徐 恒，欒金義，魏尚琿，夏 瑜，魏玉梅，何緒文

（1.中國礦業(yè)大學(xué)（北京）化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院，北京 100083；2.中國石化 北京化工研究院，北京 100013）

石化是我國國民經(jīng)濟(jì)的支柱性產(chǎn)業(yè)，但同時(shí)也是廢水污染排放與控制的重點(diǎn)行業(yè)。石化廢水污染控制主要包括石化裝置區(qū)廢水源頭減排與預(yù)處理、末端廢水達(dá)標(biāo)處理與回用處理等環(huán)節(jié)。石化廢水達(dá)標(biāo)排放關(guān)系到流域水生態(tài)環(huán)境安全，是《水污染防治行動計(jì)劃》重點(diǎn)關(guān)注的對象。2015年，生態(tài)環(huán)境部頒布了《石油化學(xué)工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 31571—2015）［1］等針對石化行業(yè)的污染物排放標(biāo)準(zhǔn)，廢水排放執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)較原標(biāo)準(zhǔn)更為嚴(yán)格。因此，如何根據(jù)工程實(shí)際情況從現(xiàn)有石化行業(yè)水污染控制技術(shù)體系中選擇適宜的石化廢水達(dá)標(biāo)排放處理技術(shù)變得愈加重要。

技術(shù)綜合評估，旨在對現(xiàn)有同類技術(shù)進(jìn)行多維度的綜合量化分析與對比，明確不同技術(shù)的優(yōu)劣勢，為技術(shù)推廣應(yīng)用提供理論依據(jù)，目前已在揮發(fā)性有機(jī)物控制［2］、城鎮(zhèn)生活污水處理［3-4］、農(nóng)村生活污水處理［5-7］、固體廢物管理［8］等環(huán)境治理領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。常用的評估方法包括德爾菲法［6］、層次分析法（Analytic Hierarchy Process，AHP）［9］、模糊綜合評估法［5］和灰色關(guān)聯(lián)分析法［10］等?！皹?biāo)桿管理”是一個(gè)系統(tǒng)的連續(xù)的評估過程，通過不斷地與行業(yè)領(lǐng)先者比較，并根據(jù)差距制定詳細(xì)的實(shí)施方案，達(dá)到持續(xù)改進(jìn)乃至超越標(biāo)桿的目的［11］。標(biāo)桿法（Benchmarking Method，BM）成為技術(shù)評估中重要的一種數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化工具，具有非常廣闊的應(yīng)用前景，近年來逐步應(yīng)用于能源、交通和生態(tài)環(huán)保等領(lǐng)域［12-16］。

鑒于目前石化廢水處理領(lǐng)域尚未形成科學(xué)的、系統(tǒng)的技術(shù)綜合評估方法，本文擬將AHP和BM結(jié)合，構(gòu)建基于AHP-BM的混合評估模型，并采用實(shí)際調(diào)研數(shù)據(jù)對模型進(jìn)行賦值計(jì)算，進(jìn)一步對評估結(jié)果進(jìn)行分析，以期為石化行業(yè)水污染控制技術(shù)評估提供理論依據(jù)。

1 AHP-BM評估模型的構(gòu)建

AHP-BM評估模型由兩部分組成：即AHP和BM。其中，AHP的功能在于建立評估指標(biāo)的層次結(jié)構(gòu)以及確定各個(gè)指標(biāo)的權(quán)重；在此基礎(chǔ)上，應(yīng)用BM對評估數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，最后進(jìn)行加權(quán)計(jì)算與綜合評估。AHP是目前最常用的指標(biāo)權(quán)重確定方法，它能將專家定性的描述與定量的計(jì)算進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，提高了技術(shù)評估過程中的科學(xué)性和高效性。BM通過將評估數(shù)據(jù)與標(biāo)桿數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，獲得標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)，可有效消除指標(biāo)屬性、單位、量級尺度的影響。

1.1 基于AHP的指標(biāo)權(quán)重計(jì)算方法

首先，根據(jù)各個(gè)指標(biāo)的內(nèi)在聯(lián)系對指標(biāo)進(jìn)行分級（一級指標(biāo)、二級指標(biāo)等），形成如圖1所示的指標(biāo)層次結(jié)構(gòu)模型。然后，依次開展判斷矩陣構(gòu)造、判斷矩陣求解、一致性檢驗(yàn)，得到各個(gè)指標(biāo)的權(quán)重［7，17］。

圖1 技術(shù)評估指標(biāo)的層次結(jié)構(gòu)模型

1.2 標(biāo)桿值獲取與數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理方法

1.2.1 標(biāo)桿值獲取

在傳統(tǒng)的標(biāo)桿管理中，一般會選取實(shí)際存在且發(fā)展水平高的企業(yè)作為標(biāo)桿，將其各項(xiàng)指標(biāo)值作為標(biāo)桿值［15］。本文擬結(jié)合石化行業(yè)調(diào)研數(shù)據(jù)資料，選取一批在廢水污染控制方面表現(xiàn)良好的企業(yè)或工程作為樣本。其次，基于實(shí)際調(diào)研數(shù)據(jù)，選取樣本中的指標(biāo)最大值（正指標(biāo)）或最小值（逆指標(biāo)）作為標(biāo)桿值。

1.2.2 數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理

為消除指標(biāo)屬性、單位、量級尺度的影響，需要對各指標(biāo)實(shí)際值進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，正指標(biāo)和逆指標(biāo)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化公式分別見式（1）和式（2）。

式中：xij為第i項(xiàng)待評估技術(shù)第j個(gè)指標(biāo)的實(shí)際值；Xij為第i項(xiàng)待評估技術(shù)第j個(gè)指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)化值；Yj為第j個(gè)指標(biāo)的標(biāo)桿值。

1.3 綜合評估指數(shù)計(jì)算方法

基于指標(biāo)權(quán)重以及其標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算結(jié)果，某項(xiàng)待評估技術(shù)的綜合評估指數(shù)計(jì)算公式見式（3）。

式中：Zi為第i項(xiàng)待評估技術(shù)的綜合評估指數(shù)；W為指標(biāo)的權(quán)重向量；wj為第j個(gè)指標(biāo)的權(quán)重值；Xi為第i項(xiàng)待評估技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化值集合。

2 綜合評估實(shí)例計(jì)算與結(jié)果分析

2.1 指標(biāo)體系

根據(jù)《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 8978—1996）［18］、《石油化學(xué)工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 31571—2015）［1］、《石油煉制工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 31570—2015）［19］等國家發(fā)布的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和實(shí)際企業(yè)調(diào)研情況，經(jīng)過多次專家咨詢會討論后，形成如表1所示的石化廢水達(dá)標(biāo)排放處理技術(shù)綜合評估指標(biāo)體系，其中的三級指標(biāo)類別與含義見表2。

表1 石化廢水達(dá)標(biāo)排放處理技術(shù)綜合評估指標(biāo)體系

表2 三級指標(biāo)類別與含義

為便于評估模型賦值計(jì)算，需依據(jù)表3所列標(biāo)準(zhǔn)將表2中的定性指標(biāo)進(jìn)行定量轉(zhuǎn)化。

2.2 指標(biāo)權(quán)重

結(jié)合已建立的指標(biāo)體系，通過專家打分，獲得各層指標(biāo)的判斷矩陣，再經(jīng)過計(jì)算特征向量與層次單排序、矩陣的一致性檢驗(yàn)、層次總排序及一致性檢驗(yàn)等過程，最終計(jì)算得出各個(gè)指標(biāo)的權(quán)重，結(jié)果見表4。

表3 定性指標(biāo)定量轉(zhuǎn)化標(biāo)準(zhǔn)

表4 石化廢水達(dá)標(biāo)排放處理技術(shù)綜合評估指標(biāo)體系的權(quán)重表

2.3 評估過程與結(jié)果分析

根據(jù)企業(yè)調(diào)研和專家咨詢資料，對表5所示典型達(dá)標(biāo)處理技術(shù)工藝進(jìn)行評估。通過選擇各項(xiàng)指標(biāo)的最佳值作為標(biāo)桿值，對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，結(jié)果見表6。在此基礎(chǔ)上，計(jì)算得出技術(shù)、經(jīng)濟(jì)與環(huán)境3個(gè)單項(xiàng)評估指數(shù)，以及綜合評估指數(shù)，結(jié)果見表7。

從表7可以看出，在綜合評估指數(shù)方面，“隔油+氣浮+A/O-PACT“和“隔油+氣浮+MBBR+催化臭氧氧化+BAF”兩種技術(shù)工藝較為接近，分別為0.80和0.79；后面依次為“隔油+氣浮+A/O-MBR”（0.77）、“隔油+氣浮+A/O+過濾”（0.63）和“隔油+氣浮+A/O+氣浮+BAF”（0.62）。從企業(yè)調(diào)研情況來看，“隔油+氣浮+A/O-PACT”和“隔油+氣浮+MBBR+催化臭氧氧化+BAF”兩種技術(shù)工藝應(yīng)用較為廣泛，這與評估結(jié)果是一致的。

表5 待評估技術(shù)工藝原始數(shù)據(jù)

表6 待評估技術(shù)工藝各項(xiàng)指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化結(jié)果

表7 待評估技術(shù)工藝單項(xiàng)、綜合評估指數(shù)

此外，從技術(shù)性能方面看，“隔油+氣浮+MBBR+催化臭氧氧化+BAF”工藝評估指數(shù)最高（0.50），主要因?yàn)槠渚哂休^高的先進(jìn)性、穩(wěn)定性和出水水質(zhì)；從經(jīng)濟(jì)性能方面看，“隔油+氣浮+A/O+過濾”工藝評估指數(shù)最高（0.20），主要因?yàn)槠淞鞒坦に囕^為簡單成熟且流程短，投資成本和運(yùn)維成本相對較低；從環(huán)境效應(yīng)方面看，“隔油+氣浮+A/O-MBR”工藝產(chǎn)生的固廢、廢氣相對較少，因而該項(xiàng)評估指數(shù)最高（0.18）。

3 結(jié)論及建議

a）本文構(gòu)建了包含3項(xiàng)一級指標(biāo)、8項(xiàng)二級指標(biāo)和14項(xiàng)三級指標(biāo)的石化廢水達(dá)標(biāo)排放處理技術(shù)綜合評估指標(biāo)體系。基于專家打分結(jié)果，利用AHP法獲得各項(xiàng)指標(biāo)的權(quán)重，最后基于5項(xiàng)典型達(dá)標(biāo)排放處理技術(shù)工藝的調(diào)研數(shù)據(jù)，利用BM法進(jìn)行數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理，計(jì)算得到每項(xiàng)技術(shù)工藝的單項(xiàng)評估指數(shù)以及綜合評估指數(shù)。

b）評估結(jié)果表明，“隔油+氣浮+A/O-PACT”和“隔油+氣浮+MBBR+催化臭氧氧化+BAF”兩種技術(shù)工藝綜合指數(shù)較高，同時(shí)具有較好的技術(shù)性能，但經(jīng)濟(jì)性能較低，因此，在經(jīng)濟(jì)條件允許的情況下，可以優(yōu)先考慮。

c）評估結(jié)果受指標(biāo)權(quán)重的影響較大，目前指標(biāo)權(quán)重的獲取主要依賴專家打分的結(jié)果。因此，在進(jìn)行石化行業(yè)水污染控制技術(shù)綜合評估時(shí)，應(yīng)為專家提供實(shí)際水量、水質(zhì)、用地、管理需求、經(jīng)濟(jì)成本需求等背景資料，以便獲得因地制宜的權(quán)重?cái)?shù)值和優(yōu)選技術(shù)。