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乡镇污水处理存在的问题

2022-04-05 00:38:31 合肥鸿昇自动化科技有限公司 阅读

一、乡镇污水处理背景

在实施乡村振兴战略、全面推进小康建设的大背景下,农村生态文明建设取得良好进展,污水治理成效显著。然而,在新的时代背景下,农村污水处理的经营管理出现了新的问题,迫切需要探索一条适合农村的污水处理经营管理模式。同时,随着智能化时代的到来,使用智能设备的“智能化+污水处理”成为农村污水处理发展的新趋势。一定程度上解决了乡镇分散污水处理设施和后期人工监管人力成本高、处理效率低、问题发现不及时等问题。

但是高智能设备成本高,村镇和污水处理领域经济发展远远落后于城镇。“目前,我国工业和城市污水处理技术相对成熟,而农村污水处理仍处于薄弱环节”。因此,要因地制宜设计适合农村的智能化管理模式,与当地经济发展相匹配,科学、长效地治理农村污水。

二、乡镇污水处理现状——以苏南地区为例

2.1乡镇污水处理概况

与全国相比,苏南农村经济发展水平较高,污水治理效果显著。大多数村庄都有覆盖全村的生活污水收集网络和完善的污水处理设施。污水处理方面,苏南大部分乡镇采用生物膜处理,收集的污水经生物群落处理后达标排放。由于村庄的地理位置和分散的居民区,传统的分散污水处理设备在苏南的村镇中广泛使用。污水处理大部分设施由政府投资建设,第三方环保公司进行设施的后期运营管理和维护。一些先进示范村在污水处理设施的后期运行管理中使用了智能设备,可以自动监测污水处理设施的运行情况并报警。当设备运行出现问题时,会自动报警并将数据上传云端,通知相关人员进行检查维护。

但是,苏南乡镇污水处理仍存在一些问题。由于采用分散污水处理模式和后期人工巡检运维模式,设施之间相隔较远,导致资源配置利用率低,后期运维投入成本高。而且人工巡检间隔期间设备故障等问题无法及时有效处理,效率低下。导致污水处理设施出水水质不稳定,主体设备无法长时间高效工作。而且农村地区缺乏相关专业人员,长期以来造成污水处理设施达不到预期的治疗效果。

同时,一些采用智能设备的村镇虽然在一定程度上解决了分散治理带来的一系列问题,但仍存在一些问题,如部分污水处理设施的设计运行能力远大于实际排污量,利用率低。而且监测设备智能化程度低,只能检测污水处理设备的转速来判断设施的运行情况,无法判断复杂的情况和出水口的确切水质。所以还是需要人工定期检查来辅助。

2.2农村地区污水处理厂概况

随着村镇经济发展和生态文明建设的推进,在政府投资和第三方参与下,大量村镇污水处理工厂建成投产。乡镇污水处理工厂运行效果比较好,污水处理有成效。但由于乡镇大多数污水处理工厂缺乏有效的监管机制和科学长效的管理模式,污染事件仍时有发生。必将长期降低污水处理厂的处理效率,导致设施和资源的浪费,影响村镇生态文明建设。

因此,乡镇污水处理工厂需要更科学、更长久的污水处理流程和运营管理模式。随着智能化的普及和发展,其在污水处理领域的结合更加深入。“我国污水处理厂自动控制系统的现状是手动和自动系统都有,自制和引进并举。但是,污水处理智能控制技术已经逐渐应用到农村污水处理厂的运行过程中,并取得了一定的进展。由于地形面积的限制和智能化设备成本高,乡镇污水厂普遍规模小,智能化程度低,一定程度上限制了污水处理智能化技术的普及。

目前乡镇的污水处理工厂普遍规模较小,采用分散污水处理模式。乡镇的污水处理工厂大多没有一个科学、长效的经营管理模式,存在“重建设、轻管理”的现状。在一些经济发达地区,污水厂采用低智能化设备监控后期运行,在一定程度上提高了运行效率和质量,有利于污水厂的长效管理。

三、存在的问题

3.1村庄布局分散

“农村的农村生活污水第一个特点就是收集难,处理率低。另一个特点是污水间歇性排放,排放量少,排放点分散”。村民的居住地往往比较分散,被大面积的田地隔开,呈分散分布。再者,选择污水处理模式时,大多采用分散式污水处理装置,村内建有多个污水处理点,按区收集附近居民和少数乡镇企业排放的污水。而分散的设备处于不同的系统,政府需要因地制宜选择合适的方案和设备类型,甚至大规模的农村地区也需要投放多种设备。整体来看,在农村,“农村生活污水收集面广,设施分散,人工管理难度大,必须依靠信息化手段”。

3.2经济能力弱

污水处理设施是一项长期的基础工程,需要长期稳定的资金来保证高效的治理效果。但是,农村的金融担保体系还不完善,缺乏长期稳定的资金来源。乡镇污水处理设施的资金来源一般包括中央和地方财政投入、企业投资、银行和其他金融机构贷款以及收取污水处理费用等措施。

但由于村集体经济薄弱,“大部分村庄没有经济支柱产业,负担不起生活污水处理设施建设费用。即使政府拨款用于生活污水处理,也远远不够农村生活污水处理的实际需要”。在财政投入方面,我国在污水处理方面存在“重城市轻农村”的格局,乡镇污水处理领域财政投入不足。至于其他资金来源,由于农村的市场规模和活跃度远低于城市,“而且新农村没有完善的政策支持机制和风险规避措施,投资者不愿意投资新农村污水处理设施”。企业的投资和污水处理费用的收取,在初期很难作为稳定的资金渠道。上述情况导致我国农村污水处理设施覆盖率低,污染物排放量逐年增加。

3.3缺乏专业人员

污水处理设施的运行和管理是专业化的。相对于城市地区污水处理设施的运营管理,乡镇污水处理设施的运营管理缺乏相应的职业经理人。中国大部分农民的受教育程度比较低,污水处理专业人才相当缺乏。部分区域污水处理设施完成后,只指定部分村民进行基础管理。由于缺乏专业知识,村民无法有效监控污水处理效率和设备状态等问题,导致我国农村地区污水处理设施运行管理不当,效率低下污水处理 [6]。

3.4设备利用率低

目前,我国大部分农村地区的污水收集管网还不完善,经济落后地区的污水管网铺设更为严峻。乡镇大规模高成本部署污水处理设施后,设备利用率低。而且在农村,很多人选择外出打工,导致很多房子闲置。但相应的管网设施必须纳入建设规划,造成资源浪费。

其次,部分农户家中有化粪池等处理措施,村民日常用水量不高,产生少量废水。收集管网建成后,管道连接化粪池,待产生的废水达到管道高度,仅依靠水位差即可收集处理。如上所述,农民排放的废水大部分是生活废水,每家每户排放的废水量不均匀,每天早晚波动较大,设备无法稳定工作。而政府一家一户投入大量资金建设设备,造成了高投入低产出的问题,即设备整体利用率差。

3.5管理模式不成熟。

“中国的污水处理自动控制起步较晚,90年代以后,污水处理工厂开始引进自动控制系统”。尤其是农村地区,农村污水处理领域起步较晚,污水处理流程和污水处理设施后期运营管理模式不成熟。有很多污水处理设施由于建成后管理不当而“晒太阳”。

而且乡镇在特殊性和复杂性上不同于城市,不能把城市污水处理工厂的建设和运营模式照搬到农村。对于村污水处理项目所面临的问题,关键是科学地、长期地组织管理污水处理工厂,“三分建设,七分管理”。管理模式的完善关系到乡镇污水处理的命脉。污水处理方案不能一概而论。根据具体村庄的特点,确定适合本地区的污水处理方案,逐步形成较为完善的农村污水处理管理模式,突出因地制宜的原则。

四。对策和建议

4.1 污水处理计划原则

就笔者的调查来看,目前大部分村镇仍采用传统的分散式污水处理方式,人工管理难度大,需要采用智能化方案进行高效管理。在一些经济水平相对发达的乡镇,污水处理采用了不同程度的智能交通和管理模式,以实现更高效的运营管理,提高管理专业性,节省人力物力成本。可见,智能运维在农村污水处理领域具有广阔的应用前景。基于物联网技术、互联网技术和大数据分析,开展远程运维、设备故障报警、数据采集分析、监控定位等自动化作业。污水处理,真正实现污水处理设施的“无人值守、自动运行、高效稳定”。

同时要看到,智能化的污水处理和输送系统并不适合中国所有的农村,因为智能化意味着更高的成本投入。但如果选择小范围应用智能,往往违背了经济性和适用性的要求。所以也要辩证看待智能化,采取“因地制宜的智能化”。即考虑村镇原有的经济水平、地形地貌、居住密度、人口数量、距离城市远近等因素,在此基础上应用不同程度的智能污水处理系统。

4.2 污水处理模式选择

4.2.1集中污水处理模式

“从污水处理设施建设和运行的角度来看,集中式污水处理系统优于分散式处理设施。其治理专业化程度高,治理效果更好,运营管理更高效。但集中处理模式需要有完善的污水管网,相应的成本也较大。因此,在经济水平发达、地形平坦、村民聚居点布局紧凑、规模较大的乡镇,采用污水集中处理布局较为合适。

按照集中式污水处理智能化方案,由于全村采用了一套较为完善的污水收集管网和处理设备,所以智能化系统难度低,投资成本低,智能化程度高。可以监控污水处理设施的实时运行状态并上传至网络污水管理平台,监控本农村各村污水站信息的设备故障情况。同时利用定位技术对运维巡视人员和车辆进行监控,提高现场运维人员的工作效率,为其进行决策支持。大大降低了人力成本,提高了污水处理设施的效率和质量。不仅如此,智能设备还可以将所有污水处理信息实时上传到智能终端,形成大数据可视化运行,对不同区域的水质和设备运维进行智能分析,帮助运维人员及时掌握各个区域的新情况,从而对区域内的人员进行合理调度。

同时可以利用当地地势平坦的优势,采取村与村之间建设同一套智能污水设备的模式。当靠近周边城市时,也可以将农村的污水纳入城市的市政管网进行统一的智能化处理,从而扩大地理范围,在成本分摊的基础上,让智能化系统更好地发挥作用。

4.2.2分布式污水处理模式

目前我国大部分村镇采用的是分散污水处理模式。由于村庄经济水平相对落后,地形差异大,村民居住分散,单套污水处理设备很难处理整个村庄的污水。在这种情况下,只能根据村民居住布局特点,分区收集,在一个村内设置若干污水处理设施,收集处理相应区域产生的污水。分散污水处理模式对管网要求较低,建设模式更灵活,成本更低。

针对分布式污水处理智能方案,由于村内设施分散,数量多,智能系统投放难度大,投资成本高。我们可以采用低智能设备和人工检查相结合的运营管理模式。设备智能检测基本运行状态,实时上传数据信息,如污水泵工作时间、污水流量、风机曝气量、实时用电量等。检测自动污水站区域内的设备是否出现故障或异常,将信息上传至物联网在线信息显示系统,在设备出现异常时进行报警,方便运维人员及时前往该位置进行维护。可以看出,对于分布式污水处理,其安装自动化系统只能监控污水处理基础设施基础的运行情况,对运维人员及时检修设备起到辅助作用。在一定程度上降低了人工成本,可以达到更高效稳定的污水处理效果。

4.3合理的经营管理模式

污水处理设施的运营管理专业性很强,运营管理的完善程度对处理效果和运行成本影响很大。传统的乡镇污水处理工厂建成后,只有村民对其进行基本的照顾,缺乏相关的专业知识,无法对污水处理的效率进行有效的监控。选择更合理的运营管理模式,一般由政府或第三方环保公司运营。

政府自营,即当地政府全权负责污水处理设施的运营和管理。通过建立专业的运营管理团队,团队负责设计相应的管理方案,定期对设施进行维护管理,保证设施的良好运行。同时,政府部门设立了一定的考核制度进行监督,保证设施的正常运行。

采用新的运营管理模式,即通过引入社会资本,由环保领域的企业参与污水处理工厂的建设和管理,政府部门行使强有力的监管。在一定程度上既能解决乡镇财政担保体系的缺陷,又能引入第三方职业经理人,提高了乡镇污水处理设施的运营管理水平。主要有BOT(建设-运营-移交)和委托管理模式。

4.3.1 BOT(建设-运营-移交)模式

“BOT是直接吸收私营企业(包括外国企业)的资金和技术来建设、运营和转让(转让给公共部门)基础设施的一种方式”。政府与企业达成协议,经政府部门批准后,批准企业募集资金成立相应的公司,建设和运营相关工程和项目,获取一定的收益。一段时间后无偿移交当地政府运营管理。

BOT模式可以有效缓解地方政府的财政压力。同时,由于企业的利润取决于污水处理设施的运营效果,提高了企业运营管理的积极性,保证了污水处理设施的良好运行。

4.3.2委托管理

委托管理是指政府部门制定相应的法律法规和标准,将污水处理设施委托给相关第三方环保公司运营管理。第三方环保公司负责设施的高效运行,提供更有效的管理方案,实现预期的治理目标。“这是对治污设施的一种‘物业管理’,可以在低消耗状态下保证较好的治污效果”。第三方环保公司负责设计更有效的管理方案,并提供相应的管理人员,政府部门只需向其支付后期管理费,减轻财政负担。

采用新的经营管理模式是乡镇管理模式完善和成熟的必然要求。要不断完善村镇市场,引入市场竞争机制,吸引更多的投资者和环保公司参与村镇污水处理设施建设。

动词 (verb的缩写)结论。

乡镇污水处理领域的问题,往往是污水处理设施运行管理不当造成的。农村污水处理厂采用智能化设备,采用智能化运行管理,有其优势,也有相对的局限性。在实际的污水处理方案设计中,通过考察村庄的各种因素,因地制宜地设计不同层次的智能管理模式,符合客观事实,形成了具有地方特色的污水处理方案。从实际出发,实现乡镇污水处理的科学化和长效化。(来源:河海大学)


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