分散式農(nóng)村生活污水處理設(shè)施遠程監(jiān)控系統(tǒng)及其應用

分散式農(nóng)村生活污水處理設(shè)施點多面廣，運行管理難度較大。針對上述難題，闡述了以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)為核心的分布式遠程監(jiān)控系統(tǒng)的原理、結(jié)構(gòu)與功能，通過應用案例分析，探討了遠程監(jiān)控系統(tǒng)在分散式農(nóng)村生活污水處理設(shè)施日常運行和管理中的特點。實踐表明，遠程監(jiān)控系統(tǒng)為設(shè)施的長效運行和有效監(jiān)管提供了技術(shù)保障，并降低了運行、維護和監(jiān)管的成本，具有良好的發(fā)展前景。

農(nóng)村污水處理

由于農(nóng)居分散，來水水量不穩(wěn)定，如采用集中處理模式，排水管網(wǎng)及配套的處理設(shè)施投資及運行費用較高且管理難度大。與逐年提高的城市污水處理率相比，農(nóng)村污水治理工作任重道遠。我國50%污染水量來源于農(nóng)村生活污水。治理工作不僅是興建污水處理設(shè)施，提高已建設(shè)施的運行管理水平，而且將關(guān)系到設(shè)施是否可以持續(xù)發(fā)揮污染物減排的作用。

因此，本文分析了我國農(nóng)村生活污水處理模式，針對分散式農(nóng)村生活污水處理設(shè)施運行管理中暴露的突出問題，利用物聯(lián)網(wǎng)和網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)開發(fā)農(nóng)村生活污水遠程監(jiān)控管理系統(tǒng)，以提高運營管理效率，減少運行成本，有效保障設(shè)施的正常運行和出水水質(zhì)的穩(wěn)定達標。

1農(nóng)村生活污水的處理模式

就排水體制而言，許多農(nóng)村地區(qū)尚無排水系統(tǒng)，雨水和污水沿道路邊溝或路面排至附近水體。建有排水系統(tǒng)或管道的地區(qū)，除小部分經(jīng)濟條件較好的村鎮(zhèn)實行雨污分流制外，大部分地區(qū)采用的是合流制排水系統(tǒng)。

研究表明，對于分散的農(nóng)村生活污水，小型處理設(shè)施是一種綜合效益尚佳的選擇，是國內(nèi)外常用的技術(shù)手段。和城鎮(zhèn)污水處理廠一樣，分散式污水處理設(shè)施也有發(fā)生故障的風險，直接影響出水水質(zhì)。

農(nóng)村生活污水處理設(shè)施由于位置分散，技術(shù)、設(shè)備、人力和資金方面無法得到保證，無法派駐足夠的人力去監(jiān)控這些站點的水質(zhì)及運行情況，更無法及時搶修站點的突發(fā)事故，容易出現(xiàn)農(nóng)村偏遠地帶污水處理設(shè)施出水水質(zhì)不達標的情況，使得農(nóng)村生活污水處理設(shè)施在實際運行中的效果并不理想。

在電力、交通、化工、航空航天等領(lǐng)域，廣泛應用分布式遠程監(jiān)控系統(tǒng)解決分散式設(shè)施的管理問題。在環(huán)保領(lǐng)域，我國目前成熟的污水處理監(jiān)控技術(shù)，主要是集中式污水處理廠的污水處理過程的實時監(jiān)控和調(diào)度管理，其應用可從簡單的邏輯控制到復雜的分散化控制。

而針對農(nóng)村分散式生活污水處理設(shè)施的監(jiān)控技術(shù)，尚處于起步階段。一方面，農(nóng)村生活污水處理工藝多樣，設(shè)施的標準化、自動化、一體化水平不高，限制了監(jiān)控系統(tǒng)的應用；另一方面，遠程監(jiān)控系統(tǒng)的開發(fā)程度、技術(shù)水平也參差不齊，進而影響到以遠程監(jiān)控系統(tǒng)為平臺的長效管理模式與機制研究，不利于各類技術(shù)的推廣應用和政府監(jiān)督管理。

在這種背景下，本文梳理了我國農(nóng)村生活污水的處理模式以及適用范圍。針對分散式處理設(shè)施的運行和管理難題，通過分析物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的原理和功能，探討遠程監(jiān)控系統(tǒng)在分散式農(nóng)村生活污水處理設(shè)施中的應用及其特點，為設(shè)施的長效運行和有效監(jiān)管提供技術(shù)保障，并降低了運行、維護和監(jiān)管的成本。

2農(nóng)村生活污水分散式處理設(shè)施遠程監(jiān)控系統(tǒng)的特點與應用

為了應對上述分散式污水處理設(shè)施管理難題和運營風險，避免處理設(shè)施“重建設(shè)輕管護"的現(xiàn)象，以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)為核心的遠程監(jiān)控技術(shù)顯示了良好的應用前景，可以極大地提高管理效率。

2.1分布式遠程監(jiān)控系統(tǒng)的原理與功能

計算機監(jiān)控技術(shù)主要適用于對處于分散狀態(tài)的生產(chǎn)過程進行集中監(jiān)視、控制與統(tǒng)計管理，包括集中式、分散式和分布式3種。當生產(chǎn)或采集現(xiàn)場地理位置比較偏僻、氣候和其他一些條件比較惡劣時，就無法在生產(chǎn)或數(shù)據(jù)采集現(xiàn)場建立計算機監(jiān)控系統(tǒng)，這時就需要建立分布式遠程監(jiān)控系統(tǒng)，通過通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)對現(xiàn)場的控制系統(tǒng)進行監(jiān)測控制。

目前，常用的通信網(wǎng)絡(luò)是GPRS與Internet網(wǎng)絡(luò)。在GPRS與Internet網(wǎng)絡(luò)平臺上構(gòu)建監(jiān)控系統(tǒng)，可以實現(xiàn)相關(guān)設(shè)備數(shù)據(jù)的無線傳輸，具有可充分利用現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)、縮短建設(shè)周期、降低建設(shè)成本等優(yōu)點，而且設(shè)備安裝方便、維護簡單，是目前國內(nèi)污水處理領(lǐng)域遠程監(jiān)控系統(tǒng)的主要通信傳輸手段。

遠程監(jiān)控系統(tǒng)有2種類型，一種是現(xiàn)場控制和遠程監(jiān)控并存，遠程監(jiān)控系統(tǒng)一般只具有監(jiān)督功能，利用現(xiàn)場控制系統(tǒng)處理過的數(shù)據(jù)進行生產(chǎn)過程分析、預測、歸納總結(jié)，以便提出新的生產(chǎn)計劃；另一種是生產(chǎn)現(xiàn)場沒有監(jiān)控系統(tǒng)，將采集的數(shù)據(jù)送到遠程計算機進行處理，這種遠程監(jiān)控系統(tǒng)必須很好地處理遠程調(diào)用中數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)上的可靠傳送和實時性問題。

隨著GPRS通信方式的出現(xiàn)，第二種類型的遠程監(jiān)控系統(tǒng)更加符合分散式污水處理設(shè)施的集中管理需求、適應現(xiàn)場條件。