0 引言

目前，農(nóng)村水污染情況普遍存在且較為嚴重，原因是農(nóng)村存在大量污水直排現(xiàn)象，且農(nóng)村污水處理率的增長仍非常緩慢，污水管網(wǎng)不完善，部分污水管網(wǎng)破損嚴重，加之農(nóng)村周邊部分小企業(yè)存在偷排漏排的情況，造成周邊環(huán)境的水質被污染。農(nóng)村污水問題制約了農(nóng)村經(jīng)濟的健康發(fā)展，并嚴重影響了生態(tài)環(huán)境與村民的身體健康。

針對農(nóng)村污水治理面臨的復雜挑戰(zhàn)，現(xiàn)有治理模式已難以滿足生態(tài)保護與可持續(xù)發(fā)展的需求。為突破治理瓶頸，應構建技術升級與全民參與的雙輪驅動體系。依托智能化控制技術路徑，優(yōu)化供配電系統(tǒng)架構，采用節(jié)能型電機設備，結合數(shù)字孿生技術構建智能化污水處理系統(tǒng)。此外，研究對近200名受訪者進行調研，調研其對鄉(xiāng)村污水治理的了解與關心程度，推測當今現(xiàn)狀，提出相應解決措施，旨在為提高農(nóng)村污水處理效率提供參考。

1政策背景

1.1核心目標

當前，農(nóng)村生活污水治理仍面臨投入大、管理成本高等難題。農(nóng)村水污染問題不僅危害當?shù)鼐用窠】?，也可通過水體流動影響城市供水安全，進一步加劇全國水污染狀況。應加大農(nóng)村污水處理技術的研究力度，提出具有高時效性與低成本的智能化方案[]。

數(shù)據(jù)表明，截至2020年初，我國農(nóng)村污水處理率為 25.5% ；2022年，我國農(nóng)村污水處理率約為28% ；《全國農(nóng)村環(huán)境綜合整治“十三五”規(guī)劃》顯示，農(nóng)村污水處理率達到 30% 的預期，農(nóng)村污水處理率有所提高，但還未達到計劃水平。因此，在污水處理方面，還需要積極推進污水處理系統(tǒng)的建設與發(fā)展，提高污水處理率。因此，加強農(nóng)村污水治理迫在眉睫，對農(nóng)村水循環(huán)系統(tǒng)與電能循環(huán)系統(tǒng)進一步規(guī)劃設計，是鄉(xiāng)村建設的重要指標。隨著新農(nóng)村建設工作的推進，我國積極推進污水治理工作，致力于農(nóng)村污水凈化與減排，尤其對村鎮(zhèn)生活污水處理，因地制宜選擇處理工藝，采用先進技術，以提升污水處理設施治污效能。

1.2“雙碳”目標

在全球氣候變化和環(huán)境污染日益加劇的背景下，減少碳排放已成為各國政府的重要目標。2020年，我國政府提出了“雙碳”目標，即到2030年實現(xiàn)碳達峰、2060年實現(xiàn)碳中和。而污水處理廠在能源消耗與碳排放上有大量占比，因此其低碳化設計對實現(xiàn)“雙碳”目標具有重要意義。通過查詢論文，了解到市一家污水處理廠的配置如下。一期配電室的額定容量為 500kV？A ，當前負載為 300kV？A ，功率因數(shù)為 0.82 。二期配電室的額定容量為 800kV？A ，當前負載為 600kV？A ，功率因數(shù)為 ?？梢姡渚哂胸撦d過高、功率因數(shù)低等特點。為降低無用碳排量，可以適當引入智能電力管理系統(tǒng)，根據(jù)功率因數(shù)公式（見式1），選取較高可信度的數(shù)據(jù)采集器和合適的PLC等自動化控制設備，及時反饋調節(jié)，在相同的視在功率下，提高有功功率和功率因數(shù)[2]。

式中：cosφ表示功率因數(shù)， P 表示有用功率， S 表示可視功率。

1.3 現(xiàn)存問題

根據(jù)已有設施的建設和運行情況，發(fā)現(xiàn)我國污水處理設施的設計、運行還存在諸多問題，如在廠房建設初期，僅需要建造費用，而運行期間則需要不斷投人維護費用與人工成本，導致設施“建得起、運行不起”。此外，部分污水處理廠專業(yè)化程度較高，缺少相應技術人員，只能面向社會招聘相關領域人員，大多數(shù)員工只能檢測廠房電量及運行轉速等參數(shù)，無法高效率協(xié)調調度終端系統(tǒng)，難以保障整體安全高效運行。

2改進策略

2.1供配電系統(tǒng)選擇

供配電系統(tǒng)大致包括變壓器、調速電機等。大部分污水處理廠所需電量較大，因此需要變壓器并聯(lián)運行，其中變壓器并聯(lián)運行應保證各變壓器電壓比相同，有相同連接組及相等短路阻抗標玄值、阻抗角。由于制作工藝存在誤差，應保證電壓比之差小于 0.5% 。關于變壓器選取，應滿足式（2），由此可推導出式（3）式（4）。

式中： 表示阻抗值， 表示電流標幺值， S 表示可視功率值， 表示阻抗共軛值， 表示電流共軛值， 表示可視功率共軛值。其中， 與 可通過變壓器短路試驗求出。

由此可計算出2臺變壓器的負載系數(shù) 。由于負載系數(shù)取值范圍為0＼～1，為防止變壓器發(fā)生過載，應保證2臺變壓器的負載系數(shù)均小于1。這種合理的負荷計算和變壓器的容量選擇可提高污水處理系統(tǒng)的供配電安全性與可靠性，提高其穩(wěn)定運行能力[3]。

以下為短路試驗具體內容。短路試驗又稱負載試驗，在高壓側施加額定電壓，低壓側短路，在高壓側施加電壓，試驗電流為高壓側額定電流，試驗電流較小。記錄此時高壓側的電壓和電流，進而計算阻抗電壓，具體公式見式（5）。

式中： 表示高壓側阻抗值， 表示高壓側電壓值， 表示高壓側電流值。

2.2智能化系統(tǒng)設置

污水處理智能化管理模式大致分為兩方面，包括核心環(huán)境支撐與輔助環(huán)境支撐。核心環(huán)境支撐包括物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)與云平臺；輔助環(huán)境支撐包括遠程監(jiān)測管理、集約化管理與GPS人員考勤監(jiān)控。

為保障站點穩(wěn)定運行，定期巡檢、保養(yǎng)和維修是重要且有效的手段。在巡檢流程中，管理員分配巡檢人員巡檢關聯(lián)站點。其中，巡檢任務按周期生成任務并通過調度中心分配最優(yōu)方案，巡檢完成后提交巡檢記錄，若無問題則進人下一個周期。在保養(yǎng)方面，若污水處理系統(tǒng)需要保養(yǎng)處理，平臺根據(jù)周期派工，保養(yǎng)完成后進入新周期。若巡檢發(fā)現(xiàn)設備老化或存在安全隱患，應及時上報至調度中心，及時停工，確保問題得到及時解決。若整體系統(tǒng)能迭代更新，在進行經(jīng)濟分析與可行性分析后，建議維修后迭代污水處理系統(tǒng)，相關流程見圖1。

3拓寬群眾對污水處理常識的普及渠道

3.1居民對現(xiàn)有污水治理情況的看法與了解程度通過微信朋友圈、線下面對面采訪等方式收集近200名居民對所居住地區(qū)污水治理情況的看法，篩選出103名居住于鄉(xiāng)村郊區(qū)的居民，匯總數(shù)據(jù)，并根據(jù)匯總好的數(shù)據(jù)，繪制年齡構成與當?shù)嘏欧盼鬯闹饕獊碓达灎顖D（見圖2）。

篩選數(shù)據(jù)后，利用Matlab軟件繪制年齡與滿意程度的散點圖，將滿意程度以數(shù)字量化，5代表非常差，4代表較差，3代表一般，2代表較好，1代表非常好。將年齡分為1＼～5檔，分別對應18歲以下、18＼～30歲、31＼～45歲、46＼～60歲、60歲以上，并利用線性回歸、多項式回歸與指數(shù)回歸方法繪制回歸函數(shù)曲線，發(fā)現(xiàn)其滿意程度均在2.5附近（見圖3）。由此可知，各年齡段對所居住地區(qū)污水程度的滿意程度為一般偏好一點，說明污水處理任重而道遠[4]。

3.2推測現(xiàn)有數(shù)據(jù)，提出解決措施

根據(jù)現(xiàn)有居民對污水處理的看法，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有設施的處理能力在應對日益增長的污水排放需求時已顯不足。基于這些數(shù)據(jù)，提出以下針對性措施，以提高污水處理能力，保障生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。

3.2.1 提高現(xiàn)有設施的技術水平

現(xiàn)有設施在處理效率和能耗方面存在一定的改進空間。引進先進的污水處理技術，如膜分離技術、生物強化技術或智能控制系統(tǒng)等，可顯著提高污水處理的效率和水質達標率。同時，采用大數(shù)據(jù)分析和物聯(lián)網(wǎng)技術對設施運行狀態(tài)進行實時監(jiān)測和優(yōu)化調度，能進一步降低運行成本和能耗[5]。

3.2.2 加強污水處理設施的日常維護

現(xiàn)有設施的高效運轉離不開日常維護工作。從實際數(shù)據(jù)來看，部分設施因維護不及時導致污水處理能力下降或故障頻發(fā)。因此，應建立健全維護制度，定期檢修設備，引入專業(yè)運維團隊，制訂科學維護計劃，確保設施長時間高效運行。

3.2.3 提高居民的環(huán)保意識和參與度

數(shù)據(jù)表明，居民生活習慣對污水排放量和水質影響顯著。通過社區(qū)宣傳、學校教育、媒體推廣等方式，提高公眾對污水處理重要性的認識，培養(yǎng)節(jié)約用水和正確處理生活廢棄物的習慣。此外，鼓勵居民主動參與環(huán)?；顒?，如社區(qū)清理、廢水再利用推廣等，為污水處理工作提供良好的社會基礎[6]

4結束語

農(nóng)村污水處理關系到生態(tài)環(huán)境保護和居民生活質量。研究分析發(fā)現(xiàn)，當前我國農(nóng)村污水處理系統(tǒng)在技術水平、設施維護及公眾參與等方面仍有很大的提升空間。結合政策背景、技術現(xiàn)狀及“雙碳”目標的要求，研究提出了選用合適供配電系統(tǒng)、設置智能化系統(tǒng)、提高設施技術水平、加強日常維護及增強公眾環(huán)保意識等措施，為農(nóng)村污水處理的發(fā)展提供參考。

未來，隨著科技的進步和政策支持的進一步加強，農(nóng)村污水處理設施將逐步向智能化、低碳化方向發(fā)展。引入先進技術和完善的管理體系，不僅能夠提升污水處理能力，還能實現(xiàn)節(jié)能減排的目標。同時，公眾的積極參與將為污水處理工作提供堅實的社會基礎，推動農(nóng)村生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展[7]。

農(nóng)村污水處理是關乎社會責任與生態(tài)未來的系統(tǒng)工程。通過全社會的共同努力，農(nóng)村污水處理系統(tǒng)將更加高效、環(huán)保和智能化，為美麗鄉(xiāng)村建設和“雙碳”目標的實現(xiàn)貢獻重要力量。

參考文獻：

[1]謝威.“雙碳”目標下污水處理廠電氣設計的低碳化研究[J].中國資源綜合利用，2024，42（9）：277-280.

[2]駱子健，樓森磊，樓啟偉.污水泵站電氣傳動及自動化系統(tǒng)分析[J.電氣技術與經(jīng)濟，2024（7）：80-82.

[3]韓丹.污水處理廠電氣及自動化工程設計及應用[J].中國高新科技，2024（1）：108-110.

[4]石秀旺.農(nóng)村污水處理系統(tǒng)的設計與運行建議[J].農(nóng)村科學實驗，2024（3）：37-39.

[5]敖旭平，鐘紅梅，武志剛.農(nóng)村生活污水處理智能化管理中政府監(jiān)管系統(tǒng)功能設計[J].環(huán)境與發(fā)展，2019，31（11）：190-191.

[6]于健，戈學珍，楊潔，等.農(nóng)村污水處理智能化管理平臺探索與應用[J].給水排水，2023，59（8） ：129-134.

[7]陳麗秋.農(nóng)村污水處理智能化建設研究：以蘇南地區(qū)為例[J].智慧農(nóng)業(yè)導刊，2021，1（1）：51-53，60.