概述 

1、历史背景

我国绝大多数的农村污水都未经处理直接排放到水体，农村生活污水在我国湖泊污染的来源中占了极大比例。而随着我国城市化水平、农村城镇化、城乡一体化水平的日益提高，农民生活水平的提高，乡镇生活污水排放量还会进一步快速增长，这无疑将给水源保护带来更大压力。要保护好城镇水源，并逐步改善水环境质量，必须加大污水处理力度。为切实推进社会主义新农村建设，全面改善农村环境，切实解决当前农村生活垃圾乱堆乱倒、农村生活污水乱排乱放、治理滞后等突出问题，加快推进社会主义新农村建设，进一步改善农村群众生产生活条件。必须不断改善农村生态环境质量，因而，乡镇和农村小型生活污水处理尤其显得重要。

农村污水有以下几个特征：

(1)污染源相对分散，水量较小，有机物浓度较高，日变化系数高;

(2)大部分农村地区经济相对落后，无法负担高投入的处理设施，而土地资源则相对丰富;

(3)缺乏相应的专业管理人员。

现有技术对于生活污水的处理主要有生物法：城镇污水处理厂通常采用的A2O、氧化沟等活性污泥法，这些方法的特点是：需要污水管网将污水集中收集起来、构筑物运行复杂、建设和运行成本高、需要有专业人员管理等，因而，这些方法很难适用于农村分散型生活污水的处理。

2、农村污水处理前景

国家政策规定：到2020年，新增完成环境整治的建制村13万个;到2020年，30%的村镇人口将得到比较完善的公共排水服务;到2020年底，实现城镇污水处理设施全覆盖，县城不低于85%，建制镇达到70%;到2035年我国农村污水处理率将达到70%;到2040年，90%的村镇建立完善的排水和污水处理的设施与服务体系。并且有关专家分析，农村污水处理的市场空间约为3000亿元，2035年我国农村污水治理市场规模约2016亿元。1/3分布于千吨级规模的集中式污水处理市场，2/3分布于百吨级规模的分散式污水处理市场。由此可以看出，未来我国农村污水处理市场空间潜力巨大。

结合我国农村污水处理的现状可以得出，未来农村污水处理发展方向主要为：一是降成本。对已建成的污水处理项目采取第三方运营的专业化运营模式，发挥专业环境服务商的优势，从而降低成本;在进行污水处理基础设施建设的时候，要根据实际需求合理的选择建设及运行费用低的污水处理工艺技术。二是高技术。在农村污水处理项目建设时最好采用成熟可靠、稳定性好的处理工艺，有利于适应较大的水量和水质变化;同时还要兼顾环境好、低能耗、易操作的原则。三是易管理。未来农村污水处理技术管理要符合自动化程度高、管理简单、维护量低、低运行管理及技术要求等条件;并且要积极学习和运用互联网思维，采用新型管理模式进行农村污水处理技术的管理。

农村污水处理在目前的发展形式上来看是有很大的空间需要进行提升，每个不同的农村地区有着不同的问题存在，推动农村污水处理的工作，需要针对不同的地形和污水的处理规模进行不同的处理措施。要针对农村污水处理的现实条件，相关的科研机构制定新的污水处理方法，更要加强对农村污水处理的重要性的宣传力度，让每一位村民都能够意识到污水处理的重要，并能够自觉去维护和推进污水处理。同时国家应该制定一系列相应的政策，保证污水在处理上能够有所依据，能够根据国家相应的文件进行履行。农村污水的处理也是我国经济发展的一个重要的指标。

 项目概况 

陕西省XX市XX村污水处理项目是每天150T生活污水处理量。经过格栅池（将污水中漂浮物分离）、调节池、厌氧池、预脱销池、缺氧池、好氧池等各个处理环节，将处理分离后的清水排放至人工湿地，再经过紫外消毒最终达到排放标准排放至河道。项目整体如下图所示：

图1 整体布局图（来自设计图纸）

 项目实施方案 

1、项目设计要点

• > 机械格栅一台控制将污水中上浮物与污水分离；
• > 通过管线自流方式将污水流至调节池内，通过提升泵输送至厌氧池，并监测流量数据；
• > 自流方式流至预脱销池、缺氧池、好氧池；
• > 好氧池内回流泵将污水再输送至预脱销池，上清液自流至沉淀池和污泥池。
• > 污泥池内上清液自流至清水池和一、二级人工湿地，污泥通过排泥泵排出；
• > 上清液在人工湿地内进一步处理经过紫外消毒设备达到排放标准排至河流;
• > 所有设备均要实现就地、远方（触摸屏和云端）控制功能。

2、实施方案

充分考虑该项目的设计要求和实施特点，整体实施方案中现场采集控制使用PLC（NA2000），实现对传感器、设备状态采集显示，并根据工艺要求控制现场设备启停切换。通过无线4G将设备状态、传感器传送至信息管理中心，为后期集中化管理做基础。

图2  整体网络图（来自设计图纸）

该项目使用傲拓科技带4G功能的NA2000PLC和触摸屏作为控制中心实现现场控制功能，通过云平台和手机客户端均可监视和操作。另外，陕西一家环保设备厂家已实现三十套污水设备接入傲拓云进行监控。

根据IO点数配置如下图（可根据实际现场要求配置具体点数）：

图3 NA2000系统配置

实施柜内安装图如下所示：

图4 实施柜内安装图

云端画面图

 图5  工艺图

图6  设置画面

图7  手动画面

云端画面和触摸屏画面可以根据不同要求设计，上图是当前客户已经运行的系统画面。

 项目总结 

农村污水处理站比较分散，通过PLC集成控制系统，采用4G无线传输方式，不但可以在中控室实现对污水站的实时监控管理，还可以在管理中心使用上位机远程对各个污水站进行程序的编程、修改和调试，同时可以避免各个站向管理中心铺设光纤，解放大量的人力物力，节约了社会资源。

 应用拓展 

随着经济发展，无线4G应用会越来越广泛，尤其在工业和民用方面，傲拓科技NA2000系列PLC集成无线和现场控制于一身，替代PLC和无线通讯模块方案，方便现场组态，一套软件即可实现，避免多软件多环节操作，减少运行调试故障点，下面介绍几种适用场合：

1.设备或项目现场具有4G网络，铺线距离长，为降低成本可采用CPU+4G方式实现控制监控。结构图如下：

2.设备现场没有4G网络的情况下，加上距离比较远，且不具备铺设电缆条件，可采用CPU+无线网桥(例如腾远智拓)通过MQTT传输上云端，具体结构图如下：

不同网桥传输距离不同