污水处理厂中三级处理的运营成本影响：一种逆向优化方法

《Journal of Cleaner Production》：Operational cost impacts of tertiary treatment in wastewater treatment plants: An inverse optimization approach

　　

亚历山德罗斯·马齐奥蒂斯|玛丽亚·莫利诺斯-塞南特

摘要

污水处理厂是城市水资源管理中的关键基础设施。然而，其运营需要投入大量成本，必须对这些成本进行准确评估，以便为政策制定和监管决策提供依据。欧盟第2024/3019号指令对污水处理厂的氮和磷去除标准提出了更严格的要求，这可能会带来重大的经济影响。本研究开发并应用了一种新的方法框架，用于估算污水处理厂在保持现有技术经济效率的同时满足新标准所需的运营成本增加额。该框架基于逆向数据包络分析，能够量化不同污水处理厂的具体合规成本。通过对74家西班牙污水处理厂的实证分析发现，这些工厂的当前效率水平以及为达到监管要求所需的额外运营成本存在很大差异。平均而言，遵循欧盟第2024/3019号指令会使总运营成本增加25.9%，约合每立方米0.134欧元，不过不同工厂的成本增幅差异较大，且与工厂规模或基准效率并无系统性的关联。虽然大多数污水处理厂能够在不降低效率的情况下达到所需的氮和磷去除标准，但那些已经处于最高效率水平的工厂则面临限制其进一步提升性能的结构性障碍。总体而言，所提出的框架是一种可移植的、针对单个工厂的工具，有助于在不断变化的环境政策背景下，提前进行监管影响评估，并为投资和定价决策提供依据。