農村污水處理智能化建設研究
——以蘇南地區為例

陳麗秋

（黑龍江省四海同鑫建筑工程有限責任公司，黑龍江 哈爾濱 150000）

基于鄉村振興戰略的前提下，“建設美好農村”與“實現人與自然間的和諧共存”觀念已成為鄉村發展的新目標。水污染在農村環境污染中占據重要地位，從建國以來，水資源污染便成了衛生防護過程中的重點問題，也是環境保護的工作重心[1]。針對村莊排放的廢水污水，國家和各級政府機關采取了各項方案來對其進行治理。在各大鄉村建設一系列污水處理裝置，資金花費大，污染治理成本較高。但如何提高污水處理工程后期的污染防護效果，卻往往被忽略。該行為使得各政府機關所投資的污染治理工程成為“無用功”，起不到實際作用。造成土地資源的荒廢，使得土地有效利用率低，無法及時有效地對鄉村產生的污水進行治理，發生惡性循環。作者試圖探索新型的智能化污水處理計劃，來深入貫徹落實污水治理系統在鄉村地區的實施。

1 農村污水治理的背景及意義

農村的污水處理過程比城市更具特殊性，而且情況更具復雜性。“建管分離”是指將“建設城市”與“管理城市”兩大職能進行分離，這使得污水處理工程質量與設施建設完成后的工作質量都遠達不到預期，必然會導致污染治理工程運行效率大大降低，達不到預期效果。所以，為完成農村污水處理裝置從開始興建到正常工作的過渡，應采取“建管一體化”方案[2]。如今，智能信息化的建設為進一步處理農村污水問題提供了更多想法和方案。

1.1 鄉村振興戰略要求探究鄉鎮污水處理新模式

黨的第十九次全國代表大會上指出，鄉村振興戰略的目標為“保持人與自然和諧共處，走農村綠色發展道路”。但如今水資源污染狀況已嚴重復雜化，在鄉村排污體系正常工作期間，污水處理裝置應及時保修維護，以保證污水處理設施體系正常工作[3]。所以，在鄉村振興戰略的支持下，要努力制定一個能夠可持續發展且長久運營的農村污水處理方案，走農村綠色發展道路，從而使得鄉村振興的宏偉目標成為現實。

1.2 “智能+”為鄉村污水治理提供創新抓手

“智能+”是“人工智能+”的簡稱，為“互聯網+”的下一站，它能夠把IOT信息技術與環境監測進行深度結合，使復雜系統有效化管理得以實現。李總理曾連續多年在所作報告中提到“人工智能（AI）產業”的發展情況，且首次公開提到“智能+”的概念。“智能+”的“+”能夠同其他領域進行結合，達到更接近預期的結果。然后，“智能+環保”能夠運用智能化機器、智能化網絡、智能化互動系統，來對更智能化的經濟發展模式及社會生態系統進行開發。同理，將“智能+”同農村污水處理進行結合，建設新的智能化污水處理運營模式，更好更快地步入鄉村振興之路。

1.3 蘇南地區污水治理缺乏長效管理機制

在污水處理方面，江蘇太湖農村地區雖然處于國內前列，但水污染有效處理率依然比較低[4]。環太湖污水治理工程在運行監管過程中存在管理與維護不及時、大量廢水治理設施閑置、污水再處理后的有效利用率較低等現象，污水處理項目的穩定持久運營仍然得不到有效保障。但江蘇省其他農村地區大多采用分散式污水治理體系，基礎設施不健全，理想運營模式達不到預期。

2 村鎮污水處理存在的問題

2.1 重建輕管現象嚴峻

“三分建設、七分管理”，后期管理比前期基礎建設更加重要，一個污染處理項目的實施，重點是對工程初期的布局設計和對污染水體的污水治理項目的基礎建設，政府機關的資金投入是一個運營時間較長的國民服務項目，旨在解決農村地區污水產生和治理問題，使水質得以改善。但若后期管理不慎，污水處理項目就會被閑置，成為無實際意義的“曬太陽”工程。

2.2 污水處理設施分布分散

相比城鎮而言，農村的地形相對復雜，污水治理裝置分布較為分散。國內現在的鄉村廢水處理還處于前期摸索階段，主要包括分散式運營管理模式以及各地區縣、區、鄉三級污水處理廠的集中處理模式和居住區村莊集中處理模式[5]。“一村一建”問題的存在，致使鄉村建設規范化管理機制并不健全，各農村鄉鎮間相互獨立，智能化建設不達標，導致污水治理效果不均衡，效率不顯著，進一步增加了管理難度。

2.3 缺乏統一排污標準

最近，我國頒布了關于排污治理的《農村污水處理廠污染物排放標準》，但鄉村地區相對于城市存在差異，經濟水平相對落后，基礎設施不達標，政府機關規定的標準對民眾的規范化程度不高，區域差異也很大。因此，利用法律法規對農村污水排放進行治理并不容易。

2.4 權責主體模糊

農村污水治理設施從開工建設到系統正常運行，應明確各階段的責任，大多數鄉村項目起初都是政府機關資助的，即創建一個以改善各地水資源為目標的惠民政策。當污水治理項目結束后，由誰負責項目的正常運行和后期的系統維護工作，是繼續通過政府在后期投入資金來管理還是將項目移交給第三方。農村建設污染治理項目后期缺乏統一的詳細測評及管理方案，造成權責主體模糊，進一步使得治污項目被閑置，起不到任何實際作用。

3 國內外目前鄉村污水處理的運維模式分析

3.1 政府主導型

農村污水治理項目從頭到尾都是由政府進行統一管理，政府機關資金投入大。優點是可最大限度地突顯政府機關對污水治理裝置的重視。劣勢是農村人口參與度低，不能確保水資源再利用化的有效防護，而市場管理機制極易導致運營效率較低的情況，且存在運營基金瓶頸期及污水處理費的相關問題。

3.2 社會資本參與型

社會資本的參與模式大多是市場導向的開放污水處理機制，不再被各政府機關所壟斷。如BOT、OM、TOT、EPC、PPP、DBO等運營模式。以上模式在水污染處理的某一方面進行社會資金投入，由政府機關和公司共享，這樣可以有效降低政府機關財政壓力，提高工程運營效率。但同時也具備一定風險，尤其對資金投入環境和當前經濟形勢有較大的影響。

3.3 專業第三方管理型

政府部門企業通過第三方來進行集中管理。運用智能化運營機制來達到資源的共享，對人力物力資源進行集中調度，對設備進行集中管理維護。然而,依然有諸多限制條件，如運輸成本提高、地理條件的要求嚴格，以及所需的污水排放治理工廠要求各村莊間的距離控制在一定范圍內，不應過遠，還需要解除行政區域與管理部門的各種限制，選擇適當的鄉村污水排放治理方案。

4 智能化污水處理管理模式

智能化為二十一世紀的發展趨向。把“智能+”同水污染處理體系進行結合，在IOT及網絡計算的技術支持下，對水污染治理設施工程進行實時監控，存儲的數據信息再進一步傳輸到云平臺上，并對其進行理性分析，旨在實現水污染區域的程序化管理、規范化管理及智能化管理。促進員工間的合作，通過遠程實時監控，加強各級職能部門的監管工作。利用智能化運營方案來完成“建管一體化”的目標，如圖1。

圖1 智能化污水治理管理模式原理圖

可在以下方面來實現水污染處理管理模式的智能化建設：

4.1 信息采集

通過當代遙控傳感技術，對凈水裝置及給排水儀器進行全方位、超精確的監測。采用管道智能檢測機器人來取代傳統型手動檢測，不僅可以實現精確收集水資源污染信息，還可以節省勞動力成本，使機器采集整個過程的智能化建設得以實現。“本世紀新興的信息化產業逐漸發展到水資源治理領域，使水資源治理更加便捷、高效[6]”。

4.2 數據存儲

村莊的污水處理廠分布比較分散，且數量眾多，生成的實時數據繁瑣復雜，需要開發一個可將數據統一傳輸到云平臺中的水資源管理數據庫，通過信息存儲來簡化后期工作。因此可以達到信息智能存儲的規范條件，且便于進一步的可持續發展智能化建設。“現階段任務對存儲記錄的快速檢索、計算及管理奠定了硬性條件，怎樣從大規模數據中快速得到所需的目標信息，這已成為基于互聯網體系的水務治理智能化建設中的一個必不可少的條件[7]”。

4.3 設備管理

通過虛擬專用網絡來對污水處理設施工作情況進行實時感知，達到管理人員和給排水裝置的視覺接觸的要求，從而能對污水處理設施盡快維修。

4.4 人員監控

通過全球定位系統（GPS）等相關技術監督污水處理廠的員工，同時也遠程監控每個污水處理系統的實時運營狀況，以確保工作的正常運行。

5 “智能+”污水處理模式對蘇南鄉村地區的借鑒

總而言之，水污染處理的智能化建設與傳統型分散式水污染處理機制相比具有無與倫比的優點。例如節省了勞動力成本，使政府機關的財政壓力得到釋放，改善了水環境處理的宏觀控制，人工配置及系統設備參數得到了優化，實現了“建管統一”的偉大目標，使水污染處理項目得以深入貫徹。把這種模式應用于蘇南的農村地區，能夠得到以下啟發與提示。

5.1 區域式管理

把具有類似經濟發展程度及地理位置的村莊劃分為同一地區。如以蘇南太湖為中心的附近地區便是同一區域。在同一地區使用同一個管理系統，由專業第三方進行統一控制及管理，實現區域化聯系。一方面，能夠通過共享數據及時促進工作人員找到每個污水處理廠的檢測標準，獲得且累積更多經驗，以便通過更高效的管理來確保設施的正常運行；另一方面，適當進行裁員，避免員工過多的現象發生，進一步提升綜合運營效率。

5.2 設立統一標準

由于各村莊間也存在一些差距，無法通過“一刀切”方案來制定統一的污染物排放標準。參照上段提到的劃分區域方式，能夠針對污水排放、設施運行維護情況、污水處理方案等內容，使管理有確切依據，并將排污項目落在實處。鄉村生活污水排放標準的出臺需深入研究，且在實踐過程中積累經驗，最終利用相關的技術來制定適合的污水排放標準。“該領域的一些專家表明，應參照鄉村具體特征及各地條件來修改排放標準，出臺配套運營的智能化建設以及相關的工程運營管理方案[8]”。

5.3 搭建網絡平臺

創建一個各村莊間的智能化管理控制系統，建立移動客戶端，通過手機應用程序軟件來完成污水排放處理廠的日常檢查任務發送、網站檢查記錄的信息填報等內容，將所有水污染的數據信息傳輸到智能管理平臺中，且運用云存儲、大數據庫的方式，將大量的信息進行分析處理，并不斷完善，使得各地區間信息共享成為現實，所有員工均得到處理后的最新數據。

5.4 培訓管理人員

由于農村地區的文化基礎相對較弱，居民的文化層面偏低，而智能化建設對管理者的文化程度要求較高，所以，有必要對污水處理廠區的管理者進行技術引導、文化教育、知識培訓，來提升管理團隊的管理能力及整體質量。同時，還應從思想上加強對居民的培訓，使居民具備強烈的環境防護意識。

5.5 建立智能化控制系統

污水管理站應建在區域中各村莊間中心位置，距離各村間的距離更短，節約了運輸費用。對工廠的各種設備采取智能化檢測手段，實時監控污水處理設備的吞吐量及設備存儲的工作數據，運用監控設施對相關工作進行實時安全保衛。當儀器設備發生故障，設備將啟動主動告警服務，把告警信息傳輸到云平臺上，技術工程師將盡快進行修復。

6 結束語

農村污水處理項目“建管分離”現象會造成廢水治理設施的閑置，成為“無用功”，起不到實際作用，造成土地資源的荒廢，使得土地有效利用率低，無法及時有效地對鄉村產生的污水進行治理，發生惡性循環。所以對污水處理運營維護工作的深入實施起著關鍵作用。對污水處理機制進行智能化建設無疑是一個不錯的決定，借助IOT和大數據，將智能化的建設和管理進行結合，從而完成“鄉村水利+智能化”的目標。此外，在具體實例中也要注意各村莊差異，在當地建立科學的高效智能化污水管理體系，實現集約化管理。