大數據在農村污水治理中的作用研究

湖北君邦環(huán)境技術有限責任公司 任瑞

我國農村面積廣大，農村污水治理對改善人居環(huán)境、保障水生態(tài)環(huán)境持續(xù)向好有著重要意義。但現(xiàn)階段我國農村水環(huán)境治理工作中還存在著一些不足：一方面，治理投入不足，極大地制約了農村地區(qū)深入開展污水治理；另一方面，農村散排、亂排現(xiàn)象突出，也影響了農村地區(qū)污水治理成效。因此，統(tǒng)籌考慮成本需求和特殊環(huán)境，制定科學治理農村污水的方案，才能夠解決生態(tài)環(huán)境問題。

在互聯(lián)網時代，將大數據應用到農村污水治理中，分析污水組成和污水排放特征、規(guī)律等內容，可為治理農村污水提供數據參照。

一、闡述農村污水相關內容

（一）農村污水概述

農村污水是指農村居住區(qū)范圍內產生的以居民生活污水為主的綜合排放污水，如廚房用水、洗浴用水、洗衣污水、糞便污水和生活垃圾、滲濾污水等。主要分黑水和灰水兩大類，黑水指廁所沖洗糞便的高濃度生活污水?；宜赋龥_廁用水以外的廚房用水、洗衣和洗浴用水等的低濃度生活污水。

農村生活污水種類多、排放量大，水質間存在較大差異，有機物濃度高[1]。農村污水若未經處理或者處理不達標直接向周邊排放，會降低地表水質，使湖泊和河道污染嚴重，打破農村生態(tài)環(huán)境平衡，危害居民身體健康，使生態(tài)環(huán)境質量和人們生活環(huán)境受到影響。

（二）農村污水水質特征

農村生活污水水質和當地經濟水平、地理環(huán)境等因素有著直接關聯(lián)，農村污水特征和污染物種類與城市生活污水相似，包含氮、磷等物質，同時具有可生化性，且包含有毒有害物質。據調查可知，由于各地區(qū)農村居民生活有較大差異，農村生活污水水質在不同時段也會出現(xiàn)變化，但總體來說，農村個人用水量低于城市。農村污水排放時間較固定，三餐時用水、排水量多，而其他時間用水、排水量較少或為零排放。

（三）農村污水來源

第一，農藥殘余產生的污水。我國為農業(yè)大國，耕地面積廣大。農藥使用量大，而農作物僅可吸收30%的農藥，剩余70%的農藥會隨灌溉、降雨等進入水體和土壤中[2]。農藥通常殘留在農田和水土中，嚴重破壞農村水土環(huán)境。

第二，生活廢水。農村生活水平得到提升，生活條件改善，部分有機生活用品包含著無法被土壤分解的有害物質，但由于農民缺少防范環(huán)境污染的意識，會將未經處理的有害物質排入到周邊環(huán)境，破壞農村生活環(huán)境。

第三，工業(yè)進程產生的廢水。我國政府加大農村建設力度，但很多工業(yè)工程設施建設過程中缺乏處理生產廢水的環(huán)保裝置，工業(yè)廢水未經處理直排到周邊河流及土地，會威脅地下水安全，污染農村生活環(huán)境。

二、農村污水治理過程中的問題

（一）農村污水治理技術的選擇

農村污水治理要從農業(yè)、環(huán)境保護、衛(wèi)生健康等多方面綜合考慮，但政府管理體制并未根據污水處理系統(tǒng)的相應功能進行劃分。因此在處理農村污水時，存在著監(jiān)管不到位、組織不合理的情況。

污水處理主要分為集中處理和分散處理兩種處理方式，集中處理是指對一定區(qū)域內產生污水通過管道收集，輸送至指定地點（一般為污水處理廠）進行處置，通常應用在人口規(guī)模較大的城鎮(zhèn)；分散處理是指以就地的處理方式，對農戶、街區(qū)或獨立建筑物產生的污水進行處理，無需大范圍的管網收集系統(tǒng)，通常應用在人口規(guī)模較小的農村區(qū)域。

結合農村實際發(fā)展情況，從技術、經濟和生態(tài)環(huán)境方面綜合考慮，農村地區(qū)應選擇分散處理方式處理污水，但我國目前未把農村污水分散處理相關工作交由獨立管理部門對待，且應用城市污水處理管理制度無法滿足農村污水處理需求，致使大部分處理技術標準、監(jiān)管標準無法有效實施。另外，農村污水處理應用分散處理方式時，在組織實施過程中要求較高，且我國缺少成熟經驗。最后，農村情況較復雜，干部管理水平和村民素質均有待提升，農村污水實際處理實施難度較大。

（二）農村污水治理工程量大，運行、建設成本高

農村污水處理工程包括室外排水、室內衛(wèi)生設備、污水處理設施等多部分，若按照個人衛(wèi)生需求、環(huán)境需求、社區(qū)需求進行處理，這些組成部分均無法獨立解決，需要將其構成有機整體，才能保證污水治理實現(xiàn)最佳效果，同時，施工過程較復雜且標準不統(tǒng)一。另外，農村基礎設施建設還有待完善，一些農村污水處理的項目需要構建室外排水設備，且需要改造室內衛(wèi)生間，工程量大、施工繁瑣，而農村人口密度低，除土地成本外，在達到相同排放水質的標準上，導致建設成本高，缺少長期運營維護的人力、資金和技術支撐[3]。

三、闡述大數據的相關內容

（一）大數據概念

大數據是指無法在一定時間范圍內用常規(guī)軟件工具進行捕捉、管理和處理的數據集合，是需要新處理模式才能具有更強的決策力、洞察發(fā)現(xiàn)力和流程優(yōu)化能力的海量、高增長率和多樣化的信息資產。它無法使用常規(guī)統(tǒng)計法分析海量數據，分析軟件能夠有效處理大量數據信息，并且對其進行分類。大數據可用于存儲、分析、挖掘和管理技術體系中[4]。

（二）大數據優(yōu)勢

隨著我國科學技術快速發(fā)展，物聯(lián)網、移動互聯(lián)網、云計算技術也不斷被應用于各行各業(yè)，大數據技術也有效地與相關產業(yè)實現(xiàn)了全面融合，創(chuàng)新了傳統(tǒng)產業(yè)，改變了傳統(tǒng)產業(yè)的經營方式、生產方式和商業(yè)模式。由此可見，大數據的優(yōu)勢主要有以下幾點。

第一，數據量大。大數據中龐大的數據量是其基本優(yōu)勢，同時也使得處理數據由單一個體轉化為多方實施云平臺處理。第二，處理數據效率快。傳統(tǒng)海量數據處理和大數據處理間存在差異，大數據應用有關技術知識處理速度快，能夠有效分析相關數據。第三，數據的多樣性。多樣性作為大數據的主要特性，主要表現(xiàn)在數據類型多種多樣，需要從數據的多角度、多方面闡述事物屬性，以保證數據精準度。第四，大數據價值高。大數據具有較高價值，而單一數據價值較低，為了能夠獲取更多事物細節(jié)，需要應用大量原始數據，此數據價值較高[5]。如大數據在能源行業(yè)的應用，近年來，智能電網高速發(fā)展，電力工業(yè)掌握大量用戶用電信息，通過合理應用大數據技術分析用戶用電的情況，從而改變電網運行模式。

四、應用大數據治理農村污水的有關策略

目前農村污水治理主要面臨水體較分散、水質惡化、治理技術不成熟、投入不足等問題，大數據的出現(xiàn)有利于通過數據集成、對比分析，更優(yōu)、更好地找到解決農村污水治理問題的針對性措施，從而降低農村污水治理的重復投入成本，改變農村污水治理的困局。

（一）實時獲取信息

近年來，通過“以獎促治”政策的實施，數百億元財政資金用于治理農村環(huán)境，使得城鄉(xiāng)污水處理設施建設有了長足發(fā)展，污水管網建設短板作為配套設施也得到了一定彌補。但總體來看，排水管網建設速度仍然小于污水處理廠建設速度，排水管網建設不足的矛盾突出，致使污水處理廠建而難用、用而不優(yōu)。

另外，與城鎮(zhèn)污水處理廠相比，我國農村、鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理設施建設依然不足。有數據表明，全國建設完成的鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理廠不足一千個，相比于人口經濟較為集中的城鎮(zhèn)，由于鄉(xiāng)鎮(zhèn)人口分散、支付能力有限等原因，管網建設明顯滯后，以致約束著鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理廠的發(fā)展。與此相比，分散式污水處理設施則表現(xiàn)出更加優(yōu)越的適應性[6]。大數據在監(jiān)控廠網建設進度、分散式污水治理設施運行情況等過程中扮演著重要角色。

（二）降低運營維護成本

將大數據應用于農村污水治理中，有利于提高經濟效益，節(jié)省運維費用。農村污水治理村在多流程花費維護費用，如配件更換、生物處理工藝、化學藥劑等，應用大數據系統(tǒng)能夠獲取污水治理設施修建、定期維護的時間，從而延長其使用年限、節(jié)省成本，同時為治理農村污水縮減流程。在污水治理中，應用大數據還可為處理污水提供幫助，工作人員可結合大數據模型，實時分析定制開發(fā)固定指標報表、指標統(tǒng)計等內容，同時針對這些內容作出預測判斷，并且將大數據應用在污水治理中，能夠保證更加準確地投加化學藥劑、優(yōu)化刮泥機、實現(xiàn)精準曝氣等，從而提升治理效率，實現(xiàn)安全治理的目標。

（三）因地制宜治理污水

可通過應用云計算、大數據等信息技術的服務和農業(yè)經驗，抽取指定地區(qū)農村治理污水的數據并進行分析。根據人口稀少、住戶分散等情況，提出系統(tǒng)性的治理農村污水的方案，根據用戶實際用水量數據探究污水產生量，指導相應現(xiàn)代化物聯(lián)網技術與設備，并進行實時監(jiān)控和自動化運行[7]。

五、結束語

綜上所述，大數據在農村污水治理過程中發(fā)揮著重要作用，深入研究大數據技術，可使其在農村污水相關設備制造、產品開發(fā)、工程建設過程中的價值得以體現(xiàn)，推動農村環(huán)境綜合治理，這對于構建社會主義新農村有著重要作用。