大數據在農村污水治理中的作用研究

湖北君邦環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境、保障水生態環境持續向好有著重要意義。但現階段我國農村水環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深入開展污水治理；另一方面，農村散排、亂排現象突出，也影響了農村地區污水治理成效。因此，統籌考慮成本需求和特殊環境，制定科學治理農村污水的方案，才能夠解決生態環境問題。

在互聯網時代，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。灰水指除沖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，打破農村生態環境平衡，危害居民身體健康，使生態環境質量和人們生活環境受到影響。

（二）農村污水水質特征

農村生活污水水質和當地經濟水平、地理環境等因素有著直接關聯，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境污染的意識，會將未經處理的有害物質排入到周邊環境，破壞農村生活環境。

第三，工業進程產生的廢水。我國政府加大農村建設力度，但很多工業工程設施建設過程中缺乏處理生產廢水的環保裝置，工業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、環境保護、衛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的相應功能進行劃分。因此在處理農村污水時，存在著監管不到位、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，通常應用在人口規模較大的城鎮；分散處理是指以就地的處理方式，對農戶、街區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，通常應用在人口規模較小的農村區域。

結合農村實際發展情況，從技術、經濟和生態環境方面綜合考慮，農村地區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、室內衛生設備、污水處理設施等多部分，若按照個人衛生需求、環境需求、社區需求進行處理，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最佳效果，同時，施工過程較復雜且標準不統一。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、洞察發現力和流程優化能力的海量、高增長率和多樣化的信息資產。它無法使用常規統計法分析海量數據，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）大數據優勢

隨著我國科學技術快速發展，物聯網、移動互聯網、云計算技術也不斷被應用于各行各業，大數據技術也有效地與相關產業實現了全面融合，創新了傳統產業，改變了傳統產業的經營方式、生產方式和商業模式。由此可見，大數據的優勢主要有以下幾點。

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，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的應用，近年來，智能電網高速發展，電力工業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，大數據的出現有利于通過數據集成、對比分析，更優、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境，使得城鄉污水處理設施建設有了長足發展，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。

另外，與城鎮污水處理廠相比，我國農村、鄉鎮污水處理設施建設依然不足。有數據表明，全國建設完成的鄉鎮污水處理廠不足一千個，相比于人口經濟較為集中的城鎮，由于鄉鎮人口分散、支付能力有限等原因，管網建設明顯滯后，以致約束著鄉鎮污水處理廠的發展。與此相比，分散式污水處理設施則表現出更加優越的適應性[6]。大數據在監控廠網建設進度、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，實時分析定制開發固定指標報表、指標統計等內容，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、優化刮泥機、實現精準曝氣等，從而提升治理效率，實現安全治理的目標。

（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經驗，抽取指定地區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，指導相應現代化物聯網技術與設備，并進行實時監控和自動化運行[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、工程建設過程中的價值得以體現，推動農村環境綜合治理，這對于構建社會主義新農村有著重要作用。