大数据在农村污水治理中的作用研究

2021-01-02湖北君邦环境技术有限责任公司任瑞

区域治理 2021年5期

湖北君邦环境技术有限责任公司任瑞

我国农村面积广大，农村污水治理对改善人居环境、保障水生态环境持续向好有着重要意义。但现阶段我国农村水环境治理工作中还存在着一些不足：一方面，治理投入不足，极大地制约了农村地区深入开展污水治理；另一方面，农村散排、乱排现象突出，也影响了农村地区污水治理成效。因此，统筹考虑成本需求和特殊环境，制定科学治理农村污水的方案，才能够解决生态环境问题。

在互联网时代，将大数据应用到农村污水治理中，分析污水组成和污水排放特征、规律等内容，可为治理农村污水提供数据参照。

一、阐述农村污水相关内容

（一）农村污水概述

农村污水是指农村居住区范围内产生的以居民生活污水为主的综合排放污水，如厨房用水、洗浴用水、洗衣污水、粪便污水和生活垃圾、渗滤污水等。主要分黑水和灰水两大类，黑水指厕所冲洗粪便的高浓度生活污水。灰水指除冲厕用水以外的厨房用水、洗衣和洗浴用水等的低浓度生活污水。

农村生活污水种类多、排放量大，水质间存在较大差异，有机物浓度高[1]。农村污水若未经处理或者处理不达标直接向周边排放，会降低地表水质，使湖泊和河道污染严重，打破农村生态环境平衡，危害居民身体健康，使生态环境质量和人们生活环境受到影响。

（二）农村污水水质特征

农村生活污水水质和当地经济水平、地理环境等因素有着直接关联，农村污水特征和污染物种类与城市生活污水相似，包含氮、磷等物质，同时具有可生化性，且包含有毒有害物质。据调查可知，由于各地区农村居民生活有较大差异，农村生活污水水质在不同时段也会出现变化，但总体来说，农村个人用水量低于城市。农村污水排放时间较固定，三餐时用水、排水量多，而其他时间用水、排水量较少或为零排放。

（三）农村污水来源

第一，农药残余产生的污水。我国为农业大国，耕地面积广大。农药使用量大，而农作物仅可吸收30%的农药，剩余70%的农药会随灌溉、降雨等进入水体和土壤中[2]。农药通常残留在农田和水土中，严重破坏农村水土环境。

第二，生活废水。农村生活水平得到提升，生活条件改善，部分有机生活用品包含着无法被土壤分解的有害物质，但由于农民缺少防范环境污染的意识，会将未经处理的有害物质排入到周边环境，破坏农村生活环境。

第三，工业进程产生的废水。我国政府加大农村建设力度，但很多工业工程设施建设过程中缺乏处理生产废水的环保装置，工业废水未经处理直排到周边河流及土地，会威胁地下水安全，污染农村生活环境。

二、农村污水治理过程中的问题

（一）农村污水治理技术的选择

农村污水治理要从农业、环境保护、卫生健康等多方面综合考虑，但政府管理体制并未根据污水处理系统的相应功能进行划分。因此在处理农村污水时，存在着监管不到位、组织不合理的情况。

污水处理主要分为集中处理和分散处理两种处理方式，集中处理是指对一定区域内产生污水通过管道收集，输送至指定地点（一般为污水处理厂）进行处置，通常应用在人口规模较大的城镇；分散处理是指以就地的处理方式，对农户、街区或独立建筑物产生的污水进行处理，无需大范围的管网收集系统，通常应用在人口规模较小的农村区域。

结合农村实际发展情况，从技术、经济和生态环境方面综合考虑，农村地区应选择分散处理方式处理污水，但我国目前未把农村污水分散处理相关工作交由独立管理部门对待，且应用城市污水处理管理制度无法满足农村污水处理需求，致使大部分处理技术标准、监管标准无法有效实施。另外，农村污水处理应用分散处理方式时，在组织实施过程中要求较高，且我国缺少成熟经验。最后，农村情况较复杂，干部管理水平和村民素质均有待提升，农村污水实际处理实施难度较大。

（二）农村污水治理工程量大，运行、建设成本高

农村污水处理工程包括室外排水、室内卫生设备、污水处理设施等多部分，若按照个人卫生需求、环境需求、社区需求进行处理，这些组成部分均无法独立解决，需要将其构成有机整体，才能保证污水治理实现最佳效果，同时，施工过程较复杂且标准不统一。另外，农村基础设施建设还有待完善，一些农村污水处理的项目需要构建室外排水设备，且需要改造室内卫生间，工程量大、施工繁琐，而农村人口密度低，除土地成本外，在达到相同排放水质的标准上，导致建设成本高，缺少长期运营维护的人力、资金和技术支撑[3]。

三、阐述大数据的相关内容

（一）大数据概念

大数据是指无法在一定时间范围内用常规软件工具进行捕捉、管理和处理的数据集合，是需要新处理模式才能具有更强的决策力、洞察发现力和流程优化能力的海量、高增长率和多样化的信息资产。它无法使用常规统计法分析海量数据，分析软件能够有效处理大量数据信息，并且对其进行分类。大数据可用于存储、分析、挖掘和管理技术体系中[4]。

（二）大数据优势

随着我国科学技术快速发展，物联网、移动互联网、云计算技术也不断被应用于各行各业，大数据技术也有效地与相关产业实现了全面融合，创新了传统产业，改变了传统产业的经营方式、生产方式和商业模式。由此可见，大数据的优势主要有以下几点。

第一，数据量大。大数据中庞大的数据量是其基本优势，同时也使得处理数据由单一个体转化为多方实施云平台处理。第二，处理数据效率快。传统海量数据处理和大数据处理间存在差异，大数据应用有关技术知识处理速度快，能够有效分析相关数据。第三，数据的多样性。多样性作为大数据的主要特性，主要表现在数据类型多种多样，需要从数据的多角度、多方面阐述事物属性，以保证数据精准度。第四，大数据价值高。大数据具有较高价值，而单一数据价值较低，为了能够获取更多事物细节，需要应用大量原始数据，此数据价值较高[5]。如大数据在能源行业的应用，近年来，智能电网高速发展，电力工业掌握大量用户用电信息，通过合理应用大数据技术分析用户用电的情况，从而改变电网运行模式。

四、应用大数据治理农村污水的有关策略

目前农村污水治理主要面临水体较分散、水质恶化、治理技术不成熟、投入不足等问题，大数据的出现有利于通过数据集成、对比分析，更优、更好地找到解决农村污水治理问题的针对性措施，从而降低农村污水治理的重复投入成本，改变农村污水治理的困局。

（一）实时获取信息

近年来，通过“以奖促治”政策的实施，数百亿元财政资金用于治理农村环境，使得城乡污水处理设施建设有了长足发展，污水管网建设短板作为配套设施也得到了一定弥补。但总体来看，排水管网建设速度仍然小于污水处理厂建设速度，排水管网建设不足的矛盾突出，致使污水处理厂建而难用、用而不优。

另外，与城镇污水处理厂相比，我国农村、乡镇污水处理设施建设依然不足。有数据表明，全国建设完成的乡镇污水处理厂不足一千个，相比于人口经济较为集中的城镇，由于乡镇人口分散、支付能力有限等原因，管网建设明显滞后，以致约束着乡镇污水处理厂的发展。与此相比，分散式污水处理设施则表现出更加优越的适应性[6]。大数据在监控厂网建设进度、分散式污水治理设施运行情况等过程中扮演着重要角色。

（二）降低运营维护成本

将大数据应用于农村污水治理中，有利于提高经济效益，节省运维费用。农村污水治理村在多流程花费维护费用，如配件更换、生物处理工艺、化学药剂等，应用大数据系统能够获取污水治理设施修建、定期维护的时间，从而延长其使用年限、节省成本，同时为治理农村污水缩减流程。在污水治理中，应用大数据还可为处理污水提供帮助，工作人员可结合大数据模型，实时分析定制开发固定指标报表、指标统计等内容，同时针对这些内容作出预测判断，并且将大数据应用在污水治理中，能够保证更加准确地投加化学药剂、优化刮泥机、实现精准曝气等，从而提升治理效率，实现安全治理的目标。