世界面临着前所未有的水安全的组合和弹性的挑战。这些挑战包括人口增长,城市化增加,减少传统的水源和水短缺由气候变化。在全球范围内,联合国1估计有36亿人(几乎一半的世界人口)居住在容易缺水的地区,近20亿人可能在2025年遭受水资源短缺。
克服这些挑战,水行业需要采用新技术和的工作方式,其中许多可能会干扰相比传统的供水和污水处理的方法。世界各地的一些颠覆性技术,可以广泛的水行业的积极影响已确定,包括数字技术、水再利用、资源化和能源自给自足。
数字技术与数字水
“智能”水市场估计为300亿美元在全球范围内,也就不足为奇了,利用数据来提高洞察力和决策和使用这种见解来改进流程和效率是一个关键的优先事项。的监控和优化污水处理、下水道和污水监测,已确定机会水和污泥处理技术可以更新和改进。
到2025年,约80%的公用事业发达国家的大城市,和一半的实用程序在大城市的发展中国家,预计将供水系统,结合数字水等功能先进的计量。另一个发展领域是使用卫星数据监控集雨和配水系统,而据报道,这样的系统可以识别泄漏的每分钟6立方英寸(³/分钟)。
然而,水需要一个全系统的方法和数字不会充分发挥潜力,如果只有少数孤立的介绍了智能系统。要真正实现节约用水和能源,水公司必须完全数字化供应链和污水基础设施部署传感器领域和整个系统使用电子流量计,包括在用户级别。的一个关键的潜在益处增加水行业的数字化,以及减少用水和改善需求平衡,是通过提高效率减少能源使用的。
水的再利用
各种因素包括人口增加,更大的环境要求是维持和保护水源,和气候变化意味着替代干净饮用水的来源需要使用。增加使用雨捕捉和重用棕色水进行清洗,冲厕所已经在许多建筑物,但有越来越多的兴趣把废水流让他们饮用并立即返回他们的水供应系统(直接重用),而不是通过河流系统返回处理废水对环境和地下蓄水层(间接重用)。
几种技术已经存在,使废水处理成饮用水,以及水的经济学的抽象和可用性变化,这些将变得更加普遍。成为广泛采用,社会将需要接受适当处理废水是一个可取的可用的饮用水来源。这并不是说,它不能成功实现,与项目已经在美国几个州,以及以色列和澳大利亚。
资源回收
资源循环经济复苏是一个真正的一个关键方面。不仅有从产品本身的经济和环境效益,但每一立方英尺的回收或重用的水导致了相应的需求减少自来水和污水排放。也有好处的复苏与材料相关的能源和碳足迹主要提取和处理相比,一起进一步带来环境效益降低废物处理的影响。
污水行业而言,从鸟粪石磷等营养物质的主要竞争者营养恢复,尽管该行业走向直接饮用水重用和采用先进技术将更广泛的化合物,这些可以回收和使用的数量也将增加。其他有价值的化合物,正开始恢复包括氨氮和钠基产品。
最重要的一个过程是蒸发,是用于集中残留足够让他们的经济提取和水净化过程的一部分。然而,许多的过程可以有一个高能源需求,在这些过程和污染是一个真正的问题。Scraped-surface热交换器是用来保持热效率和消除污染,因为它发生。加上冷却器和专门设计的结晶罐,一个高效的过程可以持续工作成为可能。
能源自给自足
的另一种形式从污水资源化的恢复能量流。虽然厌氧消化是被广泛认为是世界各地的水处理技术,其发电能力(使用结合热力和电力生产或生产可持续生物甲烷气)是欠发达。
雄心勃勃的目标可持续发展意味着污水处理厂(WWTPs)将需要在2030年实现零碳平衡。实现这一目标将需要恢复的能量中包含传入的废水流和使用这个为污水处理提供必要的热电和固体处理。据估计,目前,大多数WWTPs可以产生自己的能源需求的20%至25%。
因此,提高能源生产WWTPs至关重要的部门的自给自足的能量。但就其本身而言,它不太可能足以满足零的目标。减少能源消耗使用新的和更有效的流程还需要。污泥处理和能源效率的内在联系。
水和废水领域面临的挑战,在未来的几十年里不应被低估。水供应需要从依靠传统淡水资源对可持续多元化投资组合,小说和颠覆性技术需要实现的。然而,现有的技术和简单的原则(如抓住一切机会最大化效率)也将可以发挥重要作用。的建立和新技术,供水行业将变得更加可持续、更广泛的循环经济的基石。
引用
Voutchkov, N。:在水行业颠覆性创新。thesolutionsjournal.com/2020/05/14/disruptive-innovation-water-sector/