农村污水处理智能化建设研究——以苏南地区为例

陈丽秋

（黑龙江省四海同鑫建筑工程有限责任公司，黑龙江 哈尔滨 150000）

基于乡村振兴战略的前提下，“建设美好农村”与“实现人与自然间的和谐共存”观念已成为乡村发展的新目标。水污染在农村环境污染中占据重要地位，从建国以来，水资源污染便成了卫生防护过程中的重点问题，也是环境保护的工作重心[1]。针对村庄排放的废水污水，国家和各级政府机关采取了各项方案来对其进行治理。在各大乡村建设一系列污水处理装置，资金花费大，污染治理成本较高。但如何提高污水处理工程后期的污染防护效果，却往往被忽略。该行为使得各政府机关所投资的污染治理工程成为“无用功”，起不到实际作用。造成土地资源的荒废，使得土地有效利用率低，无法及时有效地对乡村产生的污水进行治理，发生恶性循环。作者试图探索新型的智能化污水处理计划，来深入贯彻落实污水治理系统在乡村地区的实施。

1 农村污水治理的背景及意义

农村的污水处理过程比城市更具特殊性，而且情况更具复杂性。“建管分离”是指将“建设城市”与“管理城市”两大职能进行分离，这使得污水处理工程质量与设施建设完成后的工作质量都远达不到预期，必然会导致污染治理工程运行效率大大降低，达不到预期效果。所以，为完成农村污水处理装置从开始兴建到正常工作的过渡，应采取“建管一体化”方案[2]。如今，智能信息化的建设为进一步处理农村污水问题提供了更多想法和方案。

1.1 乡村振兴战略要求探究乡镇污水处理新模式

党的第十九次全国代表大会上指出，乡村振兴战略的目标为“保持人与自然和谐共处，走农村绿色发展道路”。但如今水资源污染状况已严重复杂化，在乡村排污体系正常工作期间，污水处理装置应及时保修维护，以保证污水处理设施体系正常工作[3]。所以，在乡村振兴战略的支持下，要努力制定一个能够可持续发展且长久运营的农村污水处理方案，走农村绿色发展道路，从而使得乡村振兴的宏伟目标成为现实。

1.2 “智能+”为乡村污水治理提供创新抓手

“智能+”是“人工智能+”的简称，为“互联网+”的下一站，它能够把IOT信息技术与环境监测进行深度结合，使复杂系统有效化管理得以实现。李总理曾连续多年在所作报告中提到“人工智能（AI）产业”的发展情况，且首次公开提到“智能+”的概念。“智能+”的“+”能够同其他领域进行结合，达到更接近预期的结果。然后，“智能+环保”能够运用智能化机器、智能化网络、智能化互动系统，来对更智能化的经济发展模式及社会生态系统进行开发。同理，将“智能+”同农村污水处理进行结合，建设新的智能化污水处理运营模式，更好更快地步入乡村振兴之路。

1.3 苏南地区污水治理缺乏长效管理机制

在污水处理方面，江苏太湖农村地区虽然处于国内前列，但水污染有效处理率依然比较低[4]。环太湖污水治理工程在运行监管过程中存在管理与维护不及时、大量废水治理设施闲置、污水再处理后的有效利用率较低等现象，污水处理项目的稳定持久运营仍然得不到有效保障。但江苏省其他农村地区大多采用分散式污水治理体系，基础设施不健全，理想运营模式达不到预期。

2 村镇污水处理存在的问题

2.1 重建轻管现象严峻

“三分建设、七分管理”，后期管理比前期基础建设更加重要，一个污染处理项目的实施，重点是对工程初期的布局设计和对污染水体的污水治理项目的基础建设，政府机关的资金投入是一个运营时间较长的国民服务项目，旨在解决农村地区污水产生和治理问题，使水质得以改善。但若后期管理不慎，污水处理项目就会被闲置，成为无实际意义的“晒太阳”工程。

2.2 污水处理设施分布分散

相比城镇而言，农村的地形相对复杂，污水治理装置分布较为分散。国内现在的乡村废水处理还处于前期摸索阶段，主要包括分散式运营管理模式以及各地区县、区、乡三级污水处理厂的集中处理模式和居住区村庄集中处理模式[5]。“一村一建”问题的存在，致使乡村建设规范化管理机制并不健全，各农村乡镇间相互独立，智能化建设不达标，导致污水治理效果不均衡，效率不显著，进一步增加了管理难度。

2.3 缺乏统一排污标准

最近，我国颁布了关于排污治理的《农村污水处理厂污染物排放标准》，但乡村地区相对于城市存在差异，经济水平相对落后，基础设施不达标，政府机关规定的标准对民众的规范化程度不高，区域差异也很大。因此，利用法律法规对农村污水排放进行治理并不容易。

2.4 权责主体模糊

农村污水治理设施从开工建设到系统正常运行，应明确各阶段的责任，大多数乡村项目起初都是政府机关资助的，即创建一个以改善各地水资源为目标的惠民政策。当污水治理项目结束后，由谁负责项目的正常运行和后期的系统维护工作，是继续通过政府在后期投入资金来管理还是将项目移交给第三方。农村建设污染治理项目后期缺乏统一的详细测评及管理方案，造成权责主体模糊，进一步使得治污项目被闲置，起不到任何实际作用。

3 国内外目前乡村污水处理的运维模式分析

3.1 政府主导型

农村污水治理项目从头到尾都是由政府进行统一管理，政府机关资金投入大。优点是可最大限度地突显政府机关对污水治理装置的重视。劣势是农村人口参与度低，不能确保水资源再利用化的有效防护，而市场管理机制极易导致运营效率较低的情况，且存在运营基金瓶颈期及污水处理费的相关问题。

3.2 社会资本参与型

社会资本的参与模式大多是市场导向的开放污水处理机制，不再被各政府机关所垄断。如BOT、OM、TOT、EPC、PPP、DBO等运营模式。以上模式在水污染处理的某一方面进行社会资金投入，由政府机关和公司共享，这样可以有效降低政府机关财政压力，提高工程运营效率。但同时也具备一定风险，尤其对资金投入环境和当前经济形势有较大的影响。

3.3 专业第三方管理型

政府部门企业通过第三方来进行集中管理。运用智能化运营机制来达到资源的共享，对人力物力资源进行集中调度，对设备进行集中管理维护。然而,依然有诸多限制条件，如运输成本提高、地理条件的要求严格，以及所需的污水排放治理工厂要求各村庄间的距离控制在一定范围内，不应过远，还需要解除行政区域与管理部门的各种限制，选择适当的乡村污水排放治理方案。

4 智能化污水处理管理模式

智能化为二十一世纪的发展趋向。把“智能+”同水污染处理体系进行结合，在IOT及网络计算的技术支持下，对水污染治理设施工程进行实时监控，存储的数据信息再进一步传输到云平台上，并对其进行理性分析，旨在实现水污染区域的程序化管理、规范化管理及智能化管理。促进员工间的合作，通过远程实时监控，加强各级职能部门的监管工作。利用智能化运营方案来完成“建管一体化”的目标，如图1。

图1 智能化污水治理管理模式原理图

可在以下方面来实现水污染处理管理模式的智能化建设：

4.1 信息采集

通过当代遥控传感技术，对净水装置及给排水仪器进行全方位、超精确的监测。采用管道智能检测机器人来取代传统型手动检测，不仅可以实现精确收集水资源污染信息，还可以节省劳动力成本，使机器采集整个过程的智能化建设得以实现。“本世纪新兴的信息化产业逐渐发展到水资源治理领域，使水资源治理更加便捷、高效[6]”。

4.2 数据存储

村庄的污水处理厂分布比较分散，且数量众多，生成的实时数据繁琐复杂，需要开发一个可将数据统一传输到云平台中的水资源管理数据库，通过信息存储来简化后期工作。因此可以达到信息智能存储的规范条件，且便于进一步的可持续发展智能化建设。“现阶段任务对存储记录的快速检索、计算及管理奠定了硬性条件，怎样从大规模数据中快速得到所需的目标信息，这已成为基于互联网体系的水务治理智能化建设中的一个必不可少的条件[7]”。

4.3 设备管理

通过虚拟专用网络来对污水处理设施工作情况进行实时感知，达到管理人员和给排水装置的视觉接触的要求，从而能对污水处理设施尽快维修。

4.4 人员监控

通过全球定位系统（GPS）等相关技术监督污水处理厂的员工，同时也远程监控每个污水处理系统的实时运营状况，以确保工作的正常运行。

5 “智能+”污水处理模式对苏南乡村地区的借鉴

总而言之，水污染处理的智能化建设与传统型分散式水污染处理机制相比具有无与伦比的优点。例如节省了劳动力成本，使政府机关的财政压力得到释放，改善了水环境处理的宏观控制，人工配置及系统设备参数得到了优化，实现了“建管统一”的伟大目标，使水污染处理项目得以深入贯彻。把这种模式应用于苏南的农村地区，能够得到以下启发与提示。

5.1 区域式管理

把具有类似经济发展程度及地理位置的村庄划分为同一地区。如以苏南太湖为中心的附近地区便是同一区域。在同一地区使用同一个管理系统，由专业第三方进行统一控制及管理，实现区域化联系。一方面，能够通过共享数据及时促进工作人员找到每个污水处理厂的检测标准，获得且累积更多经验，以便通过更高效的管理来确保设施的正常运行；另一方面，适当进行裁员，避免员工过多的现象发生，进一步提升综合运营效率。

5.2 设立统一标准

由于各村庄间也存在一些差距，无法通过“一刀切”方案来制定统一的污染物排放标准。参照上段提到的划分区域方式，能够针对污水排放、设施运行维护情况、污水处理方案等内容，使管理有确切依据，并将排污项目落在实处。乡村生活污水排放标准的出台需深入研究，且在实践过程中积累经验，最终利用相关的技术来制定适合的污水排放标准。“该领域的一些专家表明，应参照乡村具体特征及各地条件来修改排放标准，出台配套运营的智能化建设以及相关的工程运营管理方案[8]”。

5.3 搭建网络平台

创建一个各村庄间的智能化管理控制系统，建立移动客户端，通过手机应用程序软件来完成污水排放处理厂的日常检查任务发送、网站检查记录的信息填报等内容，将所有水污染的数据信息传输到智能管理平台中，且运用云存储、大数据库的方式，将大量的信息进行分析处理，并不断完善，使得各地区间信息共享成为现实，所有员工均得到处理后的最新数据。

5.4 培训管理人员

由于农村地区的文化基础相对较弱，居民的文化层面偏低，而智能化建设对管理者的文化程度要求较高，所以，有必要对污水处理厂区的管理者进行技术引导、文化教育、知识培训，来提升管理团队的管理能力及整体质量。同时，还应从思想上加强对居民的培训，使居民具备强烈的环境防护意识。

5.5 建立智能化控制系统

污水管理站应建在区域中各村庄间中心位置，距离各村间的距离更短，节约了运输费用。对工厂的各种设备采取智能化检测手段，实时监控污水处理设备的吞吐量及设备存储的工作数据，运用监控设施对相关工作进行实时安全保卫。当仪器设备发生故障，设备将启动主动告警服务，把告警信息传输到云平台上，技术工程师将尽快进行修复。

6 结束语

农村污水处理项目“建管分离”现象会造成废水治理设施的闲置，成为“无用功”，起不到实际作用，造成土地资源的荒废，使得土地有效利用率低，无法及时有效地对乡村产生的污水进行治理，发生恶性循环。所以对污水处理运营维护工作的深入实施起着关键作用。对污水处理机制进行智能化建设无疑是一个不错的决定，借助IOT和大数据，将智能化的建设和管理进行结合，从而完成“乡村水利+智能化”的目标。此外，在具体实例中也要注意各村庄差异，在当地建立科学的高效智能化污水管理体系，实现集约化管理。