概述 

1、歷史背景

我國絕大多數(shù)的農村污水都未經處理直接排放到水體，農村生活污水在我國湖泊污染的來源中占了極大比例。而隨著我國城市化水平、農村城鎮(zhèn)化、城鄉(xiāng)一體化水平的日益提高，農民生活水平的提高，鄉(xiāng)鎮(zhèn)生活污水排放量還會進一步快速增長，這無疑將給水源保護帶來更大壓力。要保護好城鎮(zhèn)水源，并逐步改善水環(huán)境質量，必須加大污水處理力度。為切實推進社會主義新農村建設，全面改善農村環(huán)境，切實解決當前農村生活垃圾亂堆亂倒、農村生活污水亂排亂放、治理滯后等突出問題，加快推進社會主義新農村建設，進一步改善農村群眾生產生活條件。必須不斷改善農村生態(tài)環(huán)境質量，因而，鄉(xiāng)鎮(zhèn)和農村小型生活污水處理尤其顯得重要。

農村污水有以下幾個特征：

(1)污染源相對分散，水量較小，有機物濃度較高，日變化系數(shù)高;

(2)大部分農村地區(qū)經濟相對落后，無法負擔高投入的處理設施，而土地資源則相對豐富;

(3)缺乏相應的專業(yè)管理人員。

現(xiàn)有技術對于生活污水的處理主要有生物法：城鎮(zhèn)污水處理廠通常采用的A2O、氧化溝等活性污泥法，這些方法的特點是：需要污水管網將污水集中收集起來、構筑物運行復雜、建設和運行成本高、需要有專業(yè)人員管理等，因而，這些方法很難適用于農村分散型生活污水的處理。

2、農村污水處理前景

國家政策規(guī)定：到2020年，新增完成環(huán)境整治的建制村13萬個;到2020年，30%的村鎮(zhèn)人口將得到比較完善的公共排水服務;到2020年底，實現(xiàn)城鎮(zhèn)污水處理設施全覆蓋，縣城不低于85%，建制鎮(zhèn)達到70%;到2035年我國農村污水處理率將達到70%;到2040年，90%的村鎮(zhèn)建立完善的排水和污水處理的設施與服務體系。并且有關專家分析，農村污水處理的市場空間約為3000億元，2035年我國農村污水治理市場規(guī)模約2016億元。1/3分布于千噸級規(guī)模的集中式污水處理市場，2/3分布于百噸級規(guī)模的分散式污水處理市場。由此可以看出，未來我國農村污水處理市場空間潛力巨大。

結合我國農村污水處理的現(xiàn)狀可以得出，未來農村污水處理發(fā)展方向主要為：一是降成本。對已建成的污水處理項目采取第三方運營的專業(yè)化運營模式，發(fā)揮專業(yè)環(huán)境服務商的優(yōu)勢，從而降低成本;在進行污水處理基礎設施建設的時候，要根據(jù)實際需求合理的選擇建設及運行費用低的污水處理工藝技術。二是高技術。在農村污水處理項目建設時最好采用成熟可靠、穩(wěn)定性好的處理工藝，有利于適應較大的水量和水質變化;同時還要兼顧環(huán)境好、低能耗、易操作的原則。三是易管理。未來農村污水處理技術管理要符合自動化程度高、管理簡單、維護量低、低運行管理及技術要求等條件;并且要積極學習和運用互聯(lián)網思維，采用新型管理模式進行農村污水處理技術的管理。

農村污水處理在目前的發(fā)展形式上來看是有很大的空間需要進行提升，每個不同的農村地區(qū)有著不同的問題存在，推動農村污水處理的工作，需要針對不同的地形和污水的處理規(guī)模進行不同的處理措施。要針對農村污水處理的現(xiàn)實條件，相關的科研機構制定新的污水處理方法，更要加強對農村污水處理的重要性的宣傳力度，讓每一位村民都能夠意識到污水處理的重要，并能夠自覺去維護和推進污水處理。同時國家應該制定一系列相應的政策，保證污水在處理上能夠有所依據(jù)，能夠根據(jù)國家相應的文件進行履行。農村污水的處理也是我國經濟發(fā)展的一個重要的指標。

 項目概況 

陜西省XX市XX村污水處理項目是每天150T生活污水處理量。經過格柵池（將污水中漂浮物分離）、調節(jié)池、厭氧池、預脫銷池、缺氧池、好氧池等各個處理環(huán)節(jié)，將處理分離后的清水排放至人工濕地，再經過紫外消毒最終達到排放標準排放至河道。項目整體如下圖所示：

圖1 整體布局圖（來自設計圖紙）

 項目實施方案 

1、項目設計要點

• > 機械格柵一臺控制將污水中上浮物與污水分離；
• > 通過管線自流方式將污水流至調節(jié)池內，通過提升泵輸送至厭氧池，并監(jiān)測流量數(shù)據(jù)；
• > 自流方式流至預脫銷池、缺氧池、好氧池；
• > 好氧池內回流泵將污水再輸送至預脫銷池，上清液自流至沉淀池和污泥池。
• > 污泥池內上清液自流至清水池和一、二級人工濕地，污泥通過排泥泵排出；
• > 上清液在人工濕地內進一步處理經過紫外消毒設備達到排放標準排至河流;
• > 所有設備均要實現(xiàn)就地、遠方（觸摸屏和云端）控制功能。

2、實施方案

充分考慮該項目的設計要求和實施特點，整體實施方案中現(xiàn)場采集控制使用PLC（NA2000），實現(xiàn)對傳感器、設備狀態(tài)采集顯示，并根據(jù)工藝要求控制現(xiàn)場設備啟停切換。通過無線4G將設備狀態(tài)、傳感器傳送至信息管理中心，為后期集中化管理做基礎。

圖2  整體網絡圖（來自設計圖紙）

該項目使用傲拓科技帶4G功能的NA2000PLC和觸摸屏作為控制中心實現(xiàn)現(xiàn)場控制功能，通過云平臺和手機客戶端均可監(jiān)視和操作。另外，陜西一家環(huán)保設備廠家已實現(xiàn)三十套污水設備接入傲拓云進行監(jiān)控。

根據(jù)IO點數(shù)配置如下圖（可根據(jù)實際現(xiàn)場要求配置具體點數(shù)）：

圖3 NA2000系統(tǒng)配置

實施柜內安裝圖如下所示：

圖4 實施柜內安裝圖

云端畫面圖

 圖5  工藝圖

圖6  設置畫面

圖7  手動畫面

云端畫面和觸摸屏畫面可以根據(jù)不同要求設計，上圖是當前客戶已經運行的系統(tǒng)畫面。

 項目總結 

農村污水處理站比較分散，通過PLC集成控制系統(tǒng)，采用4G無線傳輸方式，不但可以在中控室實現(xiàn)對污水站的實時監(jiān)控管理，還可以在管理中心使用上位機遠程對各個污水站進行程序的編程、修改和調試，同時可以避免各個站向管理中心鋪設光纖，解放大量的人力物力，節(jié)約了社會資源。

 應用拓展 

隨著經濟發(fā)展，無線4G應用會越來越廣泛，尤其在工業(yè)和民用方面，傲拓科技NA2000系列PLC集成無線和現(xiàn)場控制于一身，替代PLC和無線通訊模塊方案，方便現(xiàn)場組態(tài)，一套軟件即可實現(xiàn)，避免多軟件多環(huán)節(jié)操作，減少運行調試故障點，下面介紹幾種適用場合：

1.設備或項目現(xiàn)場具有4G網絡，鋪線距離長，為降低成本可采用CPU+4G方式實現(xiàn)控制監(jiān)控。結構圖如下：

2.設備現(xiàn)場沒有4G網絡的情況下，加上距離比較遠，且不具備鋪設電纜條件，可采用CPU+無線網橋(例如騰遠智拓)通過MQTT傳輸上云端，具體結構圖如下：

不同網橋傳輸距離不同