Kredit:Pixabay/CC0 Public Domain
Forskare från University of Portsmouth har undersökt de dynamiska förändringarna i motståndskraften hos brittiska avloppsvattenreningsverk, nu kända som Water Resource Recovery Facilities (WRRFs), och upptäckt att miljöpåfrestningar ökar risken för föroreningshändelser.
WRRF spelar en viktig roll i vårt dagliga liv genom att producera rent vatten, ta bort näringsämnen, generera förnybar energi och utvinna andra värdefulla biobaserade material från avloppsvatten. Dessa system har konstruerats för att motstå processstörningar eller störningar i viss utsträckning, men en ny studie tyder på att klimatförändringar och befolkningstillväxt sätter dem under extrem stress.
Samarbetsprojektet med Southern Water och Thames Water var det första som använde instrumentdata från drift- och efterlevnadsövervakning för att spåra verkliga stressfaktorer och deras inverkan på WRRF. Den fann att dynamiska stressfaktorer, inklusive högre nederbördsintensitet och förlängda torrperioder, kunde kopplas till varje händelse. Detta återspeglar också de framtida utmaningar som noterades i den senaste IPCC-rapporten, som med stor tillförsikt slår fast att extremt väder kopplat till klimatförändringar kommer att orsaka skador på infrastrukturen.
För att undvika skadliga föroreningsincidenter säger teamet bakom studien att det är avgörande att förstå hur stressfaktorer manifesterar sig, vilket leder till dramatiska förändringar i avloppsvattenvolym och koncentration. Detta kommer att ge vattenbolag en längre reaktionstid på händelser och möjligheten att minska påverkan på en WRRF.
Huvudförfattaren till tidningen, Timothy Holloway från University of Portsmouths School of Civil Engineering and Surveying, sa:"Att förbättra resiliensen av tillgångar och infrastruktur är en betydande utmaning för vattenindustrin eftersom driftstörningar orsakade av stressfaktorer blir vanligare och svårare att förutse. Eftersom vi står inför betydande politisk, social och miljömässig osäkerhet, tvingas vattenföretag och statliga myndigheter att hantera komplexa och dynamiska förändringar i motståndskraft mot händelser utanför deras kontroll.
"Om vi fortsätter på samma väg är det extremt troligt att vi kommer att uppleva mer allvarliga föroreningshändelser på grund av nya och snabbt uppkommande påfrestningar på avloppsvattensystem. Detta kan resultera i inre översvämningar, översvämnings- och stormskador i kustområden och skador på infrastruktur."
Studien, publicerad i Water Research , föreslår att faktiska WRRF-data används för att minska ytterligare störningar för avloppsvattenoperatörer i Storbritannien och globalt.
Dr. Yang, Process Growth Lead Water Quality vid Southern Water, sa:"Southern Water har varit ledande inom övervakning av avloppsvatten under de senaste två decennierna. De värdefulla långsiktiga data från vårt övervakningsprogram möjliggjorde denna banbrytande forskning. Southern Waters nuvarande sewer monitoring program offers more exciting opportunities. We are at a time of digital transformation and climate change.
"This research puts forward a new tool to capitalize the advance of digital and sensing technologies. It aims to enable the operator to implement the best strategies in operating a sewer network or a treatment works based on live data so that the customers and environment are better protected from adverse impact of external environment such as climate change. I am proud and feel privileged to work with the team at Portsmouth University on behalf of Southern Water. I look forward to more collaborations in future."
Dr. Ben Martin, Lead Research Scientist at Thames Water, added:"At Thames Water, we have reached the point where digital tools can leverage our performance and monitoring datasets to produce unprecedented operational benefits.
"We are now better able to cope with disruptions, predict and take proactive measures before asset failures, and create autonomous systems that ultimately improve the quality of water supplied to our natural environment. Seeing the value of these and similar efforts across industry and academia recognized in this white paper is heartening. Working with Mr Tim Holloway of the University of Portsmouth has been incredibly valuable, as we look to build cross-sectoral synergies in the field." + Utforska vidare
