CN110790368A - 一种农村生活污水处理设施的区域监管方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种农村生活污水处理设施的区域监管方法，该方法包括：根据是否属于总优先监管区域集合、优先监管集、自然生态红线区内的处理设施以及是否符合管网质量要求和运行质量要求的判断，将各农村生活污水处理设施进行区分，划分至不同的监管等级中，并采用相应的不同监管策略进行监管。本发明解决了现有技术中在资金成本限制下，全面监管难度大、成本高、效率低的技术问题，能够提高农村生活污水处理设施的区域化统筹监管效益。

Description

一种农村生活污水处理设施的区域监管方法
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域，尤其涉及一种农村生活污水处理设施的区域监管方法。
背景技术
2005年以来，全国农村污水处理事业快速发展，截止2018年底，全国农村生活污水处理设施建设达50.8万座。然而，随着处理终端运行时间的延长，很多设施的污染物去除效率出现了下降，其中主要的原因与运维专业化水平跟不上有关，运维费用尤其是其中的人工费用高是目前农村生活污水处理设施专业化运维遇到的最突出矛盾。浙江省是农村生活污水治理的先行区，实际上，2015年12月31日，在浙江省推进农村生活污水治理设施运行维护管理工作会议上，明确提出“要以市场化、专业化、智能化为导向，建立水量水质检测、巡查维修、设备更换等运维管理制度，一个地方建一套在线监控系统”。在政策的推动以及各类监测监视设备普及的情况下，虽然少数第三方运维企业进行了处理设施运行远程监控尝试，然而离长效运行监管还有一定的距离。如果采用类似常规市政污水厂的在线监管方案，通过大量的在线仪表监测进出水的水质、水量等设施运行参数，无疑成本巨大，将没有推广应用的价值。
所以，在资金成本限制的条件下，面对农村生活污水处理设施数量多、规模小、工艺杂、分布散的特点，有必要对农村生活污水处理设施进行优先监管识别研究，在此基础上，结合设施所处环境功能区划和管理因素，在众多设施中选取有足够代表性的进行区域在线监管，可大幅度降低运维监管人力成本，提高运维监管效率，并实现区域性统筹管理，为构建基于互联网的远程集中长效运行监管技术模式提供技术支撑。
发明内容
本发明提供了一种农村生活污水处理设施的区域监管方法，该区域监管方法解决了现有技术中农村生活污水处理设施数量多、规模小、工艺杂、分布散和资金成本限制下，全面监管难度大、成本高、效率低的技术问题，能够提高农村生活污水处理设施的区域化统筹监管效益。
具体技术方案如下：
1、一种农村生活污水处理设施的区域监管方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)选定待监管的农村区域，判断该农村区域内各处理设施是否属于总优先监管区域集合内的处理设施；
若是，则进行步骤(3)；若否，则进行步骤(2)；
所述总优先监管区域集合的识别方法如下：
(1-1)在所述农村区域内划分监管区域单元，估算各监管区域单元的单一污染物产污强度和单一污染物排污强度，确定各监管区域单元的产污权重和排污权重，再以所述产污权重和排污权重为变量，进行聚类分析，根据得到的聚类分析结果，将各监管区域单元划分为重度排污区、中度排污区、一般排污区和轻度排污区；
(1-2)采用单因子水质指数法和内梅罗综合指数法，估算各监管区域单元的单因子水质指数和内梅罗综合指数，再以单因子水质指数和内梅罗综合指数为变量，进行聚类分析，根据得到的聚类分析结果，将监管区域单元划分为高度敏感区、中度敏感区、轻度敏感区和不敏感区；
(1-3)根据步骤(1-2)的划分结果，从步骤(1-1)的划分为重度排污区、中度排污区和一般排污区的监管区域单元中选出属于高度敏感区或中度敏感区的监管区域单元，获得优先监管区域集合I；
(1-4)以除优先监管区域集合I以外的监管区域单元为识别对象，根据自然生态红线区的划分标准，选出属于自然生态红线区的监管区域单元，获得优先监管区域集合II；
(1-5)将所述优先监管区域集合I和优先监管区域集合II进行组合，形成总优先监管区域集合；
(2)对处理设施进行D等级监管；
所述D等级监管的策略为：
(2-1)基于运行管理平台实时监视处理设施各设备的运行状态，对动力设备进行远程启停控制；
(2-2)每年对处理设施的进水水质和出水水质进行一次抽检，处理设施抽检数量占比为10-20％；
(3)判断步骤(1)筛选后的属于总优先监管区域集合内的处理设施是否属于优先监管集内的处理设施；
若是，则进行步骤(6)；若否，则进行步骤(4)；
所述优先监管集的识别方法如下：
(3-1)根据农村生活污水处理设施的处理规模大小，将步骤(1-5)所述总优先监管区域集合中的农村生活污水处理设施进行分级，得到若干监管级单元，计算各监管级单元的单一污染物产污强度和单一污染物排污强度，得到各监管级单元的产污权重和排污权重，再以各监管级单元的产污权重和排污权重为变量，进行聚类分析，根据得到的聚类分析结果，得到两个集合，分别为优先监管级集合和一般监管级集合；
(3-2)选取步骤(3-1)中优先监管级集合内的农村生活污水处理设施，根据农村生活污水处理设施的工艺类型，将各优先监管级集合内的农村生活污水处理设施进行分类，得到若干监管类单元；
统计各监管类单元中农村生污水处理设施的数量，得到各监管类单元在整个优先监管级集合内的占比值，根据所述占比值的高低，按由高到底的规则，对各监管类单元进行排序；
若排序中排名第一的监管类单元的占比值＞75％，且排名第二的监管类单元的占比值＜15％，则直接以步骤(3-1)中获得的优先监管级集合作为最终识别得到的农村生活污水处理设施优先监管集；否则，进行步骤(3-3)；
(3-3)计算各监管类单元的单一污染物产污强度和单一污染物排污强度，得到各监管类单元的产污权重和排污权重，再以各监管类单元的产污权重和排污权重为变量，进行聚类分析，根据得到的聚类分析结果，得到两个集合，分别为优先监管类集合和一般监管类集合；将所述优先监管类集合作为最终识别得到的农村生活污水处理设施优先监管集；
(4)判断步骤(3)筛选后的不属于优先监管集内的是否同时达到管网质量要求和运行质量要求；
若是，则进行步骤(5)；若否，则进行步骤(2)；
所述管网质量要求为：
(4-1)每月监测处理设施的进水水质，连续监测至少6次以上，监测结果中至少有半数以上的结果为处理设施进水中至少两种污染物的浓度高于排放标准的情况；
(4-2)任意获取覆盖四季的至少4个月的日处理水量数据，日处理水量的偏差在±40％以内；
同时满足(4-1)和(4-2)；
所述运行质量要求为：
(4-3)获取处理设施最新监测的至少连续3个月的状态数据，在线的时间占比在50％以上；
(4-4)每月监测处理设施的进水水质和出水水质，连续监测至少6次以上，监测结果中至少有半数以上的结果为水质达标，且监测的污染物指标中超过50％的指标，出水浓度/进水浓度<1；
满足(4-3)和(4-4)中的任意一种；
(5)对处理设施进行C等级监管；
所述C等级监管的策略为：
(5-1)基于运行管理平台实时监视处理设施各设备的运行状态，对动力设备进行远程启停控制，对运行信号异常进行记录；
(5-2)安装水量在线监测设备，对处理设施的日处理水量进行实时监测，并对实时监测数据出现的异常进行记录；
(5-3)在每季度-半年之间，对处理设施的进水水质和出水水质进行一次抽检，处理设施抽检数量占比为10-15％；
(6)判断步骤(3)筛选后的属于优先监管集内的处理设施是否属于自然生态红线区内的处理设施；
若是，则进行步骤(9)；若否，则进行步骤(7)；
所述自然生态红线区根据《区域生态保护红线划定说明文件》进行划分；
(7)判断骤(6)筛选后的不属于自然生态红线区的处理设施是否同时达到管网质量要求和运行质量要求；
若是，则进行步骤(8)；若否，则进行步骤(5)；
所述管网质量要求和运行质量要求如步骤(4)所述；
(8)对处理设施进行B等级监管；
所述B等级监管的策略为：
(8-1)基于运行管理平台实时监视处理设施各设备的运行状态，对动力设备进行远程启停控制，对运行信号异常进行记录和告警；
(8-2)安装水量在线监测设备，对处理设施的日处理水量进行实时监测，并对实时监测数据出现的异常进行记录和告警；
(8-3)根据不同工艺类型与水质排放要求，安装常规五参数水质监测仪对处理设施的水质进行实时监测，并对实时监测数据出现的异常进行记录和告警；
(8-4)每两个月对处理设施的进水水质和出水水质进行一次抽检，处理设施抽检数量占比为5-15％；
(9)判断骤(6)筛选后的属于自然生态红线区的处理设施是否同时达到管网质量要求和运行质量要求；
若是，则对处理设施进行A等级监管；若否，则进行步骤(8)；
所述管网质量要求和运行质量要求如步骤(4)所述；
所述A等级监管的策略为：
(9-1)基于运行管理平台实时监视处理设施各设备的运行状态，对动力设备进行远程启停控制，对运行信号异常进行记录和告警；
(9-2)安装水量在线监测设备，对处理设施的日处理水量进行实时监测，并对实时监测数据出现的异常进行记录和告警；
(9-3)根据不同工艺类型与水质排放要求，安装常规五参数水质监测仪对处理设施的水质进行实时监测，同时安装在线多参数水质监测仪对处理设施的水质进行实时监测，并对实时监测数据出现的异常进行记录和告警；
(9-4)每个月对处理设施的进水水质和出水水质进行一次抽检，处理设施抽检数量占比为5-10％。
本发明所述的农村生活污水处理设施优先监管集是指在某农村区域内运维效能较差有待优先监管的一类农村生活污水处理设施的集合；通过对此集合中农村生活污水处理设施的监管能够更有效地提高该农村区域整体的运维监管环境效益和经济效益。
本发明将数量多、分布面广、不同监管需求的农村生活污水处理设施进行多层次分类，并采用不同的监管策略，可有效提高在资金成本限制下，全面监管难度大、成本高、效率低的技术问题，能够提高农村生活污水处理设施的区域化统筹监管效益。
步骤(1)中，所述农村区域是指通过农村生活污水处理设施进行农村生活污水处理的区域，可根据需求进行选定。所述监管区域单元以行政区域为划分标准，例如乡镇等。本发明步骤(1-1)和步骤(1-2)之间没有次序关系，也可先进行步骤(1-2)，再进行步骤(1-1)，或两步同时进行。
步骤(1-1)中，采用综合源强估算法，估算各监管区域单元的污染物产污强度；
公式如(1)～(3)所示：
Wc＝Q×ρc×10-3 (1)
Fc＝365×N×Wc×10-6 (2)
Gc＝Fc/S (3)
式中，Wc为农村生活污水处理设施的污染物(NH3-N、TP、TN、COD)的产污系数，单位：g·d-1·人-1；Fc为农村生活污水处理设施的污染物年产污量，单位：t·a-1；Gc为农村生活污水处理设施的年产污强度，单位：t·km-2·a-1；Q为农村居民人均用水量，单位：L·d-1·人-1；ρc为各监管区域单元设施的污染物进水浓度，单位：mg·L-1；N为各监管区域单元实际受益人数，单位：人；S为各监管区域单元面积，单位：km2；
步骤(1-1)中，采用综合源强估算法，估算各监管区域单元的污染物排污强度；
公式如(4)～(6)所示：
Wp＝Q×ρp(1-Qn/Q)×10-3 (4)
Fp＝365×N×Wp×10-6 (5)
Gp＝Fp/S (6)
式中，Wp为农村生活污水处理设施的污染物(NH3-N、TP、TN、COD)的排污系数，单位：g·d-1·人-1；FP为农村生活污水处理设施的污染物年排污量，单位：t·a-1；GP为农村生活污水处理设施的年排污强度，单位：t·km-2·a-1；Q为农村居民人均用水量，单位：L·d-1·人-1；ρp为各监管区域单元设施的污染物排放浓度，单位：mg·L-1；Qn为污水利用量，单位：L·d-1·人-1；N为各监管区域单元实际受益人数，单位：人；S为各监管区域单元面积，单位：km2；
进一步地，步骤(1-1)、(3-1)和(3-3)中，均利用因子分析法和加权指数法，计算产污权重和排污权重。
本发明中所述的因子分析法和加权指数法以及单因子水质指数法和内梅罗综合指数法均为现有方法。
进一步地，步骤(1-4)中，自然生态红线区根据《区域生态保护红线划定说明文件》进行划分。
进一步地，步骤(3-1)中，所述监管级单元为高处理规模监管级单元、中高处理规模监管级单元、常规处理规模监管级单元和一般处理规模监管级单元；
所述高处理规模监管级单元的污水日处理量≥50吨，中高处理规模监管级单元的污水日处理量﹤50吨且≥30吨，常规处理规模监管级单元的污水日处理量﹤30吨且≥20吨，一般处理规模监管级单元的污水日处理量﹤20吨且≥5吨。
进一步地，步骤(3-3)中，所述监管类单元为生物处理工艺类单元、生态处理工艺类单元、生物与生态组合处理工艺类单元、生物与生物组合处理工艺类单元和生态与生态组合处理工艺类单元中的至少两种；
所述生物处理工艺为厌氧工艺，生物接触氧化工艺，AO一体化工艺，A2O工艺，净化槽工艺，生物滤池工艺，SBR工艺或MBR工艺；
所述生态处理工艺为人工湿地工艺，稳定塘工艺或土地处理工艺；
所述生物与生态组合处理工艺为厌氧与人工湿地组合处理工艺，AO一体化与人工湿地组合处理工艺，A2O与人工湿地组合处理工艺，或生物滤池与人工湿地组合处理工艺；
所述生物与生态组合处理工艺类单元为人工湿地与稳定塘组合处理工艺，或人工湿地与土地组合处理工艺；
所述生物与生物处理工艺为厌氧接触氧化与净化槽组合处理工艺，或厌氧接触氧化与生物滤池组合处理工艺。
进一步地，所述管网质量要求为：
(4-1)每月监测处理设施的进水水质1次，连续监测6次，监测结果中至少有3次的结果为处理设施进水中至少两种污染物的浓度高于排放标准的情况；
(4-2)任意获取覆盖四季的至少4个月的日处理水量数据，日处理水量的偏差在±40％以内；
同时满足(4-1)和(4-2)；
所述运行质量要求为：
(4-3)获取处理设施最新的连续3个月的状态数据，离线的时间占比高达50％以上；
(4-4)每月监测处理设施的进水水质1次，连续监测6次，水质不达标次数超过4次，且监测的污染物指标中超过50％的指标，出水浓度/进水浓度<1；
满足(4-3)和(4-4)中的任意一种。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：：
本发明根据是否属于总优先监管区域集合、优先监管集、自然生态红线区内的处理设施以及是否符合管网质量要求和运行质量要求的判断，将各农村生活污水处理设施进行区分，划分至不同的监管等级中，并采用相应的不同监管策略进行监管，解决了现有技术中在资金成本限制下，全面监管难度大、成本高、效率低的技术问题，能够提高农村生活污水处理设施的区域化统筹监管效益。
附图说明
图1为实施例1中农村生活污水处理设施区域监管方法的流程示意图。
图2为实施例1中总优先监管区域集合和优先监管集识别方法的流程示意图。
图3为应用例1中各监管等级(A等级-D等级)内农村生活污水处理设施监管次序分析结果。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步描述，以下列举的仅是本发明的具体实施例，但本发明的保护范围不仅限于此。
实施例1
一种农村生活污水处理设施的区域监管方法，具体步骤如下：
(1)选定待监管的农村区域，判断该农村区域内各处理设施是否属于总优先监管区域集合内的处理设施；
若是，则进行步骤(3)；若否，则进行步骤(2)；
所述总优先监管区域集合的识别方法如下：
(1-1)在所述农村区域内划分监管区域单元，估算各监管区域单元的单一污染物产污强度和单一污染物排污强度，确定各监管区域单元的产污权重和排污权重，再以所述产污权重和排污权重为变量，进行聚类分析，根据得到的聚类分析结果，将各监管区域单元划分为重度排污区、中度排污区、一般排污区和轻度排污区；
步骤(1-1)中，采用综合源强估算法，估算各监管区域单元的污染物产污强度；
公式如(1)～(3)所示：
Wc＝Q×ρc×10-3 (1)
Fc＝365×N×Wc×10-6 (2)
Gc＝Fc/S (3)
式中，Wc为农村生活污水处理设施的污染物(NH3-N、TP、TN、COD)的产污系数，单位：g·d-1·人-1；Fc为农村生活污水处理设施的污染物年产污量，单位：t·a-1；Gc为农村生活污水处理设施的年产污强度，单位：t·km-2·a-1；Q为农村居民人均用水量，单位：L·d-1·人-1；ρc为各监管区域单元设施的污染物进水浓度，单位：mg·L-1；N为各监管区域单元实际受益人数，单位：人；S为各监管区域单元面积，单位：km2；
步骤(1-1)中，采用综合源强估算法，估算各监管区域单元的污染物排污强度；
公式如(4)～(6)所示：
Wp＝Q×ρp(1-Qn/Q)×10-3 (4)
Fp＝365×N×Wp×10-6 (5)
Gp＝Fp/S (6)
式中，Wp为农村生活污水处理设施的污染物(NH3-N、TP、TN、COD)的排污系数，单位：g·d-1·人-1；FP为农村生活污水处理设施的污染物年排污量，单位：t·a-1；GP为农村生活污水处理设施的年排污强度，单位：t·km-2·a-1；Q为农村居民人均用水量，单位：L·d-1·人-1；ρp为各监管区域单元设施的污染物排放浓度，单位：mg·L-1；Qn为污水利用量，单位：L·d-1·人-1；N为各监管区域单元实际受益人数，单位：人；S为各监管区域单元面积，单位：km2；
(1-2)采用单因子水质指数法和内梅罗综合指数法，估算各监管区域单元的单因子水质指数和内梅罗综合指数，再以单因子水质指数和内梅罗综合指数为变量，进行聚类分析，根据得到的聚类分析结果，将监管区域单元划分为高度敏感区、中度敏感区、轻度敏感区和不敏感区；
(1-3)根据步骤(1-2)的划分结果，从步骤(1-1)的划分为重度排污区、中度排污区和一般排污区的监管区域单元中选出属于高度敏感区或中度敏感区的监管区域单元，获得优先监管区域集合I；
(1-4)以除优先监管区域集合I以外的监管区域单元为识别对象，根据自然生态红线区的划分标准，选出属于自然生态红线区的监管区域单元，获得优先监管区域集合II；自然生态红线区根据《区域生态保护红线划定说明文件》进行划分；
(1-5)将所述优先监管区域集合I和优先监管区域集合II进行组合，形成总优先监管区域集合；
(2)对处理设施进行D等级监管；
所述D等级监管的策略为：
(2-1)基于运行管理平台实时监视处理设施各设备的运行状态，对动力设备进行远程启停控制；
(2-2)每年对处理设施的进水水质和出水水质进行一次抽检，处理设施抽检数量占比为10-20％；
(3)判断步骤(1)筛选后的属于总优先监管区域集合内的处理设施是否属于优先监管集内的处理设施；
若是，则进行步骤(6)；若否，则进行步骤(4)；
所述优先监管集的识别方法如下：
(3-1)根据农村生活污水处理设施的处理规模大小，将步骤(1-5)所述总优先监管区域集合中的农村生活污水处理设施进行分级，得到若干监管级单元，计算各监管级单元的单一污染物产污强度和单一污染物排污强度，利用因子分析法和加权指数法，得到各监管级单元的产污权重和排污权重，再以各监管级单元的产污权重和排污权重为变量，进行聚类分析，根据得到的聚类分析结果，得到两个集合，分别为优先监管级集合和一般监管级集合；
所述监管级单元为高处理规模监管级单元、中高处理规模监管级单元、常规处理规模监管级单元和一般处理规模监管级单元；
所述高处理规模监管级单元的污水日处理量≥50吨，中高处理规模监管级单元的污水日处理量﹤50吨且≥30吨，常规处理规模监管级单元的污水日处理量﹤30吨且≥20吨，一般处理规模监管级单元的污水日处理量﹤20吨且≥5吨；
(3-2)选取步骤(3-1)中优先监管级集合内的农村生活污水处理设施，根据农村生活污水处理设施的工艺类型，将各优先监管级集合内的农村生活污水处理设施进行分类，得到若干监管类单元；
统计各监管类单元中农村生污水处理设施的数量，得到各监管类单元在整个优先监管级集合内的占比值，根据所述占比值的高低，按由高到底的规则，对各监管类单元进行排序；
若排序中排名第一的监管类单元的占比值＞75％，且排名第二的监管类单元的占比值＜15％，则直接以步骤(3-1)中获得的优先监管级集合作为最终识别得到的农村生活污水处理设施优先监管集；否则，进行步骤(3-3)；
(3-3)计算各监管类单元的单一污染物产污强度和单一污染物排污强度，利用因子分析法和加权指数法，得到各监管类单元的产污权重和排污权重，再以各监管类单元的产污权重和排污权重为变量，进行聚类分析，根据得到的聚类分析结果，得到两个集合，分别为优先监管类集合和一般监管类集合；将所述优先监管类集合作为最终识别得到的农村生活污水处理设施优先监管集；
步骤(3-3)中，所述监管类单元为生物处理工艺类单元、生态处理工艺类单元、生物与生态组合处理工艺类单元、生物与生物组合处理工艺类单元和生态与生态组合处理工艺类单元中的至少两种；
所述生物处理工艺为厌氧工艺，生物接触氧化工艺，AO一体化工艺，A2O工艺，净化槽工艺，生物滤池工艺，SBR工艺或MBR工艺；
所述生态处理工艺为人工湿地工艺，稳定塘工艺或土地处理工艺；
所述生物与生态组合处理工艺为厌氧与人工湿地组合处理工艺，AO一体化与人工湿地组合处理工艺，A2O与人工湿地组合处理工艺，或生物滤池与人工湿地组合处理工艺；
所述生物与生态组合处理工艺类单元为人工湿地与稳定塘组合处理工艺，或人工湿地与土地组合处理工艺；
所述生物与生物处理工艺为厌氧接触氧化与净化槽组合处理工艺，或厌氧接触氧化与生物滤池组合处理工艺；
(4)判断步骤(3)筛选后的不属于优先监管集内的是否同时达到管网质量要求和运行质量要求；
若是，则进行步骤(5)；若否，则进行步骤(2)；
所述管网质量要求为：
(4-1)每月监测处理设施的进水水质，连续监测至少6次以上，监测结果中至少有半数以上的结果为处理设施进水中至少两种污染物的浓度高于排放标准的情况；
(4-2)任意获取覆盖四季的至少4个月的日处理水量数据，日处理水量的偏差在±40％以内；
同时满足(4-1)和(4-2)；
所述运行质量要求为：
(4-3)获取处理设施最新监测的至少连续3个月的状态数据，在线的时间占比在50％以上；
(4-4)每月监测处理设施的进水水质和出水水质，连续监测至少6次以上，监测结果中至少有半数以上的结果为水质达标，且监测的污染物指标中超过50％的指标，出水浓度/进水浓度<1；
满足(4-3)和(4-4)中的任意一种；
(5)对处理设施进行C等级监管；
所述C等级监管的策略为：
(5-1)基于运行管理平台实时监视处理设施各设备的运行状态，对动力设备进行远程启停控制，对运行信号异常进行记录；
(5-2)安装水量在线监测设备，对处理设施的日处理水量进行实时监测，并对实时监测数据出现的异常进行记录；
(5-3)在每季度-半年之间，对处理设施的进水水质和出水水质进行一次抽检，处理设施抽检数量占比为10-15％；
(6)判断步骤(3)筛选后的属于优先监管集内的处理设施是否属于自然生态红线区内的处理设施；
若是，则进行步骤(9)；若否，则进行步骤(7)；
所述自然生态红线区根据《区域生态保护红线划定说明文件》进行划分；
(7)判断骤(6)筛选后的不属于自然生态红线区的处理设施是否同时达到管网质量要求和运行质量要求；
若是，则进行步骤(8)；若否，则进行步骤(5)；
所述管网质量要求和运行质量要求如步骤(4)所述；
(8)对处理设施进行B等级监管；
所述B等级监管的策略为：
(8-1)基于运行管理平台实时监视处理设施各设备的运行状态，对动力设备进行远程启停控制，对运行信号异常进行记录和告警；
(8-2)安装水量在线监测设备，对处理设施的日处理水量进行实时监测，并对实时监测数据出现的异常进行记录和告警；
(8-3)根据不同工艺类型与水质排放要求，安装常规五参数水质监测仪对处理设施的水质进行实时监测，并对实时监测数据出现的异常进行记录和告警；
(8-4)每两个月对处理设施的进水水质和出水水质进行一次抽检，处理设施抽检数量占比为5-15％；
(9)判断骤(6)筛选后的属于自然生态红线区的处理设施是否同时达到管网质量要求和运行质量要求；
若是，则对处理设施进行A等级监管；若否，则进行步骤(8)；
所述管网质量要求和运行质量要求如步骤(4)所述；
所述A等级监管的策略为：
(9-1)基于运行管理平台实时监视处理设施各设备的运行状态，对动力设备进行远程启停控制，对运行信号异常进行记录和告警；
(9-2)安装水量在线监测设备，对处理设施的日处理水量进行实时监测，并对实时监测数据出现的异常进行记录和告警；
(9-3)根据不同工艺类型与水质排放要求，安装常规五参数水质监测仪对处理设施的水质进行实时监测，同时安装在线多参数水质监测仪对处理设施的水质进行实时监测，并对实时监测数据出现的异常进行记录和告警；
(9-4)每个月对处理设施的进水水质和出水水质进行一次抽检，处理设施抽检数量占比为5-10％。
应用例1
(1)以浙江省某县级市为例，该区域涉农镇(街道)有16个，实地调查后，发现16个镇(街道)共有农村污水处理设施650座，处理规模为5-160t/d，处理工艺以AAO为主，占比90％以上，故本应用例仅对农村污水处理设施作分区分级识别，划分的监管区域单元为16个，即16个镇(街道)。
(2)采用综合源强估算法，估算各监管区域单元的污染物产污强度；
公式如(1)～(3)所示：
Wc＝Q×ρc×10-3 (1)
Fc＝365×N×Wc×10-6 (2)
Gc＝Fc/S (3)
式中，Wc为农村生活污水处理设施的污染物(NH3-N、TP、TN、COD)的产污系数，单位：g·d-1·人-1；Fc为农村生活污水处理设施的污染物年产污量，单位：t·a-1；Gc为农村生活污水处理设施的年产污强度，单位：t·km-2·a-1；Q为农村居民人均用水量，单位：L·d-1·人-1；ρc为各监管区域单元设施的污染物进水浓度，单位：mg·L-1；N为各监管区域单元实际受益人数，单位：人；S为各监管区域单元面积，单位：km2；
采用综合源强估算法，估算各监管区域单元的排污强度；
公式如(4)～(6)所示：
Wp＝Q×ρp(1-Qn/Q)×10-3 (4)
Fp＝365×N×Wp×10-6 (5)
Gp＝Fp/S (6)
式中，Wp为农村生活污水处理设施的污染物(NH3-N、TP、TN、COD)的排污系数，单位：g·d-1·人-1；FP为农村生活污水处理设施的污染物年排污量，单位：t·a-1；GP为农村生活污水处理设施的年排污强度，单位：t·km-2·a-1；Q为农村居民人均用水量，单位：L·d-1·人-1；ρp为各监管区域单元设施的污染物排放浓度，单位：mg·L-1；
Qn为污水利用量，单位：L·d-1·人-1；N为各监管区域单元实际受益人数，单位：人；S为各监管区域单元面积，单位：km2；
上述公式中：ρ通过水质实测获得，按照空间连续性、季节一致性、规模全面性原则，随机抽检近30％处理设施共计进出水181组，选择NH3-N、TP、COD、TN为水质评价参数，根据国家标准方法测试进出水浓度，取各监管区域单元所调研设施NH3-N、TP、COD、TN浓度平均值为各监管区域单元农村生活污水处理设施的污染物进水浓度ρc和排放浓度ρp；Q、Qn参考浙江省实际情况；N参考浙江省住房与城乡建设厅提供的农村生活污水处理设施基础信息库；S参考该县级市统计年鉴、国民经济和社会发展统计公报；
(3)根据16个监管区域单元的污染物产污强度和排污强度，利用因子分析法和加权指数法，确定各监管区域单元的产污权重和排污权重，再以产污权重和排污权重为变量，进行聚类分析，根据得到的聚类分析结果，将16个监管区域单元划分为重度排污区(2个镇(街道))、中度排污区(4个镇(街道))、一般排污区(5个镇(街道))和轻度排污区(5个镇(街道))；
(4)与此同时，采用单因子水质指数法和内梅罗综合指数法，估算16个监管区域单元的单因子水质指数和内梅罗综合指数，再以单因子水质指数和内梅罗综合指数为变量，进行聚类分析，根据得到的聚类分析结果，将16个监管区域单元划分为高度敏感区(4个镇(街道))、中度敏感区(7个镇(街道))、轻度敏感区(2个镇(街道))和不敏感区(3个镇(街道))；
(5)根据步骤(4)的划分结果，从步骤(3)划分为重度排污区、中度排污区和一般排污区的监管区域单元中选出属于高度敏感区或中度敏感区的监管区域单元，获得优先控制区域集合I(5个镇(街道))；
(6)以除优先监管区域集I以外的监管区域单元为识别对象，根据自然生态红线区的划分标准(该县级市的生态保护红线划定说明文件)，选出属于自然生态红线区的监管区域单元，获得优先控制区域集合II(3个镇(街道))；
(7)将所述优先监管区域集合I和优先监管区域集合II进行组合，形成总优先监管区域集合(8个镇(街道))，总优先监管区域集合内农村生活污水处理设施有254座，占处理设施总数的39.4％，排污权重占74.5％；(8)判断农村区域内各处理设施是否属于总优先监管区域集合内的处理设施；将不属于总优先监管区域集合内的农村生活污水处理设施396座划分为D监管等级；
(9)根据农村生活污水处理设施的处理规模大小，将步骤(7)中总优先监管区域集合中的254座农村生活污水处理设施进行分级，并划分为高处理规模监管级单元(T≥50)、中高处理规模监管级单元(30≤T＜50)、常规处理规模监管级单元(20≤T＜30)或一般处理规模监管级单元(5≤T＜20)，计算各监管级单元的单一污染物产污强度和排污强度，得到各监管级单元的产污权重和排污权重，再以各监管级单元的产污权重和排污权重为变量，进行聚类分析，根据得到的聚类分析结果，得到两个集合，分别为优先监管级集合和一般监管级集合；优先监管级集合的农村生活污水处理设施有131座，占处理设施总数的20.2％，排污权重占62.4％；优先监管级集合中的131座设施作为优先监管集，其中属于自然生态红线区的设施为56座；
(10)以步骤(7)中属于优先监管区域集合内的254座农村生活污水处理设施为对象，结合步骤(9)优先监管集、自然生态红线区的分析结果，按照区域监管方法作监管等级划分，得到A等级监管34座、B等级监管58座、C等级监管90座、D等级监管72座，即该县级市650座农村污水处理设施被划分为A等级监管34座、B等级监管58座、C等级监管90座、D等级监管468座；
(11)以A等级监管的34座设施为例，统计分析农村生活污水处理设施的累计排污权重和累计设施数量如图所示；发现当监管34座设施中的5座设施时，可监管设施排放权重为44.8％，5座设施的监管优先级为区域1规模1、区域1规模2；
(12)随机抽检A等级监管的34座设施中的3座，调取监管前后3个月的第三方水质监测数据(按照1个月1次监测数据)进行达标排放统计分析，发现：平均达标率从27.8％(对照)上升到89.7％。
(13)以B等级监管的58座设施为例，统计分析农村生活污水处理设施的累计排污权重和累计设施数量如图所示；发现当监管58座设施中的10座设施时，可监管设施排放权重为42.4％，10座设施的监管优先级为区域3规模1、区域1规模2、区域4规模1；
(14)随机抽检B等级监管的58座设施中的8座，调取监管前后3个月的第三方水质监测数据(按照1个月1次监测数据)进行达标排放统计分析，发现：平均达标率从27.8％(对照)上升到83.1％。
(15)以C等级监管的90座设施为例，统计分析农村生活污水处理设施的累计排污权重和累计设施数量如图所示；发现当监管90座设施中的19座设施时，可监管设施排放权重为53.5％，19座设施的监管优先级为区域4规模1、区域3规模4、区域6规模3、区域3规模2、区域5规模1；
(16)随机抽检C等级监管的90座设施中的12座，调取监管前后3个月的第三方水质监测数据(按照1个月1次监测数据)进行达标排放统计分析，发现：平均达标率从27.8％(对照)上升到76.8％。
(17)以D等级监管的468座设施为例，统计分析农村生活污水处理设施的累计排污权重和累计设施数量如图所示；发现当监管468座设施中的149座设施时，可监管设施排放权重为72.1％，149座设施的监管优先级为区域3规模4、区域1规模4、区域4规模4、区域6规模4、区域7规模4、区域9规模1、区域10规模2、区域11规模1、区域9规模2、区域14规模1、区域12规模2；
(18)随机抽检D等级监管的468座设施中的75座，调取监管前后3个月的第三方水质监测数据(按照1个月1次监测数据)进行达标排放统计分析，发现：平均达标率从27.8％(对照)上升到68.7％。
对照：对该县级市650座处理设施的达标排放情况进行抽样评价分析，随机选取某个优先监管区域(乡镇)，保障投入同样的人力成本，获取该乡镇35座设施采取监管分类前后3个月的第三方水质监测数据(按照1个月1次监测数据)进行达标排放统计分析，发现，采取监管策略前，35座处理设施3个月的平均达标率仅27.8％。

Claims (7)

1.一种农村生活污水处理设施的区域监管方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)选定待监管的农村区域，判断该农村区域内各处理设施是否属于总优先监管区域集合内的处理设施；
若是，则进行步骤(3)；若否，则进行步骤(2)；
所述总优先监管区域集合的识别方法如下：
(1-1)在所述农村区域内划分监管区域单元，估算各监管区域单元的单一污染物产污强度和单一污染物排污强度，确定各监管区域单元的产污权重和排污权重，再以所述产污权重和排污权重为变量，进行聚类分析，根据得到的聚类分析结果，将各监管区域单元划分为重度排污区、中度排污区、一般排污区和轻度排污区；
(1-2)采用单因子水质指数法和内梅罗综合指数法，估算各监管区域单元的单因子水质指数和内梅罗综合指数，再以单因子水质指数和内梅罗综合指数为变量，进行聚类分析，根据得到的聚类分析结果，将监管区域单元划分为高度敏感区、中度敏感区、轻度敏感区和不敏感区；
(1-3)根据步骤(1-2)的划分结果，从步骤(1-1)的划分为重度排污区、中度排污区和一般排污区的监管区域单元中选出属于高度敏感区或中度敏感区的监管区域单元，获得优先监管区域集合I；
(1-4)以除优先监管区域集合I以外的监管区域单元为识别对象，根据自然生态红线区的划分标准，选出属于自然生态红线区的监管区域单元，获得优先监管区域集合II；
(1-5)将所述优先监管区域集合I和优先监管区域集合II进行组合，形成总优先监管区域集合；
(2)对处理设施进行D等级监管；
所述D等级监管的策略为：
(2-1)基于运行管理平台实时监视处理设施各设备的运行状态，对动力设备进行远程启停控制；
(2-2)每年对处理设施的进水水质和出水水质进行一次抽检，处理设施抽检数量占比为10-20％；
(3)判断步骤(1)筛选后的属于总优先监管区域集合内的处理设施是否属于优先监管集内的处理设施；
若是，则进行步骤(6)；若否，则进行步骤(4)；
所述优先监管集的识别方法如下：
(3-1)根据农村生活污水处理设施的处理规模大小，将步骤(1-5)所述总优先监管区域集合中的农村生活污水处理设施进行分级，得到若干监管级单元，计算各监管级单元的单一污染物产污强度和单一污染物排污强度，得到各监管级单元的产污权重和排污权重，再以各监管级单元的产污权重和排污权重为变量，进行聚类分析，根据得到的聚类分析结果，得到两个集合，分别为优先监管级集合和一般监管级集合；
(3-2)选取步骤(3-1)中优先监管级集合内的农村生活污水处理设施，根据农村生活污水处理设施的工艺类型，将各优先监管级集合内的农村生活污水处理设施进行分类，得到若干监管类单元；
统计各监管类单元中农村生污水处理设施的数量，得到各监管类单元在整个优先监管级集合内的占比值，根据所述占比值的高低，按由高到底的规则，对各监管类单元进行排序；
若排序中排名第一的监管类单元的占比值＞75％，且排名第二的监管类单元的占比值＜15％，则直接以步骤(3-1)中获得的优先监管级集合作为最终识别得到的农村生活污水处理设施优先监管集；否则，进行步骤(3-3)；
(3-3)计算各监管类单元的单一污染物产污强度和单一污染物排污强度，得到各监管类单元的产污权重和排污权重，再以各监管类单元的产污权重和排污权重为变量，进行聚类分析，根据得到的聚类分析结果，得到两个集合，分别为优先监管类集合和一般监管类集合；将所述优先监管类集合作为最终识别得到的农村生活污水处理设施优先监管集；
(4)判断步骤(3)筛选后的不属于优先监管集内的是否同时达到管网质量要求和运行质量要求；
若是，则进行步骤(5)；若否，则进行步骤(2)；
所述管网质量要求为：
(4-1)每月监测处理设施的进水水质，连续监测至少6次以上，监测结果中至少有半数以上的结果为处理设施进水中至少两种污染物的浓度高于排放标准的情况；
(4-2)任意获取覆盖四季的至少4个月的日处理水量数据，日处理水量的偏差在±40％以内；
同时满足(4-1)和(4-2)；
所述运行质量要求为：
(4-3)获取处理设施最新监测的至少连续3个月的状态数据，在线的时间占比在50％以上；
(4-4)每月监测处理设施的进水水质和出水水质，连续监测至少6次以上，监测结果中至少有半数以上的结果为水质达标，且监测的污染物指标中超过50％的指标，出水浓度/进水浓度<1；
满足(4-3)和(4-4)中的任意一种；
(5)对处理设施进行C等级监管；
所述C等级监管的策略为：
(5-1)基于运行管理平台实时监视处理设施各设备的运行状态，对动力设备进行远程启停控制，对运行信号异常进行记录；
(5-2)安装水量在线监测设备，对处理设施的日处理水量进行实时监测，并对实时监测数据出现的异常进行记录；
(5-3)在每季度-半年之间，对处理设施的进水水质和出水水质进行一次抽检，处理设施抽检数量占比为10-15％；
(6)判断步骤(3)筛选后的属于优先监管集内的处理设施是否属于自然生态红线区内的处理设施；
若是，则进行步骤(9)；若否，则进行步骤(7)；
所述自然生态红线区根据《区域生态保护红线划定说明文件》进行划分；
(7)判断骤(6)筛选后的不属于自然生态红线区的处理设施是否同时达到管网质量要求和运行质量要求；
若是，则进行步骤(8)；若否，则进行步骤(5)；
所述管网质量要求和运行质量要求如步骤(4)所述；
(8)对处理设施进行B等级监管；
所述B等级监管的策略为：
(8-1)基于运行管理平台实时监视处理设施各设备的运行状态，对动力设备进行远程启停控制，对运行信号异常进行记录和告警；
(8-2)安装水量在线监测设备，对处理设施的日处理水量进行实时监测，并对实时监测数据出现的异常进行记录和告警；
(8-3)根据不同工艺类型与水质排放要求，安装常规五参数水质监测仪对处理设施的水质进行实时监测，并对实时监测数据出现的异常进行记录和告警；
(8-4)每两个月对处理设施的进水水质和出水水质进行一次抽检，处理设施抽检数量占比为5-15％；
(9)判断骤(6)筛选后的属于自然生态红线区的处理设施是否同时达到管网质量要求和运行质量要求；
若是，则对处理设施进行A等级监管；若否，则进行步骤(8)；
所述管网质量要求和运行质量要求如步骤(4)所述；
所述A等级监管的策略为：
(9-1)基于运行管理平台实时监视处理设施各设备的运行状态，对动力设备进行远程启停控制，对运行信号异常进行记录和告警；
(9-2)安装水量在线监测设备，对处理设施的日处理水量进行实时监测，并对实时监测数据出现的异常进行记录和告警；
(9-3)根据不同工艺类型与水质排放要求，安装常规五参数水质监测仪对处理设施的水质进行实时监测，同时安装在线多参数水质监测仪对处理设施的水质进行实时监测，并对实时监测数据出现的异常进行记录和告警；
(9-4)每个月对处理设施的进水水质和出水水质进行一次抽检，处理设施抽检数量占比为5-10％。
2.如农村生活污水处理设施的区域监管方法，其特征在于，步骤(1-1)中，所述监管区域单元以行政区域为划分标准。
3.农村生活污水处理设施的区域监管方法，其特征在于，步骤(1-1)中，采用综合源强估算法，估算各监管区域单元的污染物产污强度；
公式如(1)～(3)所示：
Wc＝Q×ρc×10-3 (1)
Fc＝365×N×Wc×10-6 (2)
Gc＝Fc/S (3)
式中，Wc为农村生活污水处理设施的污染物(NH3-N、TP、TN、COD)的产污系数，单位：g·d-1·人-1；Fc为农村生活污水处理设施的污染物年产污量，单位：t·a-1；Gc为农村生活污水处理设施的年产污强度，单位：t·km-2·a-1；Q为农村居民人均用水量，单位：L·d-1·人-1；ρc为各监管区域单元设施的污染物进水浓度，单位：mg·L-1；N为各监管区域单元实际受益人数，单位：人；S为各监管区域单元面积，单位：km2。
4.如农村生活污水处理设施的区域监管方法，其特征在于，步骤(1-1)中，采用综合源强估算法，估算各监管区域单元的污染物排污强度；
公式如(4)～(6)所示：
Wp＝Q×ρp(1-Qn/Q)×10-3 (4)
Fp＝365×N×Wp×10-6 (5)
Gp＝Fp/S (6)
式中，Wp为农村生活污水处理设施的污染物(NH3-N、TP、TN、COD)的排污系数，单位：g·d-1·人-1；FP为农村生活污水处理设施的污染物年排污量，单位：t·a-1；GP为农村生活污水处理设施的年排污强度，单位：t·km-2·a-1；Q为农村居民人均用水量，单位：L·d-1·人-1；ρp为各监管区域单元设施的污染物排放浓度，单位：mg·L-1；Qn为污水利用量，单位：L·d-1·人-1；N为各监管区域单元实际受益人数，单位：人；S为各监管区域单元面积，单位：km2。
5.如权利要求1所述的农村生活污水处理设施优先监管集的识别方法，其特征在于，步骤(1-1)、(3-1)和(3-3)中，均利用因子分析法和加权指数法，计算产污权重和排污权重。
6.如权利要求1所述的农村生活污水处理设施优先监管集的识别方法，其特征在于，步骤(3-1)中，所述监管级单元为高处理规模监管级单元、中高处理规模监管级单元、常规处理规模监管级单元和一般处理规模监管级单元；
所述高处理规模监管级单元的污水日处理量≥50吨，中高处理规模监管级单元的污水日处理量﹤50吨且≥30吨，常规处理规模监管级单元的污水日处理量﹤30吨且≥20吨，一般处理规模监管级单元的污水日处理量﹤20吨且≥5吨。
7.如权利要求1所述的农村生活污水处理设施优先监管集的识别方法，其特征在于，步骤(3-3)中，所述监管类单元为生物处理工艺类单元、生态处理工艺类单元、生物与生态组合处理工艺类单元、生物与生物组合处理工艺类单元和生态与生态组合处理工艺类单元中的至少两种；
所述生物处理工艺为厌氧工艺，生物接触氧化工艺，AO一体化工艺，A2O工艺，净化槽工艺，生物滤池工艺，SBR工艺或MBR工艺；
所述生态处理工艺为人工湿地工艺，稳定塘工艺或土地处理工艺；
所述生物与生态组合处理工艺为厌氧与人工湿地组合处理工艺，AO一体化与人工湿地组合处理工艺，A2O与人工湿地组合处理工艺，或生物滤池与人工湿地组合处理工艺；
所述生物与生态组合处理工艺类单元为人工湿地与稳定塘组合处理工艺，或人工湿地与土地组合处理工艺；
所述生物与生物处理工艺为厌氧接触氧化与净化槽组合处理工艺，或厌氧接触氧化与生物滤池组合处理工艺。
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王敏: "嘉兴市农村生活污水处理设施优先控制区识别与监管方案研究", 《中国优秀硕士学位论文数据库工程科技I辑》 *

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