공공폐수처리시설은 국내 산업단지 등에 설치되어 각 공장에서 나오는 고농도 폐수를 유입, 맑고 깨끗하게 처리하여 방류함으로써 공공하천 및 연안 해역의 수질보전에 기여하고, 기업의 폐수처리 부담을 덜어주어 생산활동에 도움을 주므로 경제 활성화에도 기여하고 있는 시설이다. 본 연구의 목적은 국내 133개의 공공폐수처리시설을 대상으로 자료포락분석(DEA)과 맘퀴스트생산성지수(MPI) 분석기법을 활용하여 2015년부터 2019년까지의 효율성과 생산성을 실제 운영자료를 바탕으로 분석하여 수치로 확인함으로써 시설의 효율성 제고 방안 및 관련 정책 수립 등에 시사점을 제시하는 데 있다.
효율성의 개념은 투입 대비 산출 비율을 뜻하며, 상대 효율성(relative efficiency) 의미로 사용하였다. 생산성의 개념은 효율성 개념에 시간 흐름과 기술변화(technical change) 요인을 추가하여 효율성보다는 포괄적 개념으로 사용하였다. 생산성은 일정 시점부터 일정 시점까지 여러 개의 시점에 대해 투입 대비 산출의 비율변화는 물론, 기술변화의 내용까지 포함하고 있으므로 양적이고 정태적인 효율성 개념과는 다르게 질적이고 동태적인 개념으로 사용하였다.
자료포락분석(DEA)으로 효율성 분석 시 사용하는 변수 선정을 위하여 선행연구를 검토하였고, 공공하수도시설관련 선행연구 결과 등도 반영하였다. 투입변수는 공공폐수처리시설 운영 측면에서 인건비, 전력비, 약품비, 폐수 유입량 등 4개를, 산출변수는 BOD 부하 삭감량, COD 부하 삭감량, SS 부하삭감량, T-N 부하 삭감량, T-P 부하 삭감량 5개를 선정하였다.
자료포락분석(DEA) 결과, 133개 공공폐수처리시설의 규모수익불변을 가정한 기술효율성지수(CRS)는 평균 0.428로 확인되었고, 이 중 44개소 시설은 0.2이하로 나타났다. 이 결과는 많은 공공폐수처리시설에서 여전히 비효율적인 운영이 지속되고 있으므로 효율성 개선 여지가 많다는 것을 의미하며, 효율성지수의 중위수 값은 0.321로 나타나 규모가 매우 큰 일부 시설들이 효율성의 평균값을 상승시킨 결과로써 시설 간의 규모 편차가 상당히 크다는 것을 알 수 있고, 상대적으로 비효율적인 시설이 많으므로 개선해야 할 시설도 많음을 알 수 있었다.
시설의 효율성 향상을 위하여 인력 감축 등의 투입 요소 축소가 쉽지 않은 현실을 감안할 때 실질적으로 시설의 효율성이 향상되도록 기술개발과 혁신에 집중함과 더불어 우수인력 확보, 인력의 적정 배치, 운영인력에 대한 교육훈련 등을 통한 전문역량 제고 등을 병행 추진하는 것이 필요하다고 판단된다. 특히, 효율성지수가 0.2 이하로 매우 낮게 나타난 시설들은 집중 관리하여 관련 시설과 운영 부문 모두에 대하여 획기적인 개선을 하여야 할 것이다.
공공폐수처리시설의 유형별 상대적 효율성 분석 결과는, 시설용량 구분에 따른 분석 결과에서 용량이 제일 큰 그룹인 10,000m³/일 이상 시설이 500~1000m³/일, 1,001~3,000m³/일, 3,001~10,000m³/일 규모의 시설보다 모두 효율성지수가 크게 높은 것으로 나타났는바, 기존 규모의 경제로 용량이 클수록 효율성이 높다는 인식과 일치하는 결과로 나타났다. 그리고 고도처리시설 설치 여부에 따른 효율성 분석에서도 고도시설 설치시설이 미설치 시설보다 0.224(22.4%) 정도 더 높게 나타나, 고도시설설치 운영에 따른 오염물질 제거 효율은 기존 인식과 같이 나타났다. 시설이 위치한 산업단지 구분에 따른 효율성 분석에서는 국가산업단지 소재 시설의 효율성이 더 높은 것으로 확인되어 국가산업단지 소재 시설이 타 산단 소재 시설보다 효율적 운영이 이루어지고 있음을 알 수 있었다.
반면에 시설의 조성 시기, 주처리 공법, 지자체 직영 또는 전문업체 위탁운영 여부 등의 운영 주체, 수도권과 비수도권의 지역, 4대강 권역별 구분에 따른 운영 효율성에 대한 분석 결과는 통계적으로는 유의한 차이가 없는 것으로 나타났다.
주처리 공법별로 상대적 효율성지수 차이가 없는 결과는 공공폐수처리시설의 효율성과 생산성 측면에서 공법의 차이보다는 시설 운영 기술, 운영인력의 숙련도 등이 그 차이를 좌우할 수 있다고 볼 수 있는 것으로 큰 의미 있는 결과이다. 다만, 이 결과는 대부분 시설은 법정 방류수수질기준을 준수할 수 있는 범위에서만 안정적으로 운영하고, 다수의 시설은 주처리 공법 외에 별도의 후처리 공법 등을 설치하여 운영하는 경우가 많으므로 순수한 공법만의 효율성 차이와는 다소 차이가 있을 수 있다. 운영 주체별 분석에서도 민간 위탁운영 시설과 공공기관 직영시설과의 효율성지수도 통계적으로 의미 있는 차이가 없었다. 이 결과는 그간 운영 기술의 축적 등으로 운영 주체별 차이가 크지 않은 것으로 보인다.
맘퀴스트생산성지수(MPI) 분석 결과는, 133개 공공폐수처리시설의 생산성은 2015년부터 2019년까지 기간 동안 평균 1.5% 상승하였다. 전체 시설의 평균 생산성지수 변화율이 연평균 1.5% 상승한 원인은 시설별 기술 개발, 운영조건 개선 등을 도모하여 순수기술효율성변화율이 3.0%, 기술효율성이 2.8% 상승하여 동반 상승한 것으로 나타났다. 공공폐수처리시설의 생산성지수 상승이 다소 소폭인 이유는 시설이 설치되고 운영된 지 40여 년이 지나면서 상대적으로 변화가 많았던 초기 조성단계를 지나 비교적 안정적인 운영단계에 접어들었음을 알 수 있으나, 전체적인 생산성지수가 낮으므로 시설 운영의 효율성 개선은 여전히 필요함을 알 수 있었다. 결론적으로 본 연구 결과는 국내 공공폐수처리시설의 효율성과 생산성 제고를 위해서는 기술효율성 제고를 위한 내부 운영 개선을 통한 운영 효율화, 규모효율성을 위한 규모 확대 등의 노력이 필요하고, 기술개발과 혁신, 우수인력 확보, 인력의 적정 배치, 운영인력의 교육훈련 등을 통한 전문성 제고 등에 더욱 역점을 두어야 함을 보여주고 있다.