村鎮(zhèn)污水治理存在的問題及對策研究

趙恬欣，姜雄彪

（1.河海大學商學院，江蘇 常州 213022；2.河海大學物聯(lián)網(wǎng)工程學院，江蘇 常州 213022）

1 村鎮(zhèn)污水治理背景

在鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略施行和全面推進建成小康社會的新時代背景下，鄉(xiāng)村生態(tài)文明建設取得良好進展，污水治理成效顯著。然而在新時代中，村鎮(zhèn)地區(qū)污水處理管理方面出現(xiàn)了新的問題，為此亟需探索出適宜村鎮(zhèn)地區(qū)的污水處理運行管理模式。同時，隨著智能化時代的到來，運用智能化設備的“智能+污水治理”也成為目前村鎮(zhèn)地區(qū)污水治理發(fā)展的新趨勢。其在一定程度上解決了村鎮(zhèn)地區(qū)分散式污水處理設施以及后期人工監(jiān)管存在的諸如人力成本高、處理效率低、問題發(fā)現(xiàn)不及時等問題。

然而高智能化設備成本高，村鎮(zhèn)地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展狀況以及污水處理領(lǐng)域相較于城鎮(zhèn)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(zhèn)污水治理仍處于薄弱環(huán)節(jié)”。因此應因地制宜地設計適于村鎮(zhèn)地區(qū)的智能化管理模式，匹配當?shù)亟?jīng)濟發(fā)展狀況，科學長效的治理村鎮(zhèn)污水。

2 村鎮(zhèn)污水治理現(xiàn)狀—以蘇南地區(qū)為例

2.1 村鎮(zhèn)污水治理概況

蘇南村鎮(zhèn)地區(qū)相較于全國，經(jīng)濟發(fā)展水平較高，污水治理成效顯著。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(zhèn)大多采用生物膜化處理，將收集起來的污水通過生物菌落作用進行處理并達標排放。由于村莊地理位置以及居民居住點分散，蘇南村鎮(zhèn)普遍采用傳統(tǒng)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)保公司進行設施的后期運營管理以及維護。部分先進示范村在污水處理設施的后期運營管理方面使用了智能化設備，具有自動監(jiān)測污水處理設施運行情況以及報警功能。當設備運行出現(xiàn)問題后自動報警并將數(shù)據(jù)上傳至云端，通知相關(guān)人員進行檢查維護。

然而蘇南地區(qū)村鎮(zhèn)在污水治理方面仍存在一些問題，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題無法及時進行有效處理，效率低。導致污水處理設施的出水質(zhì)量不穩(wěn)定，主要設備無法長期高效工作。并且鄉(xiāng)村缺乏相關(guān)的專業(yè)人員，長久導致污水處理設施無法到達預期治理效果。

同時，部分采用智能化設備的村鎮(zhèn)雖然在一定程度上解決了分散式治理帶來的一系列問題，然而仍存在著部分污水處理設施的設計運行能力遠大于實際接收污水量規(guī)模，利用率低的問題。并且監(jiān)測設備智能化程度低，僅能檢測污水處理設備的轉(zhuǎn)速以判斷設施運行情況，無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(zhèn)地區(qū)污水廠概況

隨著村鎮(zhèn)地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展與生態(tài)文明建設的推進，在政府投資，第三方參與下，已建成大量村鎮(zhèn)污水處理廠并投入運行。村鎮(zhèn)地區(qū)污水處理廠運行效果較為良好，污水治理已見成效。然而，由于村鎮(zhèn)地區(qū)大部分污水處理廠缺乏有效監(jiān)督機制以及科學長效的后期運行管理模式，仍有污染事件發(fā)生。長久必將降低污水廠處理效率，導致設施資源的浪費，影響村鎮(zhèn)生態(tài)文明建設。

因此村鎮(zhèn)污水處理廠要求有更加科學長效的污水處理工藝和運營管理模式。智能化的普及與發(fā)展，使得其在污水處理領(lǐng)域的結(jié)合更加深入?！拔覈鬯幚韽S自控系統(tǒng)的現(xiàn)狀是手動與自動皆備，自制和引進并舉”[2]。然而污水處理智能控制技術(shù)逐步應用到村鎮(zhèn)污水廠運行工藝當中，并取得了一定進展的同時。由于地形區(qū)域限制以及智能化設備高成本的影響，村鎮(zhèn)地區(qū)的污水廠規(guī)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(zhèn)地區(qū)污水處理廠普遍規(guī)模小且采用分散式污水處理方式，大部分地區(qū)污水處理廠并無科學長效的運營管理模式，存在有“重建設，輕管理”的現(xiàn)狀。部分經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)污水廠采用低智能化設備監(jiān)測后期運行情況，一定程度上提高了運行效率和質(zhì)量，有利于污水廠的長效管理。

3 存在問題

3.1 村莊布局分散

“村鎮(zhèn)地區(qū)農(nóng)村生活污水第一大特點是收集難、處理率低下。另一特點是污水間歇排放,且排放量少,排放點分散”。鄉(xiāng)村村民生活居住點往往分散，有較大面積的田地分隔，呈現(xiàn)散狀分布。進而在污水處理方式選擇時，大多采用分散式污水處理裝置，在村莊內(nèi)建設多處污水處理點，分區(qū)收集附近居民以及少部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)的排放污水。而分散式設備各成體系，政府需根據(jù)當?shù)鼐唧w情況選擇適宜的方案以及設備類型進行投放，甚至于規(guī)模較大的農(nóng)村需投放多個設備。就整體而言，在鄉(xiāng)鎮(zhèn)地區(qū)“農(nóng)村生活污水收集廣泛，設施分散，人工管理難度大，必須依賴信息化手段”。

3.2 經(jīng)濟能力薄弱

污水處理設施是一項長期的基礎(chǔ)性工程項目，需要長期穩(wěn)定的資金才可保證高效的治理效果。而村鎮(zhèn)地區(qū)的資金保障體系仍不健全，缺乏長期穩(wěn)定的資金來源。村鎮(zhèn)污水處理設施資金來源大致有中央及地方財政投入、企業(yè)出資、銀行等金融機構(gòu)貸款以及收取污水處理費等措施。

然而由于村集體經(jīng)濟薄弱，“大多數(shù)村里并沒有經(jīng)濟支柱產(chǎn)業(yè)，無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(nóng)村生活污水治理中的實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(nóng)村”的格局，在村鎮(zhèn)污水治理領(lǐng)域財政投入不足。其他資金來源方面，由于村鎮(zhèn)地區(qū)的市場規(guī)模、活躍度都遠低于城市，“并且在新農(nóng)村地區(qū)沒有完善的政策支持機制和風險規(guī)避措施，投資主體不愿投資于新農(nóng)村污水處理設施建設”。企業(yè)出資以及收取污水處理費等方式在初期難以作為穩(wěn)定的資金渠道。上述現(xiàn)狀導致我國農(nóng)村污水處理設施覆蓋率低下，污染物排放逐年增加。

3.3 缺乏專業(yè)人員

污水處理設施的運營管理專業(yè)性強，同城市地區(qū)的污水處理設施的運營管理相比，村鎮(zhèn)污水處理設施運營管理缺乏相應的專業(yè)管理人員。我國的絕大部分農(nóng)民的受教育水平相對偏低，污水處理專業(yè)人員相當欠缺。在部分地區(qū)污水處理設施建成后，只是委派部分村民進行基礎(chǔ)管理。村民由于缺乏專業(yè)知識，無法對污水處理效率、設備狀況等問題進行有效的監(jiān)控，導致我國村鎮(zhèn)地區(qū)污水處理設施的運營管理不當，污水處理效率低[6]。

3.4 設備利用率較低

目前，我國村鎮(zhèn)地區(qū)大部分的農(nóng)村的污水收集管網(wǎng)并不完善，在經(jīng)濟相對落后的區(qū)域，污水管網(wǎng)鋪設情況更加嚴峻。導致在村鎮(zhèn)地區(qū)大規(guī)模、高成本的投放污水處理設施后，設備利用率低。并且在農(nóng)村地區(qū)有許多人選擇外出務工，導致很多房屋閑置，相應的管網(wǎng)設施建設時卻必須將其納入建設規(guī)劃中，造成了資源的浪費。

其次一些農(nóng)戶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，通過水位差才能收集處理。且如前所述農(nóng)戶排出的大多為生活廢水，每戶排出廢水量參差不齊，且每天早晚波動量大，設備無法穩(wěn)定工作。然而政府在以一家一戶為單位建造設備時投入大量資金，造成投入高而產(chǎn)出低的問題，即設備總體利用率較差。

3.5 管理模式不成熟

“我國污水處理自動化控制起步較晚，進入90年代以后污水處理廠才開始引入自動控制系統(tǒng)”[2]。尤其在村鎮(zhèn)地區(qū)，村鎮(zhèn)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管理模式方面都不成熟。出現(xiàn)了許多建成后卻因管理不當“曬太陽”的污水處理設施。

并且村鎮(zhèn)地區(qū)有著不同于城市的特殊性、復雜性，不可將城市污水處理廠的建設運營模式生搬硬套到鄉(xiāng)村。對于村鎮(zhèn)污水處理工程所面對難題，關(guān)鍵抓手就是科學長效的組織和管理污水處理廠，“三分建設，七分管理”。管理模式的完善，關(guān)乎著村鎮(zhèn)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確定適于該地區(qū)的污水處理方案，逐步形成一個相對完整的村鎮(zhèn)污水治理管理模式，突出因地制宜這一原則。

4 對策與建議

4.1 污水處理方案原則

就筆者調(diào)研情況來看，目前大部分村鎮(zhèn)地區(qū)仍采用的是傳統(tǒng)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行高效管理。而在某些經(jīng)濟水平較為發(fā)達的村鎮(zhèn)地區(qū)，針對污水治理已經(jīng)采用了不同程度的智能化運管模式，以實現(xiàn)更高效的運營管理，提高管理的專業(yè)性，節(jié)省人力物力成本。由此可見，智能化運維在村鎮(zhèn)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(shù)據(jù)分析，對污水治理進行遠程運維、設備故障告警、數(shù)據(jù)采集與分析、監(jiān)控定位等自動化操作，真正實現(xiàn)了污水處理設施“無人值守、自動運行、高效穩(wěn)定”。

同時我們應看到，智能化污水治理運管體系并非適用于我國所有村鎮(zhèn)地區(qū)，因為智能化意味著更高成本的投入。而如果選擇在小范圍內(nèi)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(zhèn)原本的經(jīng)濟水平、地形地貌、居住密集程度、人口數(shù)目、離城市距離等因素，在此基礎(chǔ)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(tǒng)處理效果要好于分散的處理設施”8。其治理專業(yè)化程度較高，處理效果更好，運營管理更為高效。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、村民居住點布局緊湊、規(guī)模較大的村鎮(zhèn)地區(qū)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(tǒng)投放難度低，投入成本低，智能化程度高?？梢员O(jiān)測污水處理設施實時運行狀況并上傳至網(wǎng)絡污水管理平臺，對該村鎮(zhèn)地區(qū)各村莊的污水站點信息進行監(jiān)測設備故障情況。同時利用定位技術(shù)對運維巡檢工作人員及車輛進行監(jiān)控，提高實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時上傳至智能終端形成大數(shù)據(jù)可視化操作，對不同區(qū)域點的水質(zhì)及設備運維情況作出智能分析，有助于運維人員及時掌握各區(qū)域最新情況，從而進行區(qū)域內(nèi)人員的合理調(diào)度。

同時可利用當?shù)氐匦纹教沟膬?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，還可以將農(nóng)村地區(qū)污水納入城市市政管網(wǎng)進行統(tǒng)一智能化處理，由此擴大了地域范圍，在分攤成本的基礎(chǔ)上也可以使智能化系統(tǒng)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(zhèn)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(jù)村民居住布局特點進行分區(qū)收集，在一個村莊設置多處污水處理設施點，收集處理相應區(qū)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(nèi)污水處理設施分散且數(shù)目較多，因此智能化系統(tǒng)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(jié)合的運營管理模式。智能化設備進行檢測基礎(chǔ)運行狀況并實時上傳數(shù)據(jù)信息，例如污水泵工作時長、污水流量、風機曝氣量、實時用電量等。自動檢測污水站片區(qū)設備是否存在故障或異常，將信息上傳至物聯(lián)網(wǎng)在線信息顯示系統(tǒng)，當設備異常時報警，方便運維人員及時到所在地進行檢修。由此可見，對于分散式的污水處理，其安裝自動化系統(tǒng)通常僅能監(jiān)測污水處理設施基礎(chǔ)運行情況，對運維人員及時檢修設備起到輔助作用。一定程度上降低了人力成本，并且可以實現(xiàn)較為高效且穩(wěn)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(tǒng)村鎮(zhèn)污水處理廠建成后，僅由村民進行基礎(chǔ)的看管，缺乏相關(guān)專業(yè)知識，無法對污水處理效率等問題進行有效的監(jiān)控。選取更為合理的運營管理模式，通常采取政府自營或第三方環(huán)保公司運營的方式。

政府自營的方式，即由當?shù)卣珯?quán)負責污水處理設施的運營管理。通過建立專業(yè)的運營管理團隊，團隊負責設計相應的管理方案并定期對設施進行維護管理，保障設施良好運行。同時，政府部門設立一定的考核制度進行監(jiān)管以保障設施的正常運行。

采取新型運行管理模式，即通過引進社會資本，由環(huán)保領(lǐng)域企業(yè)參與污水處理廠的建設與管理，政府部門進行有力的監(jiān)管。在一定程度上不僅可以解決村鎮(zhèn)地區(qū)資金保障體系的缺陷，還引入了第三方專業(yè)的管理人員，提高了村鎮(zhèn)污水處理設施的運營管理水平。主要有BOT（建設－運營－移交）以及委托制管理等模式。

4.3.1 BOT（建設－運營－移交）模式

“BOT是一種直接吸收私營企業(yè)(包括外方企業(yè))資金和技術(shù),用以建設、運營和轉(zhuǎn)讓(轉(zhuǎn)讓給公用部門)基礎(chǔ)設施的方式”。政府和企業(yè)之間達成協(xié)議，經(jīng)由政府部門同意后批準企業(yè)進行籌資成立相應公司，建設并運營相關(guān)項目工程并以此獲取一定的收益。經(jīng)過一段時期后無償轉(zhuǎn)讓給當?shù)卣\營管理。

通過BOT模式，可以有效緩解當?shù)卣呢斦毫ΑＭ瑫r，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)在運營管理時的積極性，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制定相應的法律法規(guī)和標準，將污水處理設施委托給相關(guān)第三方環(huán)保公司進行運營和管理。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，實現(xiàn)預期的治理目標。“這是對治污設施實行一種‘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”[8]。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(zhèn)地區(qū)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(zhèn)地區(qū)市場，引入市場競爭機制，吸引更多的投資主體、環(huán)保公司參與投資村鎮(zhèn)地區(qū)污水處理設施建設。

5 結(jié)語

村鎮(zhèn)污水治理領(lǐng)域出現(xiàn)的問題，往往由污水處理設施運營管理不當所造成。村鎮(zhèn)污水廠通過使用智能化設備，采取智能化運營管理有著其優(yōu)越性與相對局限性。在實際污水治理方案設計時，通過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，符合客觀事實，形成具有當?shù)靥厣奈鬯幚矸桨?。從實際出發(fā)，實現(xiàn)科學長效的村鎮(zhèn)污水治理。