如何使用物联网减少废水处理的碳足迹

如果全球要接近到2050 年实现温室气体净零排放的国际目标，我们就必须想办法减少废水处理的碳足迹。然而，水行业需要有关其基础设施的更好数据，这对我们减少碳排放的最重要方法之一：运营效率造成了障碍。

我们目前用于处理废水的系统是能源密集型系统，全球每年使用约 175 万千兆瓦时——超过美国所有家庭的总耗电量。

而且这个数字只会增长。据最新估计，世界上超过 80% 的废水未经处理，但这一数字正在缩小——全球废水市场预计到 2030 年将以 7.41% 的复合增长率增长。

问题在于，水处理运营商最近才获得可用于改善结果的最新技术。这包括物联网 (IoT)：物联网技术在优化我们处理废水的方式和减少整个行业的能源需求方面发挥着至关重要的作用。

如今，越来越多的企业正在研究废水处理的温室气体排放，包括其碳足迹，以及需要提高运营效率的原因和地点。还探讨了最新的物联网技术如何帮助运营商收集有关其系统的高质量数据，并帮助他们发现提高效率的机会。

废水处理的碳足迹有多少？

大众媒体很少报道废水处理。当计算为全球温室气体 (GHG) 总排放量的一部分时，它看起来很小——只有 1.3%。然而，这是一种误导，因为这个数字只考虑了直接产生的温室气体——废水中的有机物是甲烷和一氧化二氮的少量但重要的来源，这两种温室气体都是非常强大的温室气体。

像这样的计算需要考虑的是能源使用如何在行业之间分配。由于其能源需求，废水处理间接产生大量碳足迹。

大多数废水处理方法旨在去除水中的有机物，然后处理产生的污泥以阻止有害量的碳、氮和磷酸盐进入当地环境。有多种方法可以做到这一点，从而导致他们需要多少能源和产生的温室气体排放量不同。

废水处理需要更高的运营效率

减少废水处理碳足迹的最重要问题之一是需要更多数据。

这是一个全球性的问题——联合国在其最新报告中只能收集来自 42 个国家的数据，而工业废水数据仅适用于 18 个国家。

缺乏数据也是国家层面的一个问题——例如：

英国环境署指出，“……市政污水处理过程监控不力；与其他行业相比，更好的过程监控将有助于确定速效……” 。

在一份关于中国废水处理的温室气体排放的报告中，作者指出了与如何计算温室气体排放有关的问题。在评估不同的废水处理技术时几乎没有区别。

此外，没有考虑到生物处理的二氧化碳排放量，并且缺乏有关下游水质或可能产生的温室气体排放量的数据。缺乏数据和数据质量差阻碍了提高运营效率的努力。需要更好地监测废水处理的能源使用情况，以及处理过程的碳排放和温室气体排放，才能有效解决这一问题。

以英国为例，据估计，优化可以轻松地使该国每年废水处理的二氧化碳排放量减少数万吨，但许多解决方案依赖于更好的数据和资本投资的结合。

物联网如何帮助我们建立更高效的废水管理

物联网 (IoT) 已被证明是废水处理和整个水管理系统的一项有价值的发展。智能水表是我们可能已经熟悉的一种工具。它们变得越来越受欢迎，各个地区都大力鼓励采用它们。

物联网技术的使用远远不止于此。例如，在 2022 年年中，苏格兰的公共供水商Scottish Water宣布投资 1 亿英镑用于物联网技术，以改善其污水处理基础设施。

Scottish Water 发现需要更好的污水监测以“在废水问题影响客户和环境之前预测和预防”。他们的目标是通过提高运营效率，到 2040 年实现净零碳排放。

在努力实现这一目标的过程中，他们了解到他们“......几乎无法访问有关治疗质量或关键资产状况和性能的实时数据。”

来自 IoT 系统的传感器数据收集和分析，如 Scottish Water 正在实施的系统，具有几个主要优势：

它可用于预测需要维护的位置并提供任何问题的早期预警，从而减少废水基础设施发生重大泄漏和堵塞的可能性。

物联网传感器可以监测废水中的化学物质水平，包括二氧化碳、氮气和甲烷。

一些传感器还可以监测水曝气，这是特定废水处理过程的一个关键方面。

IoT 系统可以监控和评估流量水平，使您能够分析和优化进出废水处理设施的水，支持优化整个处理过程的能源使用。

物联网技术对污水处理行业具有巨大潜力：保护和延长水利基础设施的使用寿命，优化污水处理流程，降低整个能源需求，减少其碳（和整体温室气体）排放足迹。