珠江三角洲城市群污水资源化利用价值分析_马乃毅.pdf

第 卷第期 年月 科技和产业 ，珠江三角洲城市群污水资源化利用价值分析马乃毅，龚义枫（广东海洋大学 管理学院，广东 湛江 ）摘要：污水资源化利用是行之有效的节水途径。推动珠江三角洲城市群污水资源开发与利用，有利于提高再生水利用效率，助力粤港澳大湾区经济社会环境协调发展。从资源总量与消耗、用水效率、社会经济、环境保护个角度建立污水资源化利用价值评价体系，通过熵值法对珠三角市 年污水资源化利用潜在价值进行评价。结果表明：珠三角污水资源化利用价值波动上升，各城市污水资源化利用价值存在差异；利用价值与地区经济发展水平密切相关，经济越发达，利用价值越高；广州、深圳、东莞污水资源化利用价值相对较高，珠海、肇庆、惠州污水资源化利用价值相对较低。关键词：污水资源化利用；价值分析；熵值法中图分类号：文献标志码：文章编号：（）收稿日期：基金项目：广东海洋大学 年度人文社会科学研究项目；湛江市哲学社会科学 年度规划项目（）。作者简介：马乃毅（），男，陕西西安人，广东海洋大学管理学院，副教授，博士，硕士研究生导师，研究方向为区域经济与企业管理；龚义枫（），女，湖北天门人，广东海洋大学管理学院，硕士研究生，研究方向为财务管理。水资源是重要的自然资源和经济资源，对人类的生产生活起着重要的作用。在生态环境遭到破坏、水污染日益严重、用水结构不合理的情况下，如何有效利用水资源和挖掘污水资源的潜在价值，助力经济社会协调发展，已然成为一个迫在眉睫的问题。珠江三角洲城市群是亚太地区最具活力的经济区域之一，人口占全省的，占全省的。年月 日，中共中央、国务院印发 粤港澳大湾区发展规划纲要，明确提出推动粤港澳大湾区合作的要求。作为中国开放程度最高和经济活力最强的区域之一，珠三角城市群与港澳合作共建，能够推动经济社会的飞速发展，但也必然带来水资源环境和经济社会协同发展的问题。广东省仍有较大节水空间，大力推进珠三角市区域协调发展，仍需加强水资源管理。粤港澳大湾区中香港、澳门供水主要依靠广东省珠三角城市供给。目前，香港水务署也在不断探索海水淡化、再造水、中水重用和雨水回收等水资源再生利用途径。澳门淡水资源缺乏，日常 以上的原水由珠海供应，水源主要来自西江，本地水库主要起应急调配作用。珠三角城市群作为广东省经济发展龙头，解决其水资源配置和再生利用问题不仅可以缓解广东省区域水资源利用问题，更能缓解湾区缺水问题。目前国内对于污水资源化利用的研究主要集中在污水处理技术、污水处理行业现状等方面。在污水处理技术方面，曹达啟等总结了污水处理过程中合成藻酸盐研究现状，以及好氧颗粒污泥技术在污水资源化利用中的作用；韩松芳等根据藻种在城市污水中的生长与产脂情况以及对污水的净化能力筛选出适宜于城市污水培养的藻种，实现污水无害化处理和资源有效利用。陈皓琪深入分析了城市污水再利用的两种处理模式以及个主要处理工艺步骤；张光明等从光合细菌污水资源化技术对各类废污水处理重要影响因素、主要促进方法等进行综述并对未来研究进行了展望。另一部分侧重于对污水资源化利用现状的研究。张云等提出澳门污水资源再生利用近期、中期和远期利用方案；胡洪营分析了中国污水资源化利用及再生水利用存在的问题，并提出再生水利用基本原则与主要措施；王洪臣梳理了中国水资源特征以及用水状况，提出水资源是制约中国经济社会可持续发展的瓶颈；刘晓君等 选取西北干旱缺水城市对污水资源化利用与社会经济系统之间的关系进行研究。在现有文献中，只有少部分学者对污水资源化利用效益和动因进行了研究，且污水资源化利用价值的研究具有明显的地域偏向，对西北干旱缺水地区的研究较多，研究较为具体化，多以某一污水处理项目为研究对象，缺乏对城市整体建设和可持续发展的参考意义。本文以非典型缺水地区为对象，从可持续发展角度，利用熵值法对珠江三角洲城市群污水资源化利用价值进行测算，进一步挖掘污水资源化利用的再生效益和价值，以期为污水资源化利用政策制定及工作推进提供参考。研究区域概况珠三角城市群，包括广东省广州、深圳、珠海、佛山、惠州、东莞、中山、江门、肇庆个城市，毗邻香港特别行政区和澳门特别行政区。珠三角城市群与港澳文化同源，长期以来人员往来密切，经济社会合作历史悠久。珠三角市是粤港澳大湾区的重要组成部分，随着经济的发展，水资源供需矛盾、水质污染、用水效率偏低等问题随之出现。年，珠三角市用水总量占全省一半以上，年均达到 ，说明水资源的总量与消耗对珠三角的发展存在极大的影响，促进水资源的有效利用与节约，有利于对广东省各市水资源做好管控，助力粤港澳大湾区的发展。指标体系构建 数据来源与指标选取 数据来源数据来源于 广东省统计年鉴 广东省水资源公报，以及各地市的统计年鉴、国民经济与社会发展公报和其他公开资料。根据数据的有效性和可得性，主要选取了 个指标，反映污水资源化利用价值对经济社会、资源环境带来的影响。研究样本包括珠三角的个城市，不含港澳的粤港澳大湾区中的城市。指标选取结合相关学者的研究，共选取了个一级指标和 个二级指标，构建评价指标体系，见表。评价方法熵值法是一种根据各项指标的影响程度所反映的信息大小来计算权重的客观赋权法。在信息论中，熵是对不确定性信息的一种度量。信息量越大，不确定性就越小，熵也就越小；信息量越小，不确定性就越大，熵也越大。一定程度上避免了人为原因造成的主观偏差，能够较为科学地确定权重。避免了层次分析法等主观赋权方法的偏差。具体计算步骤如下：）数据标准化，对各数据进行归一化处理。对于正向指标：表污水资源化利用价值评价体系目标层 准则层指标代码指标名称指标单位指标性质污水资源化利用价值评价体系资源总量与消耗用水效率社会经济环境保护水资源总量亿负工业用水量亿正用水总量亿正耗水率正万元 用水量正万元工业增加值用水量正耕地实际灌溉亩均用水量正人均 万元正人口密度人 正 人均水资源量负 城镇人均生活用水量正 污水排放量亿正 污水处理量亿负 污水处理率负 （）对于负向指标：（）式中：，；，；和 分别表示在第年第个指标值的最大值和最小值；为原始数据样本值；为归一化处理后的样本值；，；，。）计算第项指标下第年指标值的比重。（）计算第项指标的熵值。（）式中，。）计算第项指标的差异性系数。对于第项指标，指标的差异性越大，对方案评价作用越大，熵值就越小，差异性系数：（）计算各项指标的权重：（）评价结果分析 权重分析根据熵值法计算出 年珠江三角洲城市群市的污水资源化利用价值情况，见表。在准则层，个指标权重占比排序分别为资源总量与消耗、社会经济、环境保护和用水效率，权重系数科技和产业 第 卷第期分别为 、，可知水资源的总量对污水资源化利用价值产生的影响最大，用水效率对污水资源化利用价值的影响相对较小。在次准则层中，工业用水量、污水排放量和人口密度 的 权 重 系 数 位 居 前 列，权 重 系 数 分 别 为 、。个指标层之间的关系密切。工业用水量在一定程度上决定了生产用水，人口密度则决定了生活用水量，生产和生活用水是污水产生的最主要的源头。以广州市用水为例，年 用 水 总 量 亿，工 业 用 水 量 亿，占比达 ，工业用水量占据了用水总量的较大部分，对污水资源化利用价值影响较大。污水排放量是污水资源化利用的载体，排放量越大，蕴含的潜在利用价值相应较大。人口密度从社会层面反映了水资源是人类社会赖以生存和发展的物质条件，对污水资源的再生利用利国利民。表指标权重准则层权重系数次准则层信息熵值信息效用值权重系数资源总量与消耗 用水效率 社会经济 环境保护 水资源总量 工业用水量 用水总量 耗水率 万元 用水量 万元工业增加值用水量 耕地实际灌溉亩均用水量 人均 人口密度 人均水资源量 人均生活用水量城镇生活 污水排放量 污水处理量 污水处理率 综合得分评价分析由表可知，年，综合得分从 上升到 ，污水资源化利用价值呈现稳步上升，价值愈发凸显。年各指标均略微下降，说明整体污水资源化利用价值减弱，从宏观环境角度，可能原因在于工业由于其大体量的行业性质规模效益显著，集中处理污水和再生利用污水资源优势明显。而 年新冠疫情初始，增速放缓，工业用水总量减少，年市工业用水量共计 亿，年工业用水量共计 亿，同比下降 ，从而对利用量产生影响。从政策角度，年是“十三五”全国城镇污水处理及再生利用设施建设规划 的收官之年，该规划指出到 年底，中国将实现城镇污水处理设施全覆盖，城市污水处理率达到。地级及以上城市建成区基本实现污水全收集、全处理；京津冀、长三角、珠三角等区域提前一年完成。本文评价体系中污水资源化利用价值的降低也说明现有污水处理成效突出。以年的综合得分总和来看（表），污水资源化利用价值从大到小的排序为广州、深圳、东莞、佛山、中山、江门、珠海、惠州、肇庆。污水资源利用价值与区域发达程度有着密切关系，以 年为例，综合得 分 变 化 的 趋 势 与 变 化 趋 势 相 一 致（表），经计算，综合得分与地方 之间的相关系数为 ，两者具有较强相关关系，对应准则层中的“社会经济”指标。不同城市之间污水资源化利用存在差异，因而提高珠江三角洲整体污水资源化利用价值需要精确分析每个城市的问题，根据其自身区域特点积极探索提升污水资源化利用措施。表 年珠三角地区污水资源化利用价值综合得分年份 综合得分 从不同城市的角度，以平均值来看，广州、深圳的综合得分最高，为 、。两个城市都是广东的副省级城市，经济的迅速发展使得对水资源的需求愈发强烈，在水资源总量一定的情况，“节流”与“再生”便是大城市经济可持续发展的必然选择。综合得分排名最后的个城市分别为惠州、肇庆、珠海、江门，综合得分分别为 、。惠州、肇庆、江门个城市水资马乃毅等：珠江三角洲城市群污水资源化利用价值分析源总量较大，珠海虽然水资源总量不大，但人均水资源量远高于广州、深圳。综合得分排名最后的个城市，污水资源化价值不高的原因主要为水资源较为丰富，且经济发展相对珠三角其他城市较为落后，经济发展与水资源紧张的矛盾远不如广州、深圳尖锐。表 年珠三角市污水资源化利用价值及排序城市 平均值总和排序广州 深圳 珠海 佛山 惠州 东莞 中山 江门 肇庆 平均值 总和 表 年珠三角市污水资源化利用价值综合得分与 数据城市广州深圳珠海佛山惠州东莞中山江门肇庆综合得分 亿元 结论与建议从资源总量与消耗、用水效率、社会经济、环境保护个维度，构建污水资源化利用价值评价指标体系，测算出珠江三角洲市在 年的污水资源化利用价值。结果表明：珠三角污水资源化利用价值波动上升；利用价值与地区经济发展水平密切相关，经济越发达，利用价值越高；广州、深圳、东莞污水资源化利用价值较高，珠海、肇庆、惠州污水资源化利用价值较低。对于珠江三角洲城市圈来说，要统筹规划，根据各城市用水需求与用水特点合理调配资金资源，把水资源的再生利用摆在战略地位，加快推动污水资源化利用进程。针对研究结果，提出如下建议：）对于污水资源化利用价值较高的城市，加大政府投资力度，提高对再生水行业的技术支持力度，确保再生水水量稳定、水质可控；建立明确的再生水利用奖惩机制，将再生水利用量与污水排放量挂钩，较大的污水排放量对应较大的再生水利用量，对未达用量标准的企业，次年实行较高供水价格；构建再生水资产的交易机制，充分发挥在经济活跃地区市场经济的优势，明确“谁投资、谁受益”的原则，推动非常规水资产交易市场化。）对于污水资源化利用价值较低的城市，虽然目前还未面临水资源再生利用的危机，但要有长远的眼光，从粤港澳大湾区整体协同发展的角度，制定水资源利用与再生利用的长远计划，加大基础配套设施的建设力度，统筹规划污水处理厂、再生水厂和环境治理设施；加大再生水利用的宣传力度，通过媒体宣传、样板工程和建立示范工程等多种喜闻乐见的形式，普及污水资源化利用知识，营造全社会节水和再生水利用的良好氛围。参考文献苟登文，宫清华，陈爱兵，等粤港澳大湾区生态协同治理策略研究综述生态科学，（）：张义敏，张晓琳，陈畅基于水资源生态足迹模型的广东省及珠三角九市水资源可持续利用研究人民珠江，（）：曹达啟，王振，郝晓地，等藻酸盐污水处理合成研究现状与应用前景中国给水排水，（）：韩松芳，金文标，涂仁杰，等基于城市污水资源化的微藻筛选与污水预处理环境科学，（）：陈皓琪，城市污水资源化及再利用技术探析 中国资源综合利用，（）：张光明，孟帆，曹可凡，等 光合细菌污水资源化研究进展工业水处理，（）：张云，崔树彬，汪义杰，等澳门污水资源再生利用水资源保护，（）：胡洪营聚焦矛盾精准施策全面提升污水资源化利用水平给水排水，（）：王洪臣污水资源化是突破经济社会发展水资源瓶颈的根本途径 给水排水，（）：，刘晓君，付汉良，孙伟 西北干旱缺水城市污水再生利用系统决策优化 环境工程学报，（）：科技和产业 第 卷第期 ，（，）：，：；马乃毅等：珠江三角洲城市群污水资源化利用价值分析