Forscher der University of Portsmouth haben die dynamischen Veränderungen in der Belastbarkeit von Abwasserbehandlungsanlagen im Vereinigten Königreich untersucht, die heute als Water Resource Recovery Facilities (WRRFs) bekannt sind, und festgestellt, dass Umweltstressoren das Potenzial für Verschmutzungsereignisse erhöhen.
WRRFs spielen eine wichtige Rolle in unserem täglichen Leben, indem sie sauberes Wasser produzieren, Nährstoffe entfernen, erneuerbare Energie erzeugen und andere wertvolle biobasierte Materialien aus Abwässern extrahieren. Diese Systeme wurden so konstruiert, dass sie Prozessstörungen oder -störungen bis zu einem gewissen Grad standhalten, aber eine neue Studie legt nahe, dass der Klimawandel und das Bevölkerungswachstum sie extremen Belastungen aussetzen.
Das Gemeinschaftsprojekt mit Southern Water und Thames Water war das erste, das Instrumentendaten aus der Betriebs- und Compliance-Überwachung verwendete, um reale Stressoren und ihren Einfluss auf WRRFs zu verfolgen. Es stellte sich heraus, dass dynamische Stressoren, darunter eine höhere Niederschlagsintensität und längere Trockenperioden, mit jedem Ereignis in Verbindung gebracht werden könnten. Dies spiegelt auch die zukünftigen Herausforderungen wider, die in der neuesten Ausgabe erwähnt werden IPCC-Berichtder mit hoher Zuversicht feststellt, dass extreme Wetterereignisse im Zusammenhang mit dem Klimawandel Schäden an der Infrastruktur verursachen werden.
Um schädliche Verschmutzungsvorfälle zu vermeiden, ist es laut dem Team hinter der Studie von entscheidender Bedeutung zu verstehen, wie sich Stressoren manifestieren, was zu dramatischen Veränderungen des Abwasservolumens und der Abwasserkonzentration führt. Dies gibt Wasserunternehmen eine verlängerte Reaktionszeit auf Ereignisse und die Möglichkeit, die Auswirkungen auf ein WRRF zu reduzieren.
Der Hauptautor des Papiers, Timothy Holloway von der School of Civil Engineering and Surveying der University of Portsmouth, sagte: „Die Verbesserung der Belastbarkeit von Anlagen und Infrastruktur ist eine große Herausforderung für die Wasserindustrie, da durch Stressfaktoren verursachte Betriebsunterbrechungen immer häufiger und schwieriger vorherzusagen sind. Angesichts erheblicher politischer, sozialer und ökologischer Unsicherheiten sind Wasserversorgungsunternehmen und Regierungsbehörden gezwungen, komplexe und dynamische Änderungen der Widerstandsfähigkeit gegenüber Ereignissen zu bewältigen, die außerhalb ihrer Kontrolle liegen.
„Wenn wir auf dem gleichen Weg bleiben, ist es sehr wahrscheinlich, dass wir aufgrund neuer und schnell aufkommender Stressfaktoren für Abwassersysteme schwerwiegendere Verschmutzungsereignisse erleben werden Infrastruktur.“
Die Studie, erschienen in Wasserforschungschlägt vor, tatsächliche WRRF-Daten zu verwenden, um weitere Störungen für Abwasserbetreiber im Vereinigten Königreich und weltweit zu mildern.
Dr. Yang, Process Growth Lead Water Quality bei Southern Water, sagte: „Southern Water ist in den letzten zwei Jahrzehnten branchenführend in der Abwasserüberwachung. Die wertvollen Langzeitdaten aus unserem Überwachungsprogramm haben diese bahnbrechende Forschung ermöglicht. Die Strömung von Southern Water Kanalüberwachungsprogramm bietet weitere spannende Möglichkeiten Wir befinden uns in einer Zeit der digitalen Transformation und des Klimawandels.
„Diese Forschung schlägt ein neues Werkzeug vor, um den Fortschritt digitaler und sensorischer Technologien zu nutzen. Sie zielt darauf ab, den Betreiber in die Lage zu versetzen, die besten Strategien für den Betrieb eines Kanalnetzes oder einer Kläranlage auf der Grundlage von Live-Daten umzusetzen, damit die Kunden und die Umwelt besser sind geschützt vor negativen Einflüssen äußerer Umwelteinflüsse wie dem Klimawandel. Ich bin stolz und fühle mich privilegiert, mit dem Team der Portsmouth University im Namen von Southern Water zusammenzuarbeiten. Ich freue mich auf weitere Kooperationen in der Zukunft.“
Dr. Ben Martin, leitender Forschungswissenschaftler bei Thames Water, fügte hinzu: „Bei Thames Water haben wir den Punkt erreicht, an dem digitale Tools unsere Leistungs- und Überwachungsdatensätze nutzen können, um beispiellose betriebliche Vorteile zu erzielen.
„Wir sind jetzt besser in der Lage, Störungen zu bewältigen, proaktive Maßnahmen vor Anlagenausfällen vorherzusagen und zu ergreifen und autonome Systeme zu schaffen, die letztendlich die Qualität des Wassers verbessern, das unserer natürlichen Umwelt zugeführt wird. Der Wert dieser und ähnlicher Bemühungen in Industrie und Wissenschaft wird anerkannt in diesem Whitepaper ist ermutigend. Die Zusammenarbeit mit Herrn Tim Holloway von der University of Portsmouth war unglaublich wertvoll, da wir bestrebt sind, sektorübergreifende Synergien auf diesem Gebiet aufzubauen.“
Timothy G. Holloway et al., Untersuchung der Verwendung von Instrumentendaten von Wasserressourcen-Rückgewinnungsanlagen zur Visualisierung der dynamischen Widerstandsfähigkeit gegenüber Umweltstressoren, Wasserforschung (2022). DOI: 10.1016/j.waters.2022.118711