一、村鎮污水治理背景
在鄉村振興戰略施行和全面推進(jìn)建成小康社會(huì )的新時(shí)代背景下,鄉村生態(tài)文明建設取得良好進(jìn)展,污水治理成效顯著(zhù)。然而在新時(shí)代中,村鎮地區污水處理管理方面出現了新的問(wèn)題,為此亟需探索出適宜村鎮地區的污水處理運行管理模式。同時(shí),隨著(zhù)智能化時(shí)代的到來(lái),運用智能化設備的“智能+污水治理”也成為目前村鎮地區污水治理發(fā)展的新趨勢。其在一定程度上解決了村鎮地區分散式污水處理設施以及后期人工監管存在的諸如人力成本高、處理效率低、問(wèn)題發(fā)現不及時(shí)等問(wèn)題。
然而高智能化設備成本高,村鎮地區的經(jīng)濟發(fā)展狀況以及污水處理領(lǐng)域相較于城鎮有很大程度的落后?!澳壳拔覈鴮τ诠I(yè)及城市的污水治理技術(shù)較為成熟,而村鎮污水治理仍處于薄弱環(huán)節”。因此應因地制宜地設計適于村鎮地區的智能化管理模式,匹配當地經(jīng)濟發(fā)展狀況,科學(xué)長(cháng)效的治理村鎮污水。
二、村鎮污水治理現狀—以蘇南地區為例
2.1 村鎮污水治理概況
蘇南村鎮地區相較于全國,經(jīng)濟發(fā)展水平較高,污水治理成效顯著(zhù)。大部分村莊有覆蓋全村的生活污水收集管網(wǎng)以及完善的污水處理設施。在污水處理方面,蘇南村鎮大多采用生物膜化處理,將收集起來(lái)的污水通過(guò)生物菌落作用進(jìn)行處理并達標排放。由于村莊地理位置以及居民居住點(diǎn)分散,蘇南村鎮普遍采用傳統的分散式污水處理裝置。污水處理設施大多由政府投資建設,第三方環(huán)保公司進(jìn)行設施的后期運營(yíng)管理以及維護。部分先進(jìn)示范村在污水處理設施的后期運營(yíng)管理方面使用了智能化設備,具有自動(dòng)監測污水處理設施運行情況以及報警功能。當設備運行出現問(wèn)題后自動(dòng)報警并將數據上傳至云端,通知相關(guān)人員進(jìn)行檢查維護。
然而蘇南地區村鎮在污水治理方面仍存在一些問(wèn)題,由于采用分散式污水處理方式以及后期人工巡檢的運維方式,設施分隔距離遠,使得資源配置利用率低,后期運營(yíng)維護投入成本高。并且對于人工巡檢間隔期間的設備故障等問(wèn)題無(wú)法及時(shí)進(jìn)行有效處理,效率低。導致污水處理設施的出水質(zhì)量不穩定,主要設備無(wú)法長(cháng)期高效工作。并且鄉村缺乏相關(guān)的專(zhuān)業(yè)人員,長(cháng)久導致污水處理設施無(wú)法到達預期治理效果。
同時(shí),部分采用智能化設備的村鎮雖然在一定程度上解決了分散式治理帶來(lái)的一系列問(wèn)題,然而仍存在著(zhù)部分污水處理設施的設計運行能力遠大于實(shí)際接收污水量規模,利用率低的問(wèn)題。并且監測設備智能化程度低,僅能檢測污水處理設備的轉速以判斷設施運行情況,無(wú)法判斷較復雜情況以及出水口的確切水質(zhì)狀況,仍需采用人工定期巡檢輔助。
2.2 村鎮地區污水廠(chǎng)概況
隨著(zhù)村鎮地區的經(jīng)濟發(fā)展與生態(tài)文明建設的推進(jìn),在政府投資,第三方參與下,已建成大量村鎮污水處理廠(chǎng)并投入運行。村鎮地區污水處理廠(chǎng)運行效果較為良好,污水治理已見(jiàn)成效。然而,由于村鎮地區大部分污水處理廠(chǎng)缺乏有效監督機制以及科學(xué)長(cháng)效的后期運行管理模式,仍有污染事件發(fā)生。長(cháng)久必將降低污水廠(chǎng)處理效率,導致設施資源的浪費,影響村鎮生態(tài)文明建設。
因此村鎮污水處理廠(chǎng)要求有更加科學(xué)長(cháng)效的污水處理工藝和運營(yíng)管理模式。智能化的普及與發(fā)展,使得其在污水處理領(lǐng)域的結合更加深入?!拔覈?a href="http://www.lishizhenys.com/" target="_blank" class="keylink">水處理廠(chǎng)自控系統的現狀是手動(dòng)與自動(dòng)皆備,自制和引進(jìn)并舉。然而污水處理智能控制技術(shù)逐步應用到村鎮污水廠(chǎng)運行工藝當中,并取得了一定進(jìn)展的同時(shí)。由于地形區域限制以及智能化設備高成本的影響,村鎮地區的污水廠(chǎng)規模普遍較小,智能化程度低,一定程度上限制了污水處理智能化技術(shù)的普及。
當前,村鎮地區污水處理廠(chǎng)普遍規模小且采用分散式污水處理方式,大部分地區污水處理廠(chǎng)并無(wú)科學(xué)長(cháng)效的運營(yíng)管理模式,存在有“重建設,輕管理”的現狀。部分經(jīng)濟發(fā)達地區污水廠(chǎng)采用低智能化設備監測后期運行情況,一定程度上提高了運行效率和質(zhì)量,有利于污水廠(chǎng)的長(cháng)效管理。
三、存在問(wèn)題
3.1 村莊布局分散
“村鎮地區農村生活污水第一大特點(diǎn)是收集難、處理率低下。另一特點(diǎn)是污水間歇排放,且排放量少,排放點(diǎn)分散”。鄉村村民生活居住點(diǎn)往往分散,有較大面積的田地分隔,呈現散狀分布。進(jìn)而在污水處理方式選擇時(shí),大多采用分散式污水處理裝置,在村莊內建設多處污水處理點(diǎn),分區收集附近居民以及少部分鄉鎮企業(yè)的排放污水。而分散式設備各成體系,政府需根據當地具體情況選擇適宜的方案以及設備類(lèi)型進(jìn)行投放,甚至于規模較大的農村需投放多個(gè)設備。就整體而言,在鄉鎮地區“農村生活污水收集廣泛,設施分散,人工管理難度大,必須依賴(lài)信息化手段”。
3.2 經(jīng)濟能力薄弱
污水處理設施是一項長(cháng)期的基礎性工程項目,需要長(cháng)期穩定的資金才可保證高效的治理效果。而村鎮地區的資金保障體系仍不健全,缺乏長(cháng)期穩定的資金 >
然而由于村集體經(jīng)濟薄弱,“大多數村里并沒(méi)有經(jīng)濟支柱產(chǎn)業(yè),無(wú)法承擔生活污水處理設施的建設費用。即使政府撥付了生活污水治理款項,對于農村生活污水治理中的實(shí)際需要也是遠遠不夠的”。財政投入方面,我國在污水處理方面有“重城市,輕農村”的格局,在村鎮污水治理領(lǐng)域財政投入不足。其他資金 >
3.3 缺乏專(zhuān)業(yè)人員
污水處理設施的運營(yíng)管理專(zhuān)業(yè)性強,同城市地區的污水處理設施的運營(yíng)管理相比,村鎮污水處理設施運營(yíng)管理缺乏相應的專(zhuān)業(yè)管理人員。我國的絕大部分農民的受教育水平相對偏低,污水處理專(zhuān)業(yè)人員相當欠缺。在部分地區污水處理設施建成后,只是委派部分村民進(jìn)行基礎管理。村民由于缺乏專(zhuān)業(yè)知識,無(wú)法對污水處理效率、設備狀況等問(wèn)題進(jìn)行有效的監控,導致我國村鎮地區污水處理設施的運營(yíng)管理不當,污水處理效率低[6]。
3.4 設備利用率較低
目前,我國村鎮地區大部分的農村的污水收集管網(wǎng)并不完善,在經(jīng)濟相對落后的區域,污水管網(wǎng)鋪設情況更加嚴峻。導致在村鎮地區大規模、高成本的投放污水處理設施后,設備利用率低。并且在農村地區有許多人選擇外出務(wù)工,導致很多房屋閑置,相應的管網(wǎng)設施建設時(shí)卻必須將其納入建設規劃中,造成了資源的浪費。
其次一些農戶(hù)家中本身就帶有化糞池等處理措施,村民日常用水量并不高,導致所產(chǎn)生的廢水量不多。在收集管網(wǎng)建成以后,管道接在化糞池旁邊,需要產(chǎn)生的廢水達到管道的高度,通過(guò)水位差才能收集處理。且如前所述農戶(hù)排出的大多為生活廢水,每戶(hù)排出廢水量參差不齊,且每天早晚波動(dòng)量大,設備無(wú)法穩定工作。然而政府在以一家一戶(hù)為單位建造設備時(shí)投入大量資金,造成投入高而產(chǎn)出低的問(wèn)題,即設備總體利用率較差。
3.5 管理模式不成熟
“我國污水處理自動(dòng)化控制起步較晚,進(jìn)入90年代以后污水處理廠(chǎng)才開(kāi)始引入自動(dòng)控制系統”。尤其在村鎮地區,村鎮污水處理領(lǐng)域起步更晚,在污水處理工藝以及污水處理設施的后期運營(yíng)管理模式方面都不成熟。出現了許多建成后卻因管理不當“曬太陽(yáng)”的污水處理設施。
并且村鎮地區有著(zhù)不同于城市的特殊性、復雜性,不可將城市污水處理廠(chǎng)的建設運營(yíng)模式生搬硬套到鄉村。對于村鎮污水處理工程所面對難題,關(guān)鍵抓手就是科學(xué)長(cháng)效的組織和管理污水處理廠(chǎng),“三分建設,七分管理”。管理模式的完善,關(guān)乎著(zhù)村鎮污水治理的命脈。污水處理方案不能一概而論,針對具體村莊的特點(diǎn)確定適于該地區的污水處理方案,逐步形成一個(gè)相對完整的村鎮污水治理管理模式,突出因地制宜這一原則。
四、對策與建議
4.1 污水處理方案原則
就筆者調研情況來(lái)看,目前大部分村鎮地區仍采用的是傳統的分散式污水治理方式,人工管理難度大,必須采取智能化方案進(jìn)行高效管理。而在某些經(jīng)濟水平較為發(fā)達的村鎮地區,針對污水治理已經(jīng)采用了不同程度的智能化運管模式,以實(shí)現更高效的運營(yíng)管理,提高管理的專(zhuān)業(yè)性,節省人力物力成本。由此可見(jiàn),智能化運維在村鎮污水治理領(lǐng)域擁有廣闊的應用前景。其基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以及大數據分析,對污水治理進(jìn)行遠程運維、設備故障告警、數據采集與分析、監控定位等自動(dòng)化操作,真正實(shí)現了污水處理設施“無(wú)人值守、自動(dòng)運行、高效穩定”。
同時(shí)我們應看到,智能化污水治理運管體系并非適用于我國所有村鎮地區,因為智能化意味著(zhù)更高成本的投入。而如果選擇在小范圍內應用智能化,往往違背了經(jīng)濟性與適用性的要求。因此,我們也應當辯證的看待智能化,采取“因地制宜式的智能化”。即考慮到村鎮原本的經(jīng)濟水平、地形地貌、居住密集程度、人口數目、離城市距離等因素,在此基礎上應用不同程度的智能化污水治理體系。
4.2 污水處理模式選擇
4.2.1 集中式污水處理模式
“從污水處理設施建設運行的角度分析,集中的污水系統處理效果要好于分散的處理設施。其治理專(zhuān)業(yè)化程度較高,處理效果更好,運營(yíng)管理更為高效。然而集中式處理模式需要具備較完善的污水管網(wǎng),相應的成本投入也較大。因此在村莊經(jīng)濟水平發(fā)達、地形地貌平坦、村民居住點(diǎn)布局緊湊、規模較大的村鎮地區采用集中式污水治理布局較為合適。
針對集中式污水處理模式的智能化方案,由于全村采用一套較為完整的污水收集管網(wǎng)及處理設備,因此智能化系統投放難度低,投入成本低,智能化程度高??梢员O測污水處理設施實(shí)時(shí)運行狀況并上傳至網(wǎng)絡(luò )污水管理平臺,對該村鎮地區各村莊的污水站點(diǎn)信息進(jìn)行監測設備故障情況。同時(shí)利用定位技術(shù)對運維巡檢工作人員及車(chē)輛進(jìn)行監控,提高實(shí)地運維人員工作效率,并為其作出決策支持。大幅度降低了人力成本,提高了污水處理設施的效率與質(zhì)量。不僅如此,智能化設備可將所有污水處理信息實(shí)時(shí)上傳至智能終端形成大數據可視化操作,對不同區域點(diǎn)的水質(zhì)及設備運維情況作出智能分析,有助于運維人員及時(shí)掌握各區域最新情況,從而進(jìn)行區域內人員的合理調度。
同時(shí)可利用當地地形平坦的優(yōu)勢,采取村與村聯(lián)建同套智能化污水設備的模式。與周邊城市距離較近時(shí),還可以將農村地區污水納入城市市政管網(wǎng)進(jìn)行統一智能化處理,由此擴大了地域范圍,在分攤成本的基礎上也可以使智能化系統更好發(fā)揮出效果。
4.2.2 分散式污水處理模式
我國目前大部分村鎮采用分散式污水處理模式,由于村莊經(jīng)濟水平相對落后、地形地貌差異大、村民居住點(diǎn)較為分散的原因,難以用單獨一套污水處理設備處理全村的污水。在此情況下只能根據村民居住布局特點(diǎn)進(jìn)行分區收集,在一個(gè)村莊設置多處污水處理設施點(diǎn),收集處理相應區域產(chǎn)生的污水。分散式污水處理模式對管網(wǎng)的要求低,建設方式更為靈活,成本更低。
針對分散式污水處理模式的智能化方案,由于村內污水處理設施分散且數目較多,因此智能化系統投放難度高,投入成本高??梢圆扇〉椭悄芑O備與人工巡檢相結合的運營(yíng)管理模式。智能化設備進(jìn)行檢測基礎運行狀況并實(shí)時(shí)上傳數據信息,例如污水泵工作時(shí)長(cháng)、污水流量、風(fēng)機曝氣量、實(shí)時(shí)用電量等。自動(dòng)檢測污水站片區設備是否存在故障或異常,將信息上傳至物聯(lián)網(wǎng)在線(xiàn)信息顯示系統,當設備異常時(shí)報警,方便運維人員及時(shí)到所在地進(jìn)行檢修。由此可見(jiàn),對于分散式的污水處理,其安裝自動(dòng)化系統通常僅能監測污水處理設施基礎運行情況,對運維人員及時(shí)檢修設備起到輔助作用。一定程度上降低了人力成本,并且可以實(shí)現較為高效且穩定的污水治理效果。
4.3 合理的運行管理模式
污水處理設施的運行管理的專(zhuān)業(yè)性較強,運行管理完善程度與處理效果、運行費用有較大影響。傳統村鎮污水處理廠(chǎng)建成后,僅由村民進(jìn)行基礎的看管,缺乏相關(guān)專(zhuān)業(yè)知識,無(wú)法對污水處理效率等問(wèn)題進(jìn)行有效的監控。選取更為合理的運營(yíng)管理模式,通常采取政府自營(yíng)或第三方環(huán)保公司運營(yíng)的方式。
政府自營(yíng)的方式,即由當地政府全權負責污水處理設施的運營(yíng)管理。通過(guò)建立專(zhuān)業(yè)的運營(yíng)管理團隊,團隊負責設計相應的管理方案并定期對設施進(jìn)行維護管理,保障設施良好運行。同時(shí),政府部門(mén)設立一定的考核制度進(jìn)行監管以保障設施的正常運行。
采取新型運行管理模式,即通過(guò)引進(jìn)社會(huì )資本,由環(huán)保領(lǐng)域企業(yè)參與污水處理廠(chǎng)的建設與管理,政府部門(mén)進(jìn)行有力的監管。在一定程度上不僅可以解決村鎮地區資金保障體系的缺陷,還引入了第三方專(zhuān)業(yè)的管理人員,提高了村鎮污水處理設施的運營(yíng)管理水平。主要有BOT(建設-運營(yíng)-移交)以及委托制管理等模式。
4.3.1 BOT(建設-運營(yíng)-移交)模式
“BOT是一種直接吸收私營(yíng)企業(yè)(包括外方企業(yè))資金和技術(shù),用以建設、運營(yíng)和轉讓(轉讓給公用部門(mén))基礎設施的方式”。政府和企業(yè)之間達成協(xié)議,經(jīng)由政府部門(mén)同意后批準企業(yè)進(jìn)行籌資成立相應公司,建設并運營(yíng)相關(guān)項目工程并以此獲取一定的收益。經(jīng)過(guò)一段時(shí)期后無(wú)償轉讓給當地政府運營(yíng)管理。
通過(guò)BOT模式,可以有效緩解當地政府的財政壓力。同時(shí),由于企業(yè)的收益取決于污水處理設施的運行效果,提高了企業(yè)在運營(yíng)管理時(shí)的積極性,保障了污水處理設施的良好運行。
4.3.2 委托制管理
委托制管理即政府部門(mén)制定相應的法律法規和標準,將污水處理設施委托給相關(guān)第三方環(huán)保公司進(jìn)行運營(yíng)和管理。第三方環(huán)保公司負責設施的高效運行,提供更有效的管理方案,實(shí)現預期的治理目標?!斑@是對治污設施實(shí)行一種‘物業(yè)化管理’,能夠保證在最低的消耗狀態(tài)下達到最好的治污效果”。第三方環(huán)保公司負責設計更有效的管理方案并提供相應管理人員,政府部門(mén)僅需向其支付后期管理費用,減輕財政負擔。
采取新型運行管理模式是村鎮地區污水處理管理模式完善成熟的必然要求,需要不斷完善村鎮地區市場(chǎng),引入市場(chǎng)競爭機制,吸引更多的投資主體、環(huán)保公司參與投資村鎮地區污水處理設施建設。
五、結語(yǔ)
村鎮污水治理領(lǐng)域出現的問(wèn)題,往往由污水處理設施運營(yíng)管理不當所造成。村鎮污水廠(chǎng)通過(guò)使用智能化設備,采取智能化運營(yíng)管理有著(zhù)其優(yōu)越性與相對局限性。在實(shí)際污水治理方案設計時(shí),通過(guò)考察村莊的多方面因素,因地制宜設計不同程度的智能化管理模式,符合客觀(guān)事實(shí),形成具有當地特色的污水處理方案。從實(shí)際出發(fā),實(shí)現科學(xué)長(cháng)效的村鎮污水治理。( >
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