系，該評(píng)測(cè)指標(biāo)集合應(yīng)當(dāng)包括經(jīng)濟(jì)效益、技術(shù)效能、能源資源耗損、操作性、運(yùn)行環(huán)境等多種評(píng)測(cè)因素。評(píng)測(cè)體系建設(shè)完善后，要搭建起綜合評(píng)測(cè)矩形陣。

三、城市污水處理部門的整體性評(píng)測(cè)研究進(jìn)程

（一）城市污水處理部門整體性評(píng)測(cè)研究的現(xiàn)實(shí)狀況

國(guó)內(nèi)外對(duì)于城市污水處理部門的整體性評(píng)測(cè)研究與整體處理設(shè)計(jì)理論的發(fā)展進(jìn)程始終保持同步。目前被廣泛運(yùn)用于城市污水處理部門的整體性評(píng)測(cè)系統(tǒng)的方法主要有：第一，通過(guò)兩步分層次探析法確定權(quán)參數(shù)，把模糊聯(lián)系處理數(shù)據(jù)的多個(gè)指標(biāo)進(jìn)行相關(guān)性探析的方法；第二，對(duì)污水處理部門現(xiàn)行的處理模式進(jìn)行整體性評(píng)測(cè)，主要是對(duì)COD，NH3-N的具體數(shù)值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析以提高其穩(wěn)定性的評(píng)測(cè)方法；第三，對(duì)污水處理數(shù)量、污水成分以及消耗總量等各個(gè)指標(biāo)進(jìn)行分析探究，從而搭建起整體評(píng)測(cè)虛擬模型。第四，利用多層次的虛擬數(shù)據(jù)進(jìn)行整體評(píng)測(cè)模型的建設(shè)，并對(duì)所建立的污水處理方案進(jìn)行分析評(píng)測(cè)，以選擇出更加科學(xué)合理的處理技術(shù)。第五，利用統(tǒng)計(jì)學(xué)數(shù)據(jù)信息建立相關(guān)虛擬模型，對(duì)污水處理部門的實(shí)際運(yùn)行情況以及穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)性進(jìn)行整體性評(píng)測(cè)，并對(duì)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)到的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行研究并論證。第六，利用多種目標(biāo)法進(jìn)行優(yōu)化評(píng)測(cè)的方法，主要參考目標(biāo)法有虛擬物質(zhì)法、BLIN 法、關(guān)聯(lián)值法以及虛擬優(yōu)化法四種。并利用這四種目標(biāo)評(píng)測(cè)

方法建設(shè)整體污水處理效果評(píng)估模型，對(duì)其實(shí)際工作效果進(jìn)行系統(tǒng)化的評(píng)測(cè)。

（二）目前在污染水整體評(píng)測(cè)體系方面的研究成果分析

整體來(lái)看，我國(guó)在城市污水處理部門評(píng)估模型的建設(shè)上的分析思路以及研究成果有如下幾個(gè)特性：

1.整合各種資金流，形成資費(fèi)函數(shù)

對(duì)我國(guó)所有已經(jīng)建成的污水處理部門實(shí)際運(yùn)行中產(chǎn)生的資費(fèi)明細(xì)進(jìn)行數(shù)據(jù)信息的統(tǒng)計(jì)，對(duì)各種處理技術(shù)產(chǎn)生的資費(fèi)進(jìn)行對(duì)比分析，形成資費(fèi)函數(shù)

2.多指標(biāo)評(píng)測(cè)集合

建設(shè)起多指標(biāo)評(píng)測(cè)體系，對(duì)于社會(huì)經(jīng)濟(jì)、資源耗損、技術(shù)層級(jí)、操作工序、生態(tài)環(huán)境等各種指標(biāo)參數(shù)進(jìn)行評(píng)測(cè)。

3.建設(shè)知識(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)

對(duì)沒(méi)有確定量的評(píng)測(cè)指標(biāo)，可以大范圍的征詢水處理專家的寶貴建議以及分析國(guó)內(nèi)外的水處理經(jīng)驗(yàn)，建設(shè)起知識(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)。

4.定量數(shù)據(jù)法以及虛擬數(shù)學(xué)法的合理應(yīng)用

對(duì)評(píng)測(cè)體系中的各種評(píng)測(cè)指標(biāo)進(jìn)行分析，得到最終評(píng)測(cè)分?jǐn)?shù)，水處理體系的投資總數(shù)可以利用數(shù)據(jù)庫(kù)信息進(jìn)行具體的計(jì)算，得出定量數(shù)據(jù)值；對(duì)于技術(shù)層級(jí)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)效能等方面的參數(shù)按照虛擬數(shù)學(xué)的方法轉(zhuǎn)化為定量數(shù)據(jù)值。

5.整合指標(biāo)參數(shù)

對(duì)得到的指標(biāo)參數(shù)進(jìn)行統(tǒng)一的整合，并依靠最終建立的評(píng)測(cè)指標(biāo)比重進(jìn)行整體評(píng)測(cè)，最后確立最優(yōu)質(zhì)的運(yùn)行方案。

四、城市污水處理部門綜合評(píng)測(cè)體系具體實(shí)施方法

（一）結(jié)合定量與定性的方法

定量研究方法與定性研究方法組成了整體系統(tǒng)研究。在一般情況下，定量分析是通過(guò)各種傳統(tǒng)方式的數(shù)學(xué)方式對(duì)事物進(jìn)行具體數(shù)值的轉(zhuǎn)化；定性分析則是確立研究的方向。目前，單一的利用定量研究方法或者定性研究方法解決工程實(shí)施中具體問(wèn)題的難度較大。因此，在具體的研究分析中常常把定量與定性分析方法結(jié)合在一起?？梢愿咝实亟⑾到y(tǒng)模型，并且對(duì)其結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)運(yùn)作模式、評(píng)測(cè)參數(shù)等進(jìn)行深入的分析。通過(guò)定量及定性研究方法的合理結(jié)合，深入分析并建立起整體評(píng)測(cè)模型，再利用層級(jí)分析方式獲得各種指標(biāo)的重要程度參數(shù)，最后利用虛擬評(píng)測(cè)體系得出定量和定性相互連接的整體評(píng)測(cè)結(jié)果。這種方式可以在很大程度上對(duì)單一的分析模式存在的不足進(jìn)行彌補(bǔ)。城市污水處理部門的定量及定性的常見(jiàn)評(píng)測(cè)指標(biāo)分類如表1所示。

（二）評(píng)測(cè)各項(xiàng)指標(biāo)的重要程度參數(shù)運(yùn)用到的數(shù)學(xué)模型

層級(jí)分析方法可以合理有效的將定量和定性兩種分析方法結(jié)合在一起，可以對(duì)多種參數(shù)、多種標(biāo)量進(jìn)行系統(tǒng)化的分析。通過(guò)層級(jí)分析方法確立各個(gè)目標(biāo)重要程度參數(shù)的具體步驟為：第一，建設(shè)起層次構(gòu)造，建設(shè)起污染水源處理體系的參數(shù)系統(tǒng)以及參數(shù)分層級(jí)。第二，建設(shè)起評(píng)測(cè)矩形陣，評(píng)測(cè)矩形陣的評(píng)測(cè)準(zhǔn)則是上一層級(jí)的特定關(guān)鍵點(diǎn)參數(shù)HK來(lái)決定的，與下一層級(jí)中的各個(gè)參數(shù)進(jìn)行實(shí)際對(duì)比得出的矩形陣。

（三）虛擬式整體評(píng)估（FCE）的數(shù)學(xué)應(yīng)用體系

虛擬式綜合評(píng)估（FCE）在近幾年來(lái)得到了快速的發(fā)展，被廣泛的應(yīng)用于城市污水處理模型的建設(shè)過(guò)程之中，是一種創(chuàng)新型的模型搭建方式，其優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在對(duì)于環(huán)境中繁雜的事物內(nèi)層關(guān)系以及價(jià)值體系等模糊參數(shù)進(jìn)行了充分的考慮。

虛擬式整體評(píng)估方法從根本上對(duì)客觀存在的各種因素進(jìn)行了系統(tǒng)的考慮，利用虛擬數(shù)學(xué)體系對(duì)某一特定事物進(jìn)行整體評(píng)測(cè)。假設(shè)U={u1，u2，.........，Um}的數(shù)學(xué)虛擬式將評(píng)測(cè)目標(biāo)客觀存在的m種因素進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，整理為參數(shù)集，V={V1，V2，......，V n}的數(shù)學(xué)虛擬式當(dāng)某一種特定因素存在時(shí)應(yīng)當(dāng)采取的必要決策集n。通過(guò)對(duì)兩種數(shù)學(xué)虛擬集合的整理，再通過(guò)對(duì)兩種集合的虛擬計(jì)算，得到虛擬子集。最終實(shí)現(xiàn)將某一特定要素在人們心中的重要程度等因素轉(zhuǎn)化成虛擬的數(shù)學(xué)數(shù)值比如1級(jí)，2級(jí)，3級(jí)等。虛擬數(shù)學(xué)式評(píng)測(cè)方法的三個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)為因素集合U的確立，評(píng)測(cè)集合V的確立以及單個(gè)因素虛擬數(shù)值轉(zhuǎn)化。

五、結(jié)束語(yǔ)

就目前我國(guó)在城市污水處理方面的發(fā)展現(xiàn)狀及研究成果來(lái)看，在相關(guān)技術(shù)更新以及整體評(píng)測(cè)系統(tǒng)建立完善等方面仍需要進(jìn)一步的努力，與此同時(shí)也要加強(qiáng)相關(guān)技術(shù)體系的整體學(xué)習(xí)，通過(guò)整體評(píng)測(cè)體系以及對(duì)應(yīng)整體評(píng)測(cè)模型的最終建立，使城市污水處理部門的經(jīng)濟(jì)效能大幅度升高。本文所研究的污水整體評(píng)價(jià)體系把經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、生態(tài)環(huán)境、處理技術(shù)等各種重要影響因素都考慮在其中，根據(jù)具體的參數(shù)數(shù)值，設(shè)定出具有代表意義的評(píng)測(cè)指標(biāo)達(dá)到19項(xiàng)。根據(jù)具體評(píng)測(cè)數(shù)值最終建設(shè)起城市污染水源處理部門的整體評(píng)測(cè)模型，相對(duì)于傳統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效能評(píng)測(cè)模型更前全面具體、科學(xué)合理。

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