如果全球要接近到2050 年實(shí)現(xiàn)溫室氣體凈零排放的國(guó)際目標(biāo)，我們就必須想辦法減少?gòu)U水處理的碳足跡。然而，水行業(yè)需要有關(guān)其基礎(chǔ)設(shè)施的更好數(shù)據(jù)，這對(duì)我們減少碳排放的最重要方法之一：運(yùn)營(yíng)效率造成了障礙。

　　我們目前用于處理廢水的系統(tǒng)是能源密集型系統(tǒng)，全球每年使用約 175 萬(wàn)千兆瓦時(shí)——超過(guò)美國(guó)所有家庭的總耗電量。

　　而且這個(gè)數(shù)字只會(huì)增長(zhǎng)。據(jù)最新估計(jì)，世界上超過(guò) 80% 的廢水未經(jīng)處理，但這一數(shù)字正在縮小——全球廢水市場(chǎng)預(yù)計(jì)到 2030 年將以 7.41% 的復(fù)合增長(zhǎng)率增長(zhǎng)。

　　問(wèn)題在于，水處理運(yùn)營(yíng)商最近才獲得可用于改善結(jié)果的最新技術(shù)。這包括物聯(lián)網(wǎng) (IoT)：物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在優(yōu)化我們處理廢水的方式和減少整個(gè)行業(yè)的能源需求方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。

　　如今，越來(lái)越多的企業(yè)正在研究廢水處理的溫室氣體排放，包括其碳足跡，以及需要提高運(yùn)營(yíng)效率的原因和地點(diǎn)。還探討了最新的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)如何幫助運(yùn)營(yíng)商收集有關(guān)其系統(tǒng)的高質(zhì)量數(shù)據(jù)，并幫助他們發(fā)現(xiàn)提高效率的機(jī)會(huì)。

　　廢水處理的碳足跡有多少?

　　大眾媒體很少報(bào)道廢水處理。當(dāng)計(jì)算為全球溫室氣體 (GHG) 總排放量的一部分時(shí)，它看起來(lái)很小——只有 1.3%。然而，這是一種誤導(dǎo)，因?yàn)檫@個(gè)數(shù)字只考慮了直接產(chǎn)生的溫室氣體——廢水中的有機(jī)物是甲烷和一氧化二氮的少量但重要的來(lái)源，這兩種溫室氣體都是非常強(qiáng)大的溫室氣體。

　　像這樣的計(jì)算需要考慮的是能源使用如何在行業(yè)之間分配。由于其能源需求，廢水處理間接產(chǎn)生大量碳足跡。

　　大多數(shù)廢水處理方法旨在去除水中的有機(jī)物，然后處理產(chǎn)生的污泥以阻止有害量的碳、氮和磷酸鹽進(jìn)入當(dāng)?shù)丨h(huán)境。有多種方法可以做到這一點(diǎn)，從而導(dǎo)致他們需要多少能源和產(chǎn)生的溫室氣體排放量不同。

　　廢水處理需要更高的運(yùn)營(yíng)效率

　　減少?gòu)U水處理碳足跡的最重要問(wèn)題之一是需要更多數(shù)據(jù)。

　　這是一個(gè)全球性的問(wèn)題——聯(lián)合國(guó)在其最新報(bào)告中只能收集來(lái)自 42 個(gè)國(guó)家的數(shù)據(jù)，而工業(yè)廢水?dāng)?shù)據(jù)僅適用于 18 個(gè)國(guó)家。

　　缺乏數(shù)據(jù)也是國(guó)家層面的一個(gè)問(wèn)題——例如：

　　英國(guó)環(huán)境署指出，“……市政污水處理過(guò)程監(jiān)控不力;與其他行業(yè)相比，更好的過(guò)程監(jiān)控將有助于確定速效……” 。

　　在一份關(guān)于中國(guó)廢水處理的溫室氣體排放的報(bào)告中，作者指出了與如何計(jì)算溫室氣體排放有關(guān)的問(wèn)題。在評(píng)估不同的廢水處理技術(shù)時(shí)幾乎沒(méi)有區(qū)別。

　　此外，沒(méi)有考慮到生物處理的二氧化碳排放量，并且缺乏有關(guān)下游水質(zhì)或可能產(chǎn)生的溫室氣體排放量的數(shù)據(jù)。

　　缺乏數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)質(zhì)量差阻礙了提高運(yùn)營(yíng)效率的努力。需要更好地監(jiān)測(cè)廢水處理的能源使用情況，以及處理過(guò)程的碳排放和溫室氣體排放，才能有效解決這一問(wèn)題。

　　以英國(guó)為例，據(jù)估計(jì)，優(yōu)化可以輕松地使該國(guó)每年廢水處理的二氧化碳排放量減少數(shù)萬(wàn)噸，但許多解決方案依賴于更好的數(shù)據(jù)和資本投資的結(jié)合。

　　物聯(lián)網(wǎng)如何幫助我們建立更高效的廢水管理

　　物聯(lián)網(wǎng) (IoT) 已被證明是廢水處理和整個(gè)水管理系統(tǒng)的一項(xiàng)有價(jià)值的發(fā)展。智能水表是我們可能已經(jīng)熟悉的一種工具。它們變得越來(lái)越受歡迎，各個(gè)地區(qū)都大力鼓勵(lì)采用它們。

　　物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的使用遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止于此。例如，在 2022 年年中，蘇格蘭的公共供水商Scottish Water宣布投資 1 億英鎊用于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，以改善其污水處理基礎(chǔ)設(shè)施。

　　Scottish Water 發(fā)現(xiàn)需要更好的污水監(jiān)測(cè)以“在廢水問(wèn)題影響客戶和環(huán)境之前預(yù)測(cè)和預(yù)防”。他們的目標(biāo)是通過(guò)提高運(yùn)營(yíng)效率，到 2040 年實(shí)現(xiàn)凈零碳排放。

　　在努力實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的過(guò)程中，他們了解到他們“......幾乎無(wú)法訪問(wèn)有關(guān)治療質(zhì)量或關(guān)鍵資產(chǎn)狀況和性能的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)?！?/p>

　　來(lái)自 IoT 系統(tǒng)的傳感器數(shù)據(jù)收集和分析，如 Scottish Water 正在實(shí)施的系統(tǒng)，具有幾個(gè)主要優(yōu)勢(shì)：

　　它可用于預(yù)測(cè)需要維護(hù)的位置并提供任何問(wèn)題的早期預(yù)警，從而減少?gòu)U水基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)生重大泄漏和堵塞的可能性。

　　物聯(lián)網(wǎng)傳感器可以監(jiān)測(cè)廢水中的化學(xué)物質(zhì)水平，包括二氧化碳、氮?dú)夂图淄椤?/p>

　　一些傳感器還可以監(jiān)測(cè)水曝氣，這是特定廢水處理過(guò)程的一個(gè)關(guān)鍵方面。

　　IoT 系統(tǒng)可以監(jiān)控和評(píng)估流量水平，使您能夠分析和優(yōu)化進(jìn)出廢水處理設(shè)施的水，支持優(yōu)化整個(gè)處理過(guò)程的能源使用。

　　物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)污水處理行業(yè)具有巨大潛力：保護(hù)和延長(zhǎng)水利基礎(chǔ)設(shè)施的使用壽命，優(yōu)化污水處理流程，降低整個(gè)能源需求，減少其碳(和整體溫室氣體)排放足跡。