KOCAELİ’DE FAALİYET GÖSTEREN ATIK SU TESİSLERİNİN ETKİNLİK ANALİZİ (2020-2023)

Abstract

Günümüzde, sanayinin gelişmesi, çevre kirliliği, iklim değişikliği, kaynak dağılımının etkinsizliği, nüfusun hızlı artışı gibi sebeplerden dolayı dünya geneli için yaşamın sürdürülebilirliği konusunda ciddi tehlikeler ortaya çıkmıştır. Tehlikenin azaltılması ve kaynakların yeniden kazanılarak üretime katkı sağlaması için de arıtma tesislerinin önemi her geçen gün artmaktadır. Biyolojik arıtma ve ileri biyolojik arıtma tesisleri sayesinde gelecek nesillere karşı olan sorumluluğun yerine getirilme fırsatı yakalanabilmektedir. Söz konusu tesisler, atık suyun içerisinde bulunan organik maddeler ve zararlı mikroorganizmalar gibi maddelerin giderilmesini ve atık suyun etkin bir şekilde temizlenmesini sağlayan kuruluşlardır. Bu tesisler, çevresel kirliliğin azaltılmasına katkıda bulunurken temiz su üretimini ve suyun yeniden kullanımını sağlamaktadırlar. Son yıllarda tüm dünyada ve Türkiye’de atık suyun temizlenmesi sorunu için atık su tesislerinin oluşturulması hız kazanmıştır. 2022 yılında Türkiye’de 1315 tane atık su arıtma tesisi bulunmaktadır ve bu tesislerin %51’i ileri biyolojik arıtma tesisi olarak çalışmaya devam etmektedir. Ele alınan çalışmada Kocaeli ilinde faaliyet gösteren 12 adet ileri biyolojik arıtma tesisinin etkinlik ve verimlilik değerlendirmesinin yapılması amaçlanmaktadır. Söz konusu amaç bağlamında, veri zarflama analizi (VZA) ile Malmquist Toplam Faktör Verimliliği Endeksinin kullanımı tercih edilmiştir. Çalışmada gerçekleştirilen Banker-Charnes-Cooper (BCC) çıktı yönlü VZA analizinde, 2 girdi (yatırım maliyeti ve tesiste kullanılan elektrik miktarı) ile 3 çıktı (personel sayısı, nüfus ve debi) kullanılmış ve tesislerin 2020, 2021, 2022, 2023 yıllarına ait etkinlik değerlendirilmesi yapılmıştır. Analiz sonuçlarına göre, 12 tesisten 2020, 2021 ve 2022 yıllarında 9 tanesi etkin olurken, 2023 yılında ise 7 tanesinin etkin olduğu belirlenmiştir. Ardından gerçekleştirilen Malmquist Toplam Faktör Endeksi ile de ele alınan 4 yıllık dönem içerisinde, 12 tesisten 11 tanesinin etkinlik bulguları 1 değerinin üzerinde olduğu tespit edilmiştir. Çalışmada, özellikle son yıllarda Kocaeli özelinde ileri biyolojik arıtma tesislerinin sürdürülebilir çevre için önemine değinilmiş ve söz konusu ilin diğer illere de örnek teşkil etmesi dikkate alınarak çeşitli politika önerilerinde bulunulmuştur.

Keywords

• Atık su
• Veri Zarflama Analizi (VZA)
• Malmquist Endeksi
• Kocaeli

EFFECTIVENESS ANALYSIS OF WASTEWATER FACILITIES OPERATING IN KOCAELİ (2020-2023)

Abstract

Today, serious threats to the sustainability of life have emerged worldwide due to reasons such as industrial development, environmental pollution, climate change, ineffective resource distribution, and rapid population growth. The importance of treatment facilities is increasing day by day in order to reduce the danger and contribute to production by recovering resources. Thanks to biological treatment and advanced biological treatment facilities, the opportunity to fulfill the responsibility towards future generations can be achieved. These facilities are institutions that ensure the removal of substances such as organic substances and harmful microorganisms in wastewater and the effective cleaning of wastewater. While contributing to the reduction of environmental pollution, these facilities provide clean water production and water reuse. In recent years, the establishment of wastewater facilities has gained momentum all over the world and in Turkey for the problem of cleaning wastewater. In 2022, there are 1315 wastewater treatment facilities in Turkey and 51% of these facilities continue to operate as advanced biological treatment facilities. The aim of the study under consideration is to evaluate the effectiveness and efficiency of 12 advanced biological treatment facilities operating in Kocaeli province. In the context of the mentioned purpose, the use of data envelopment analysis (DEA) and Malmquist Total Factor Productivity Index was preferred. In the Banker-Charnes-Cooper (BCC) output-oriented DEA analysis carried out in the study, 2 inputs (investment cost and amount of electricity used in the facility) and 3 outputs (number of personnel, population and flow rate) were used and the efficiency of the facilities for the years 2020, 2021, 2022 and 2023 was evaluated. According to the analysis results, 9 out of 12 facilities were effective in 2020, 2021 and 2022, while 7 were determined to be effective in 2023. Then, with the Malmquist Total Factor Index carried out, it was determined that 11 out of 12 facilities had efficiency findings above the value of 1 in the 4-year period addressed. In the study, the importance of advanced biological treatment facilities for sustainable environment, especially in Kocaeli in recent years, was mentioned and various policy recommendations were made considering that the province in question sets an example for other provinces.

Keywords

• Wastewater
• Data Envelopment Analysis (DEA)
• Malmquist Index
• Kocaeli

References

1. Akhisar, İ. & Tezergil, S. (2014). Malmquist Toplam Faktör Verimlilik Endeksi: Türk Sigorta Sektörü Uygulaması. Finansal Araştırmalar ve Çalışmalar Dergisi, 5(10): 1-14.
2. Atukalp, M. E. (2018). Malmquist Toplam Faktör Verimliliği Endeksi İle Türk Bankacılık Sisteminde Bölgesel Performans Ölçümü. Finans Politik ve Ekonomik Yorumlar, (638): 17-34.
3. Ayyıldız, E., Yıldız, A., Taskın Gumus, A. & Ozkan, C. (2021). An İntegrated Methodology Using Extended Swara And Dea For the Performance Analysis of Wastewater Treatment Plants: Turkey Case. Environmental Management, 67(3): 449-467.
4. Banker, R. D., Charnes, A .& Cooper, W. W. (1984). Some Models for Estimating Technical And Scale İnefficiencies İn Data Envelopment Analysis. Management Science, 30(9): 1078-1092.
5. Bian, Y., Yan, S. & Xu, H. (2014). Efficiency Evaluation for Regional Urban Water Use And Wastewater Decontamination Systems İn China: A DEA Approach. Resources, Conservation and Recycling, 83: 15-23.
6. Castellet, L. & Molinos-Senante, M. (2016). Efficiency Assessment of Wastewater Treatment Plants: A data Envelopment Analysis Approach İntegrating Technical, Economic, And Environmental İssues. Journal of environmental management, 167(6), 160-166.
7. Caves, D. W., Christensen, L. R., & Diewert, W. E. (1982). The Economic Theory Of İndex Numbers And The Measurement Of İnput, Output, And Productivity. Econometrica: Journal of the Econometric Society, 1393-1414.
8. Charnes, A., Cooper, W. W., & Rhodes, E. (1978). Measuring The Efficiency Of Decision Making Units. European Journal Of Operational Research, 2(6): 429-444.

9. De Witte, K., & Marques, R. C. (2010). Designing Performance İncentives, An İnternational Benchmark Study İn The Water Sector. Central European Journal of Operations Research, 18: 189-220.
10. Deliktas, E. (2002). Türkiye Özel Sektör İmalat Sanayiinde Etkinlik ve Toplam Faktör Verimliliği Analizi. Middle East Technical University (METU) Studies İn Development, 29(2): 247-284.
11. Dinçer, E. (2008). Veri Zarflama Analizinde Malmquist Endeksiyle Toplam Faktör Verimliliği Değişiminin İncelenmesi ve İMKB Üzerine Bir Uygulama. Marmara Üniversitesi İktisadi ve İdari Bilimler Dergisi, 25(2): 825-846.
12. Environmental Protection Agency. (2018). Guidelines for the Application of Small-Scale, Decentralized Wastewater Treatment Systems, www.unep.org/resources/publication/guidelines-application-small-scale-decentralized-wastewater-treatment-systems, Erişim Tarihi: 26.05.2024.
13. Fare, R., Grosskopf, S., Norris, M., & Zhang, Z. (1994). Productivity Growth, Technical Progress, And Efficiency Change İn İndustrialized Countries. American Economic Review, 84(1): 66-83.
14. Farrel, M. J. (1957). The Measure of Productive Efficiency. Journal of The Royal Statistical Society, 253, 281. Gómez, T., Gémar, G., Molinos-Senante, M., Sala-Garrido, R. & Caballero, R. (2017). Assessing the Efficiency of Wastewater Treatment Plants: A Double-Bootstrap Approach. Journal of Cleaner Production, 164, 315-324.
15. Guerrini, A., Romano, G., Leardini, C., & Martini, M. (2015). Measuring The Efficiency Of Wastewater Services Through Data Envelopment Analysis. Water Science and Technology, 71(12): 1845-1851.
16. Hernández-Sancho, F. & Sala-Garrido, R. (2009). Technical Efficiency And Cost Analysis in Wastewater Treatment Processes: A DEA Approach. Desalination, 249(1), 230-234.
17. https://cevreselgostergeler.csb.gov.tr/atiksu-aritma-tesisi-ile-hizmet-verilen-belediyeler-i-85746, Erişim Tarihi: 26.05.2014.
18. https://csb.gov.tr/, Erişim Tarihi: 26.05.2014.
19. https://green-glossary.com/tr, Erişim Tarihi: 13.12.2024.
20. https://www.unep.org/resources/publication/guidelines-application-small-scale-decentralized-wastewater-treatment-systems. Erişim Tarihi: 26.05.2024.
21. https://www.unep.org/resources/report/wastewater-turning-problem-solution, Erişim Tarihi: 03.12.2024.
22. https://www.unep.org/topics/ocean-seas-and-coasts/ecosystem-degradation-pollution/wastewater/global-wastewater: Erişim Tarihi: 26.05.2024.
23. https://www.istanbul.edu.tr/tr/haber/istanbul-universitesi-izmit-korfezinde-calismalara-basladi-43006B0047007A004100780033005300450079004C0039007900700046006200610041004F003200370077003200, Erişim Tarihi: 07.12.2014.
24. İlleez, A. A., & Güner, M. (2018). Applications of Data Envelopment Analysis in Textile Sector. International Journal of Multidisciplinary Studies and Innovative Technologies, 2(2): 72-75.
25. İSU Faaliyet Raporu 2022, https://www.isu.gov.tr/icerik/detay.aspx?Id=782, Erişim Tarihi: 26.05.2024.
26. Karahan, M., & Akdağ, R. (2014). Veri Zarflama Analiziyle Hizmet Etkinliği Ölçümü: Diyarbakır DİSKİ Örneği. Selçuk Üniversitesi Sosyal Bilimler Enstitüsü Dergisi, (31.1): 179-187.
27. Koç, G., & Acar, D. (2018). Büyükşehir Su ve Atıksu İdarelerinin Verimliliklerinin Veri Zarflama Analizi İle Ölçümü. Mehmet Akif Ersoy Üniversitesi Sosyal Bilimler Enstitüsü Dergisi, 10(25): 566-590.
28. Lorenzo-Toja, Y., Vázquez-Rowe, I., Marín-Navarro, D., Crujeiras, R. M., Moreira, M. T., & Feijoo, G. (2018). Dynamic Environmental Efficiency Assessment For Wastewater Treatment Plants. The International Journal of Life Cycle Assessment, 23: 357-367.
29. Mahmoudi, M. J., Fathi, B., Sajadifar, H., & Shahsavari, A. (2012). Measuring Efficiency of Water And Wastewater Company: A DEA Approach. Research Journal of Applied Sciences, Engineering and Technology, 4(12): 1642-1648.
30. Malmquist, S. (1953). Index Numbers And İndifference Surfaces. Trabajos De Estadística, 4(2): 209-242.
31. Molinos-Senante, M. & Maziotis, A. (2022). Evaluation of Energy Efficiency of Wastewater Treatment Plants: The İnfluence of The Technology And Aging Factors. Applied Energy, 310, 118535, 1-8.
32. Saghafi, S., Ebrahimi, A., Mehrdadi, N. & Nabi Bidhendy, G. (2020). Energy-Efficiency Index in Industrial Wastewater Treatment Plants Using Data-Envelopment Analysis. Journal of Environmental Engineering, 146(2), 04019112, 1-7.
33. Sala-Garrido, R., Hernández-Sancho, F., & Molinos-Senante, M. (2012). Assessing The Efficiency Of Wastewater Treatment Plants İn An Uncertain Context: A DEA With Tolerances Approach. Environmental Science & Policy, 18: 34-44.
34. Şahin, H. O., & Kutbay, H. (2024). Veri Zarflama Analizi ile Kamusal Gelirlerin İçme Suyu ve Atık Su Toplama Merkezlerinde Dağıtıma Etkisinin İncelenmesi: MESKİ Örneği. MANAS Sosyal Araştırmalar Dergisi, 13(1): 150-169.
35. TÜÇA Faaliyet Raporu, 2023, https://webdosya.csb.gov.tr/db/tuca/duyurular/2023-yili-tu-c-a-faali-yet-raporu_20240708025949.pdf, Erişim Tarihi: 26.05.2024.
36. TÜİK, “Su ve Atıksu İstatistikleri, 2022”, https://data.tuik.gov.tr/Bulten/Index?p=Su-ve-Atiksu-Istatistikleri-2022-49607. Erişim Tarihi: 20.05.2024.
37. Villegas, A., Molinos-Senante, M., & Maziotis, A. (2019). Impact of Environmental Variables On The Efficiency Of Water Companies İn England And Wales: A Double-Bootstrap Approach. Environmental Science and Pollution Research, 26: 31014-31025.
38. Yadav, D. V., Parmar, D., Ganguly, R. & Shukla, S. (2022). Efficiency Evaluation of Sewage Treatment Plants in Delhi, India, Using Tolerance-Based Data Envelope Analysis. Environmental Monitoring and Assessment, 194(12), 867, 1-13.
39. Zhu, W., Duan, C. & Chen, B. (2024). Energy Efficiency Assessment of Wastewater Treatment Plants in China Based on Multiregional Input–Output Analysis And Data Envelopment Analysis. Applied Energy, 356, 122462, 1-13.