王旭楠，谢宝龙，曹军瑞

(自然资源部 天津海水淡化与综合利用研究所，天津 300192)

1 前言

随着我国城市化和工业化进程的快速发展，污水的排放量也日益增多，从而导致水资源环境不断恶化。党的十九大提出了“强化水污染防治，提升污水排放标准”的要求，国家越来越重视环保行业的发展，并出台相关政策给予大力支持，随之而来的是污水处理行业也得到了快速发展。污水处理厂的主要实施项目内容是在一定实施标准范围下对排放的污水进行综合治理，在污水得到综合处理之后，实现对水资源的循环重复利用，一定程度上减少对水资源的过度消耗。我国城镇用水量日益增多，伴随而来的是城镇污水的排放量不断增大，而实施城镇污水综合治理项目可以有效解决城镇污水问题，在新时期下的污水处理项目所要求建设的内容更加丰富，污水处理工作在满足高质量的水环境要求，促进水资源的不断循环使用的基础之上，同时还要不断加强水环境领域内的公共安全保障能力。2019-05，住房和城乡建设部发布的《城镇污水处理提质增效三年行动方案(2019-2021)》的主要目标就是要实现地级及以上城市建成区基本无生活污水直排口，基本消除城中村、老旧城区和城乡接合部生活污水收集处理设施空白区，基本消除黑臭水体，城市生活污水集中收集效能显著提高[1]。截至2018年，天津市污水处理在全国城镇污水处理情况考核中排名第一。并且，截至2019-12，天津市已运行城镇污水处理厂96座，总处理规模为343.2万m3/d；日均处理污水317.29万m3，比2019-11增加0.85万m3，平均运行负荷率为92.45%，出水水质主要指标达标率为100%[2]。城镇污水处理绩效是一个综合性的评价体系，科学地评估污水处理厂的综合绩效情况，对于提高我国城镇污水处理效率、强化污水处理厂的有效监管具有重要意义。

关于污水处理厂综合运营管理的好坏，不单单局限于出水质量的优劣，同时会在经济，社会，环境多方面、多维度、多视角产生影响[3-4]。因此，建立全面客观、系统科学的城镇污水处理厂综合绩效评价模型对污水处理厂的运行管理至关重要。国内外关于污水处理厂综合绩效评价方法进行了较为广泛的研究。其中包括生命周期法、层次分析法(AHP)、多元统计分析法、模糊综合评价法等[5-7]。此研究主要在城镇污水处理厂经济指标、社会指标、技术技能、环境效益方面研究下构建城镇污水处理厂综合绩效评价指标，同时运用AHP—模糊综合评价方法对城镇污水处理厂的综合绩效水平进行评价，该方法同时兼具了层次分析法的客观性以及模糊综合评价方法的主观性。通过对城镇污水处理厂综合绩效评价可以帮助城镇污水处理行业提高污水处理厂的管理水平和整体的服务绩效，也为污水处理厂的升级与改造提供有效支持。

2 评价指标体系的构建

城镇污水处理厂综合绩效评价是复杂的系统工程，涉及经济、社会、技术、环境多方面的影响[8]。通过对污水处理厂综合绩效进行评价可以掌握污水处理厂的整体运行情况，及时发现运行中存在的问题，针对问题重新调整，改进污水处理厂运行中的不足，从而使得污水处理厂管理更加规范化、体系化[9-10]。同时，在对其综合绩效进行评价的过程中，要结合不同的目标与标准，选取较为科学、客观、具有代表性的能够综合反映污水处理厂绩效水平的指标。

(1)指标体系构建。

指标体系的构建是评价工作中的重要一环，该研究在对城镇污水处理厂调查研究以及总结现有国内外相关研究成果的基础上，按照绩效评价指标选取的全面性、代表性、指标可度量评估、定性指标与定量指标相结合的原则，从经济、社会、技术、环境影响4个方面进行归纳与分类，最终研究共选择了20项评价指标。

(2)指标权重计算。

由于各类型指标对城镇污水处理厂综合绩效评价的重要性不同。在进行综合评价之前确定各项指标的权重，基本步骤：①创建层次结构模型；②构建判断矩阵；③求解判断矩阵；④一致性检验。其中，判断矩阵的建立，采用德尔菲法获取污水处理行业专家对各个指标重要程度的意见。

(3)确定评价标准等级。

城镇污水处理厂综合绩效评价标准等级与各项评价指标的具体特征以及研究方法相关，此研究在对多个城镇污水处理厂实际运行情况并结合大量文献资料的调查研究基础上，最终将城镇污水处理厂综合绩效评价指标分为5个等级，依次为：优秀、良好、较好、一般、较差，并结合国家、地方或行业准则以及现有研究成果，确定每项指标的等级标准值。

3 综合绩效评价模型

该研究采用Fuzzy-AHP模型，该模型是层次分析法与模糊综合评价法的有机结合。主要实施步骤：首先，利用层次分析法并结合专家打分计算各个评价指标的权重值。然后，通过模糊综合评价对评价对象的各个影响因素进行综合分析，建立隶属函数，进行模糊运算。最终，根据最大隶属度原则，得到综合评价结果。该方法的优点在于，利用隶属函数描述各项指标的分级界限，并且注意到界限模糊性，使得评价结果更接近客观，并且考虑各项指标在综合绩效评价中的作用，从而给予不同的权重值。

(1)确定评价指标。

结合现有研究成果，此研究对城镇污水处理厂综合绩效评价指标体系共分为三个层级，第一层为评价目标层，将其记为S。第二层为评价准则层，将其记为C={C1，C2，LCn}。第三层为评价指标层，记为Ci={Ci1，Ci2，LCin},(i=1,2,LN)，对于不同的准则层Ci，研究所选取的评价指标数量也不尽相同，即n的取值是不同的。

(2)确定评判等级标准。

设V={v1，v2, LVm}，其中，vj(j=1,2,L,m)是评价等级标准值，m为等级数。

(3)建立模糊隶属度矩阵

在确定评判等级标准后，确定每项指标相对应的等级标准集的隶属度，得到模糊关系矩阵R，假设对准则层Ci下的Cin指标进行单因素评价，得到一个模糊隶属度向量rin=(rin1,rin2,Lrinj)(i=1,2,L,N;j=1,2,L,m)，rinj为指标Cin具有的Vi隶属程度，所以,0

(4)计算权重向量。

设准则层C的权重向量为W={w1，w2, LwN}，准则层下的Ci各项指标对应的权重向量为Wi={wi1，wi2，LwiN},(i=1,2,LN)，并且权重满足0

表1 城镇污水处理厂综合绩效评价指标体系及权重值Tab.1 Comprehensive performance evaluation index system and weight value of urban sewage treatment plant

(5)分层模糊综合评价。

模糊矩阵采用加权平均型算子，评价指标层对准则层的模糊评价为公式(1)，准则层Ci的模糊综合评价集合为：

Ci=Wi·Ri=

(1)

式中:Wi为第i准则层下指标的权重向量；Rj为第j准则层下指标的隶属度矩阵；Ci为第i准则层下指标的模糊综合评价结果，i=(1,2,L,N)。

准则层对综合评价目标层的模糊综合评价为公式(2)：

S=W·C=(w1,w2,LwN)(C1,C2,LCN)T=(S1，S2，LSN)

(2)

式中：W为准则层的权重向量；C为准则层Ci模糊综合评价集合所组成的矩阵；S为城镇污水处理厂综合绩效评价结果，其中，Sj=(j=1,2,…,m)为评价目标对第等级的隶属程度。

4 实证分析

该研究对A城镇污水处理厂的综合绩效进行评价，利用德尔菲法并结合层级分析计算准则层以及指标层的权重指标值，在此基础上构造出同行专家对A污水处理厂综合绩效评价中，关于经济效益评价指标的模糊评价矩阵为R1。

由此，进行分层模糊综合评价，可得C1=w1·R1=[0.311 0.296 0.178 0.14 0.075]。同理，可以计算得到关于社会指标的模糊综合评价结果C2=[0.307 0.373 0.16 0.107 0.053]，技术性能的模糊综合评价为C3=[0.15 0.334 0.18 0.22 0.116]，环境影响的模糊综合评价结果为C4=[0.305 0.375 0.16 0.105 0.055]。最后可得目标层的模糊综合评价为：

S=W·C=[0.236 0.335 0.174 0.167 0.088]

最终评价结果表明，A污水处理厂综合绩效评价中23.6%属于优秀，33.5%属于良好，17.4%属于较好，16.7%属于一般，8.8%属于较差。依据最大隶属度原则，可知，A污水处理厂综合绩效评价等级为良好。

5 结论

1)该研究遵循城镇污水处理厂综合绩效评价的目的及原则，以影响城镇污水处理厂综合绩效的关键因素建立评价指标体系，并将影响因素分解为“经济指标”、“社会指标”、“技术性能”、“环境影响”四个方面，通过专家征询以及现有研究成果构建了共20项指标的评价结构模型。

2)采用德尔菲法获取各项指标重要性程度的意见，运用层次分析法结合专家打分的方法确定层次结构中各项指标的权重值，并综合多个评价主体的意见，进行模糊综合运算。

3)建立基于Fuzzy-AHP方法的城镇污水处理厂综合绩效评价模型，有效解决评价过程中出现的模糊性问题，对评价结果进行了科学的定量化处理，大大提高了绩效评价的精确度，为新时期城镇污水处理厂综合绩效评价模型的建立提供了一种新的研究思路。