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村镇污水处理智能化管理模式研究—以苏南地区为视角

文章出处:   责任编辑:   发布时间:2019-11-06 09:15:03    点击数:-   【

“乡村振兴”战略背景下,建设美丽乡村、实现人与自然和谐共生被提上新的高度。“农村水污染作为农村环境污染的重要组成部分,一直以来就是我国环境保护工作中的顽疾,也是污染治理的重点。国家、政府及相关部门己采取各种措施治理村镇污水。在村镇地区建设一系列排污工程,资金投入较大,治污成本较高。然而,后期治污工程如何更好运维往往为人所忽视,导致许多政府投入的治污工程沦为“晒太阳”工程,不仅占用土地资源,使工程项目闲置,利用率低,而且村镇污水仍难以得到有效治理,并形成恶性循环。本文通过探讨一种新型智能化污水治理的管理方案,以寻求村镇地区污水治理系统落到实处。

一、村镇污水治理的背景和意义
村镇在污水治理方面有较于城市的特殊性,情况也更为复杂。“建管分离”这一现象的存在,使项目工程建设设施质量和建成后的运行质量都较差,势必造成项目实施的效率和效果大大下降,最终导致‘晒太阳’,因此,为实现村镇污水处理设施从建设到运营的平稳过渡,应采取建管一体化。当今智能化的发展,为解决污水治理后期管理问题提供了更多思路。
1.乡村振兴战略要求探索乡镇污水治理新模式
党的十九大报告中提出,乡村振兴战略的具体要求是“必须坚持人与自然和谐共生,走乡村绿色发展之路。”而当今乡村水污染问题早己有之且情况复杂,在农村生活污水治理系统运行过程中,应定期对污水治理工程进行维护管理,以确保污水治理系统正常运行。因此,在乡村振兴的战略目标下,更应探索出一种科学长效的新村镇水污染治理运营管理模式。
2.智能+为乡镇污水治理提供创新抓手
“智能+”是“互联网+”的下一站,它可以实现对复杂系统的高效率管理,将物联网等信息化新技术与环保监管深度结合。李克强总理连续三年在政府工作报告中提及“人工智能产业”的发展,并且首次提及“智能+”。“智能+”中的“+”与其他领域相结合,可以产生更好的效果,“智能+环保”可以通过更智能的机器、更智能的网络、更智能的交互系统,创造出更智能的经济发展模式和社会生态系统,将“智能+”与村镇水污染治理相结合,形成智能化村镇水污染治理的运营管理模式,无疑是一条乡村振兴之路。
3.苏南地区污水治理缺乏长效管理机制
虽然江苏省太湖地区农村生活污水治理走在全国前列,但污水处理率仍较低,太湖周边的污水处理项目在运行、监管当中存在缺乏有效管理与维护、部分污水处理设备闲置以及废水处理后实际再利用率偏低等问题,缺乏保障治污工程平稳长久运行的管理机制,而苏南其他村镇多为分散式污水处理机制,基础设施尚不完善,缺乏统一管理模式。
二、村镇污水处理存在的问题
1.重建轻管现象严峻
“三分建设、七分管理”,一项治污工程的贯彻落实,关键在于项目投放初期的设计布局,以及针对水污染流域进行的污水处理工程设施建设。政府投入资金建设是一项惠民工程,目的在于长久的运营,从而彻底解决污水排放及处理问题,提高水环境质量,而后期如果缺乏良好有效的监管,就会导致项目工程被搁置,成为“晒太阳”工程。
2.污水处理设施分布分散
村镇地区地形地势较为复杂,且多为传统的分散式污水处理设备。目前我国农村污水治理仍在初级阶段,主要有分散式处理模式以及居民集中居住区采取县、区以及乡镇的污水治理厂集中治理和村集中治理等治理方式,存在“一村一建”的现象,缺乏统一的规划管理,村镇间彼此独立,基础设施尚不完善,导致各村镇间治污效果良隽不齐,效率低下,加大了管理难度。
3.缺乏统一排污标准
目前我国己出台的相关标准有《城镇污水处理厂污染物排放标准》,然而村镇地区有其相较于城镇的特殊性,经济状况较为落后,配套设备设施较差,标准对村民的束缚力、规范程度不高,且地区差异较大因此,不能简单套用针对城镇污水排放制定的法律法规。
4.权责主体模糊
一项污水处理工程从布局开工到后期正常运营与维护,应明确其中的责任主体。村镇项目工程最初多为政府投资建造,即打造一项惠民工程,目的在于改善当地的水环境。而当项目工程竣工后,其后期的正常运营以及日常维护应交由谁负责,是继续由政府后期投入资金进行管理,还是交由第三方,村镇治污项目工程后期缺乏一套具体的评估与监管机制,导致权责主体模糊,工程项目被搁置。
三、国内外村镇污水处理的运维模式分析
1.政府主导型
项目运作自始至终由政府统一管理和协调,政府投入力度较大。优势在于能最大限度突出政府对污水处理设施的控制。缺点在于公众参与度较低,无法保证对水资源的有效保护,且市场化机制下政府主导容易造成运行效率低下,出现资金瓶颈、排污费征收困难等问题。
2.社会资本参与型
社会资本参与型模式多为开放污水治理的市场化运作,不再为政府垄断。如BOT、OM、TOT、EPC、PPP、DBO。这些模式在污水治理的某个环节上引入社会资本,企业与政府共同分担,缓解政府财政压力,提高运维效率然而存在一定风险,受投资环境与经济形势影响较大。
3.专业第三方管理型
政府企业共同交由第三方进行统一管理。采用集约化运营模式,实现资源共享,统一调度人力物力财力,统一管理,对设备统一维护。但是实现仍存在一些条件限制,如运输成本增加、对地理条件要求较高、所设置的污水处理厂要求村镇间距离小能过远、需打破行政区划和管理体制的制约(机制条件),以及筛选出适宜的村镇污水处理工艺技术。
四、智能化污水处理管理模式
智能化是当今世界的发展趋势将“智能+”与污水治理相结合,即基于物联网、云计算等技术,对污水处理及其设备等一系列信息实时监测,形成大数据上传至云平台,经过综合分析处理以实现污水处理厂管理数字化、集约化与智能化实现人员间的业务协同,通过远程实时监控加强各级管理人员对各厂运行情况的实时监管力度。通过该种智能化管理模式以实现建管一体化。
可从以下一些方面实现智能化的污水治理管理模式:
1.信息采集
充分利用现代传感技术,实现对净水厂、供排水设备的全面准确实时监测。将信息采集过程智能化,实时准确获取有效信息。利用管道智能巡检机器人代替传统的人工巡检,既能实现污水信息的准确采集,又节省了人工成本,实现信息采集全过程的智能化。新兴信息技术逐步被运用到水务管理行业,让水务管理更加方便、快捷、有效。
2.数据存储
村镇污水处理厂较为分散且数量较多,产生的实时数据冗杂繁多,因此需建立水务大数据库,将数据统一上传至云平台对数据进行存储从而解决数据存储与分析的标准化,并在此基础上进行智能化的科学决策。目前的工作对历史数据的高效率查询、利用和管理提出了更高的要求,如何从海量的数据中快速的提取出想要的目标数据,这成为基于物联网的污水处理厂智能监控系统不可缺少的一项必要功能。
3.设备管理
通过VPN实时感知设备运行状态,实现管理者与供排水设施可视化对接,智能化监测设备运行情况,及时对设备进行维护。
4.人员监控
通过GPS定位等技术对工作人员进行考勤监控,同时对各水厂的生产运行情况进行远程监控,也便于管理人员及时掌握水厂情况。
五、“智能+”污水处理模式对苏南村镇地区的借鉴
综上所述,污水处理的智能化管理模式具有传统的分散式污水治理模式所不可比拟的优势。如节省了运营成本,缓解了政府的资金压力,实现水环境治理的宏观调控,优化了人员配置与工艺参数,实现了建设管理相统一,使污水治理工程得到贯彻落实。将这套模式因地制宜投放于苏南地区,可以得到以下启示和借鉴。
1.区域式管理
将经济发展水平与地理位置相近的村镇划分在一个区域内,例如太湖周边就是一个区域块。一个区域内采用一套管理系统,由专业第三方控制管理,形成区域间联动。一方面可以信息及时共享,方便技术人员发现各水厂检测指标的变化,寻找并积累规律,从而进行更有效针对的管理,保证设备始终高效运行;另一方面削减冗余人员,避免人浮于事的现象,提高管理运行效率。
2.设立统一标准
由于村镇间差异性较大,不能笼统地采用“一刀切”的方式制定排污标准。通过上述划分的区域,可在各区域内依据污水排放量、设备运维状况、污水处理技术等切合实际情况具有针对性地制定排污标准,使各区域间有明确依据进行管理,让治污工程落在实处。农村生活污水排放标准的制定需要通过深入调研,并在实践中总结,进而确定适宜的技术,最后出台相应的标准。有专家建议应根据农村的特点因地制宜地制定相关标准,并制定与之配套的建设和运行管理标准。
3.搭建网络平台
在村镇间构建智能化的管理控制系统,设立移动客户端,以手机APP方式实现污水处理厂站日常巡检任务发送、现场巡查及相关记录的填报,将所有污水治理的信息上传至智能化管理平台上,并通过云平台、大数据的方式,将海量数据分析处理完善,实现区域间的信息共享,所有管理人员掌握第一手数据。
4.培训管理人员
由于村镇地区文化基础较为薄弱,村民文化水平不高,而智能的管理系统要求较高水平的管理人员,因此,需引导、教育、培训当地的管理人员,提高管理团队的整体素质和管理水平同时也应加强引导村民从思想上树立水环保观念。
5.建立智能化控制系统
在区域内几个村镇间的居中位置搭建管理站,到各地间距离最短,节省了运输成本。对各厂的仪表系统进行智能检测,对出水流量以及相关设备的运行状态数据实时监测,通过监控系统做好现场安防工作。当终端出现故障或异常时,系统自动报警,并将报警信息上传至管理平台,工作人员及时维修。
此文关键字:村镇污水处理