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如果全球要接近到2050 年實現(xiàn)溫室氣體凈零排放的國際目標(biāo)，我們就必須想辦法減少廢水處理的碳足跡。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)，這對我們減少碳排放的最重要方法之一：運營效率造成了障礙。
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 萬千兆瓦時——超過美國所有家庭的總耗電量。
而且這個數(shù)字只會增長。據(jù)最新估計，世界上超過 80% 的廢水未經(jīng)處理，但這一數(shù)字正在縮小——全球廢水市場預(yù)計到 2030 年將以 7.41% 的復(fù)合增長率增長。
問題在于，水處理運營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，以及需要提高運營效率的原因和地點。還探討了最新的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)如何幫助運營商收集有關(guān)其系統(tǒng)的高質(zhì)量數(shù)據(jù)，并幫助他們發(fā)現(xiàn)提高效率的機會。
廢水處理的碳足跡有多少？
大眾媒體很少報道廢水處理。當(dāng)計算為全球溫室氣體 (GHG) 總排放量的一部分時，它看起來很小——只有 1.3%。然而，這是一種誤導(dǎo)，因為這個數(shù)字只考慮了直接產(chǎn)生的溫室氣體——廢水中的有機物是甲烷和一氧化二氮的少量但重要的來源，這兩種溫室氣體都是非常強大的溫室氣體。
像這樣的計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，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營效率
減少廢水處理碳足跡的最重要問題之一是需要更多數(shù)據(jù)。
這是一個全球性的問題——聯(lián)合國在其最新報告中只能收集來自 42 個國家的數(shù)據(jù)，而工業(yè)廢水?dāng)?shù)據(jù)僅適用于 18 個國家。
缺乏數(shù)據(jù)也是國家層面的一個問題——例如：
英國環(huán)境署指出，“……市政污水處理過程監(jiān)控不力；與其他行業(yè)相比，更好的過程監(jiān)控將有助于確定速效……” 。
在一份關(guān)于中國廢水處理的溫室氣體排放的報告中，作者指出了與如何計算溫室氣體排放有關(guān)的問題。在評估不同的廢水處理技術(shù)時幾乎沒有區(qū)別。
此外，沒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)量差阻礙了提高運營效率的努力。需要更好地監(jiān)測廢水處理的能源使用情況，以及處理過程的碳排放和溫室氣體排放，才能有效解決這一問題。
以英國為例，據(jù)估計，優(yōu)化可以輕松地使該國每年廢水處理的二氧化碳排放量減少數(shù)萬噸，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水管理系統(tǒng)的一項有價值的發(fā)展。智能水表是我們可能已經(jīng)熟悉的一種工具。它們變得越來越受歡迎，各個地區(qū)都大力鼓勵采用它們。
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)測以“在廢水問題影響客戶和環(huán)境之前預(yù)測和預(yù)防”。他們的目標(biāo)是通過提高運營效率，到 2040 年實現(xiàn)凈零碳排放。
在努力實現(xiàn)這一目標(biāo)的過程中，他們了解到他們“......幾乎無法訪問有關(guān)治療質(zhì)量或關(guān)鍵資產(chǎn)狀況和性能的實時數(shù)據(jù)。”
來自 IoT 系統(tǒng)的傳感器數(shù)據(jù)收集和分析，如 Scottish Water 正在實施的系統(tǒng)，具有幾個主要優(yōu)勢：
它可用于預(yù)測需要維護(hù)的位置并提供任何問題的早期預(yù)警，從而減少廢水基礎(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)測廢水中的化學(xué)物質(zhì)水平，包括二氧化碳、氮氣和甲烷。
一些傳感器還可以監(jiān)測水曝氣，這是特定廢水處理過程的一個關(guān)鍵方面。
IoT 系統(tǒng)可以監(jiān)控和評估流量水平，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)化整個處理過程的能源使用。
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對污水處理行業(yè)具有巨大潛力：保護(hù)和延長水利基礎(chǔ)設(shè)施的使用壽命，優(yōu)化污水處理流程，降低整個能源需求，減少其碳(和整體溫室氣體)排放足跡。
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