村镇污水治理存在的问题及对策研究

赵恬欣，姜雄彪

（1.河海大学商学院，江苏 常州 213022；2.河海大学物联网工程学院，江苏 常州 213022）

1 村镇污水治理背景

在乡村振兴战略施行和全面推进建成小康社会的新时代背景下，乡村生态文明建设取得良好进展，污水治理成效显著。然而在新时代中，村镇地区污水处理管理方面出现了新的问题，为此亟需探索出适宜村镇地区的污水处理运行管理模式。同时，随着智能化时代的到来，运用智能化设备的“智能+污水治理”也成为目前村镇地区污水治理发展的新趋势。其在一定程度上解决了村镇地区分散式污水处理设施以及后期人工监管存在的诸如人力成本高、处理效率低、问题发现不及时等问题。

然而高智能化设备成本高，村镇地区的经济发展状况以及污水处理领域相较于城镇有很大程度的落后。“目前我国对于工业及城市的污水治理技术较为成熟，而村镇污水治理仍处于薄弱环节”。因此应因地制宜地设计适于村镇地区的智能化管理模式，匹配当地经济发展状况，科学长效的治理村镇污水。

2 村镇污水治理现状—以苏南地区为例

2.1 村镇污水治理概况

苏南村镇地区相较于全国，经济发展水平较高，污水治理成效显著。大部分村庄有覆盖全村的生活污水收集管网以及完善的污水处理设施。在污水处理方面，苏南村镇大多采用生物膜化处理，将收集起来的污水通过生物菌落作用进行处理并达标排放。由于村庄地理位置以及居民居住点分散，苏南村镇普遍采用传统的分散式污水处理装置。污水处理设施大多由政府投资建设，第三方环保公司进行设施的后期运营管理以及维护。部分先进示范村在污水处理设施的后期运营管理方面使用了智能化设备，具有自动监测污水处理设施运行情况以及报警功能。当设备运行出现问题后自动报警并将数据上传至云端，通知相关人员进行检查维护。

然而苏南地区村镇在污水治理方面仍存在一些问题，由于采用分散式污水处理方式以及后期人工巡检的运维方式，设施分隔距离远，使得资源配置利用率低，后期运营维护投入成本高。并且对于人工巡检间隔期间的设备故障等问题无法及时进行有效处理，效率低。导致污水处理设施的出水质量不稳定，主要设备无法长期高效工作。并且乡村缺乏相关的专业人员，长久导致污水处理设施无法到达预期治理效果。

同时，部分采用智能化设备的村镇虽然在一定程度上解决了分散式治理带来的一系列问题，然而仍存在着部分污水处理设施的设计运行能力远大于实际接收污水量规模，利用率低的问题。并且监测设备智能化程度低，仅能检测污水处理设备的转速以判断设施运行情况，无法判断较复杂情况以及出水口的确切水质状况，仍需采用人工定期巡检辅助。

2.2 村镇地区污水厂概况

随着村镇地区的经济发展与生态文明建设的推进，在政府投资，第三方参与下，已建成大量村镇污水处理厂并投入运行。村镇地区污水处理厂运行效果较为良好，污水治理已见成效。然而，由于村镇地区大部分污水处理厂缺乏有效监督机制以及科学长效的后期运行管理模式，仍有污染事件发生。长久必将降低污水厂处理效率，导致设施资源的浪费，影响村镇生态文明建设。

因此村镇污水处理厂要求有更加科学长效的污水处理工艺和运营管理模式。智能化的普及与发展，使得其在污水处理领域的结合更加深入。“我国污水处理厂自控系统的现状是手动与自动皆备，自制和引进并举”[2]。然而污水处理智能控制技术逐步应用到村镇污水厂运行工艺当中，并取得了一定进展的同时。由于地形区域限制以及智能化设备高成本的影响，村镇地区的污水厂规模普遍较小，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。

当前，村镇地区污水处理厂普遍规模小且采用分散式污水处理方式，大部分地区污水处理厂并无科学长效的运营管理模式，存在有“重建设，轻管理”的现状。部分经济发达地区污水厂采用低智能化设备监测后期运行情况，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。

3 存在问题

3.1 村庄布局分散

“村镇地区农村生活污水第一大特点是收集难、处理率低下。另一特点是污水间歇排放,且排放量少,排放点分散”。乡村村民生活居住点往往分散，有较大面积的田地分隔，呈现散状分布。进而在污水处理方式选择时，大多采用分散式污水处理装置，在村庄内建设多处污水处理点，分区收集附近居民以及少部分乡镇企业的排放污水。而分散式设备各成体系，政府需根据当地具体情况选择适宜的方案以及设备类型进行投放，甚至于规模较大的农村需投放多个设备。就整体而言，在乡镇地区“农村生活污水收集广泛，设施分散，人工管理难度大，必须依赖信息化手段”。

3.2 经济能力薄弱

污水处理设施是一项长期的基础性工程项目，需要长期稳定的资金才可保证高效的治理效果。而村镇地区的资金保障体系仍不健全，缺乏长期稳定的资金来源。村镇污水处理设施资金来源大致有中央及地方财政投入、企业出资、银行等金融机构贷款以及收取污水处理费等措施。

然而由于村集体经济薄弱，“大多数村里并没有经济支柱产业，无法承担生活污水处理设施的建设费用。即使政府拨付了生活污水治理款项，对于农村生活污水治理中的实际需要也是远远不够的”。财政投入方面，我国在污水处理方面有“重城市，轻农村”的格局，在村镇污水治理领域财政投入不足。其他资金来源方面，由于村镇地区的市场规模、活跃度都远低于城市，“并且在新农村地区没有完善的政策支持机制和风险规避措施，投资主体不愿投资于新农村污水处理设施建设”。企业出资以及收取污水处理费等方式在初期难以作为稳定的资金渠道。上述现状导致我国农村污水处理设施覆盖率低下，污染物排放逐年增加。

3.3 缺乏专业人员

污水处理设施的运营管理专业性强，同城市地区的污水处理设施的运营管理相比，村镇污水处理设施运营管理缺乏相应的专业管理人员。我国的绝大部分农民的受教育水平相对偏低，污水处理专业人员相当欠缺。在部分地区污水处理设施建成后，只是委派部分村民进行基础管理。村民由于缺乏专业知识，无法对污水处理效率、设备状况等问题进行有效的监控，导致我国村镇地区污水处理设施的运营管理不当，污水处理效率低[6]。

3.4 设备利用率较低

目前，我国村镇地区大部分的农村的污水收集管网并不完善，在经济相对落后的区域，污水管网铺设情况更加严峻。导致在村镇地区大规模、高成本的投放污水处理设施后，设备利用率低。并且在农村地区有许多人选择外出务工，导致很多房屋闲置，相应的管网设施建设时却必须将其纳入建设规划中，造成了资源的浪费。

其次一些农户家中本身就带有化粪池等处理措施，村民日常用水量并不高，导致所产生的废水量不多。在收集管网建成以后，管道接在化粪池旁边，需要产生的废水达到管道的高度，通过水位差才能收集处理。且如前所述农户排出的大多为生活废水，每户排出废水量参差不齐，且每天早晚波动量大，设备无法稳定工作。然而政府在以一家一户为单位建造设备时投入大量资金，造成投入高而产出低的问题，即设备总体利用率较差。

3.5 管理模式不成熟

“我国污水处理自动化控制起步较晚，进入90年代以后污水处理厂才开始引入自动控制系统”[2]。尤其在村镇地区，村镇污水处理领域起步更晚，在污水处理工艺以及污水处理设施的后期运营管理模式方面都不成熟。出现了许多建成后却因管理不当“晒太阳”的污水处理设施。

并且村镇地区有着不同于城市的特殊性、复杂性，不可将城市污水处理厂的建设运营模式生搬硬套到乡村。对于村镇污水处理工程所面对难题，关键抓手就是科学长效的组织和管理污水处理厂，“三分建设，七分管理”。管理模式的完善，关乎着村镇污水治理的命脉。污水处理方案不能一概而论，针对具体村庄的特点确定适于该地区的污水处理方案，逐步形成一个相对完整的村镇污水治理管理模式，突出因地制宜这一原则。

4 对策与建议

4.1 污水处理方案原则

就笔者调研情况来看，目前大部分村镇地区仍采用的是传统的分散式污水治理方式，人工管理难度大，必须采取智能化方案进行高效管理。而在某些经济水平较为发达的村镇地区，针对污水治理已经采用了不同程度的智能化运管模式，以实现更高效的运营管理，提高管理的专业性，节省人力物力成本。由此可见，智能化运维在村镇污水治理领域拥有广阔的应用前景。其基于物联网技术、互联网技术以及大数据分析，对污水治理进行远程运维、设备故障告警、数据采集与分析、监控定位等自动化操作，真正实现了污水处理设施“无人值守、自动运行、高效稳定”。

同时我们应看到，智能化污水治理运管体系并非适用于我国所有村镇地区，因为智能化意味着更高成本的投入。而如果选择在小范围内应用智能化，往往违背了经济性与适用性的要求。因此，我们也应当辩证的看待智能化，采取“因地制宜式的智能化”。即考虑到村镇原本的经济水平、地形地貌、居住密集程度、人口数目、离城市距离等因素，在此基础上应用不同程度的智能化污水治理体系。

4.2 污水处理模式选择

4.2.1 集中式污水处理模式

“从污水处理设施建设运行的角度分析，集中的污水系统处理效果要好于分散的处理设施”8。其治理专业化程度较高，处理效果更好，运营管理更为高效。然而集中式处理模式需要具备较完善的污水管网，相应的成本投入也较大。因此在村庄经济水平发达、地形地貌平坦、村民居住点布局紧凑、规模较大的村镇地区采用集中式污水治理布局较为合适。

针对集中式污水处理模式的智能化方案，由于全村采用一套较为完整的污水收集管网及处理设备，因此智能化系统投放难度低，投入成本低，智能化程度高。可以监测污水处理设施实时运行状况并上传至网络污水管理平台，对该村镇地区各村庄的污水站点信息进行监测设备故障情况。同时利用定位技术对运维巡检工作人员及车辆进行监控，提高实地运维人员工作效率，并为其作出决策支持。大幅度降低了人力成本，提高了污水处理设施的效率与质量。不仅如此，智能化设备可将所有污水处理信息实时上传至智能终端形成大数据可视化操作，对不同区域点的水质及设备运维情况作出智能分析，有助于运维人员及时掌握各区域最新情况，从而进行区域内人员的合理调度。

同时可利用当地地形平坦的优势，采取村与村联建同套智能化污水设备的模式。与周边城市距离较近时，还可以将农村地区污水纳入城市市政管网进行统一智能化处理，由此扩大了地域范围，在分摊成本的基础上也可以使智能化系统更好发挥出效果。

4.2.2 分散式污水处理模式

我国目前大部分村镇采用分散式污水处理模式，由于村庄经济水平相对落后、地形地貌差异大、村民居住点较为分散的原因，难以用单独一套污水处理设备处理全村的污水。在此情况下只能根据村民居住布局特点进行分区收集，在一个村庄设置多处污水处理设施点，收集处理相应区域产生的污水。分散式污水处理模式对管网的要求低，建设方式更为灵活，成本更低。

针对分散式污水处理模式的智能化方案，由于村内污水处理设施分散且数目较多，因此智能化系统投放难度高，投入成本高。可以采取低智能化设备与人工巡检相结合的运营管理模式。智能化设备进行检测基础运行状况并实时上传数据信息，例如污水泵工作时长、污水流量、风机曝气量、实时用电量等。自动检测污水站片区设备是否存在故障或异常，将信息上传至物联网在线信息显示系统，当设备异常时报警，方便运维人员及时到所在地进行检修。由此可见，对于分散式的污水处理，其安装自动化系统通常仅能监测污水处理设施基础运行情况，对运维人员及时检修设备起到辅助作用。一定程度上降低了人力成本，并且可以实现较为高效且稳定的污水治理效果。

4.3 合理的运行管理模式

污水处理设施的运行管理的专业性较强，运行管理完善程度与处理效果、运行费用有较大影响。传统村镇污水处理厂建成后，仅由村民进行基础的看管，缺乏相关专业知识，无法对污水处理效率等问题进行有效的监控。选取更为合理的运营管理模式，通常采取政府自营或第三方环保公司运营的方式。

政府自营的方式，即由当地政府全权负责污水处理设施的运营管理。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并定期对设施进行维护管理，保障设施良好运行。同时，政府部门设立一定的考核制度进行监管以保障设施的正常运行。

采取新型运行管理模式，即通过引进社会资本，由环保领域企业参与污水处理厂的建设与管理，政府部门进行有力的监管。在一定程度上不仅可以解决村镇地区资金保障体系的缺陷，还引入了第三方专业的管理人员，提高了村镇污水处理设施的运营管理水平。主要有BOT（建设－运营－移交）以及委托制管理等模式。

4.3.1 BOT（建设－运营－移交）模式

“BOT是一种直接吸收私营企业(包括外方企业)资金和技术,用以建设、运营和转让(转让给公用部门)基础设施的方式”。政府和企业之间达成协议，经由政府部门同意后批准企业进行筹资成立相应公司，建设并运营相关项目工程并以此获取一定的收益。经过一段时期后无偿转让给当地政府运营管理。

通过BOT模式，可以有效缓解当地政府的财政压力。同时，由于企业的收益取决于污水处理设施的运行效果，提高了企业在运营管理时的积极性，保障了污水处理设施的良好运行。

4.3.2 委托制管理

委托制管理即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进行运营和管理。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。“这是对治污设施实行一种‘物业化管理’，能够保证在最低的消耗状态下达到最好的治污效果”[8]。第三方环保公司负责设计更有效的管理方案并提供相应管理人员，政府部门仅需向其支付后期管理费用，减轻财政负担。

采取新型运行管理模式是村镇地区污水处理管理模式完善成熟的必然要求，需要不断完善村镇地区市场，引入市场竞争机制，吸引更多的投资主体、环保公司参与投资村镇地区污水处理设施建设。

5 结语

村镇污水治理领域出现的问题，往往由污水处理设施运营管理不当所造成。村镇污水厂通过使用智能化设备，采取智能化运营管理有着其优越性与相对局限性。在实际污水治理方案设计时，通过考察村庄的多方面因素，因地制宜设计不同程度的智能化管理模式，符合客观事实，形成具有当地特色的污水处理方案。从实际出发，实现科学长效的村镇污水治理。