挪威公用事业公司计算下水道进入的真实成本
InfoTiles平台(图片来源:InfoTiles)
雨水和地下水的流入和渗透(I&I)进入污水管网可以增加相当大的成本,用于抽水,处理和排放多余的水。在挪威,InfoTiles的数字水和废水管理系统被一个市政当局用于I&I水检测和下水道网络中外来水的实时监测,并已经减少了服务故障。
使用该系统的集成物联网(IoT)和机器学习技术,以及来自SCADA系统的现有实时数据,运营商发现水泵每年向其系统输送500万立方米废水,其中至少100万立方米是来自I&I的水。公用事业公司处理这些外来废水的额外运营成本高达200万欧元,这还不包括将水运送到处理厂的能源成本。
系统过载
对于许多公用事业和市政当局来说,流入和渗入的水平均占下水道年流量的20-50%,然而,在挪威,在融雪和潮湿的秋季,这一数字通常会达到80% - 90%。
流入是指雨水通过孔洞、裂缝、接头故障和连接断裂等故障流入污水管道。当地下水通过管道故障进入污水管网时,就会发生渗透,加剧了水流。
人们普遍认为,大多数I&I是由需要维护或更换的基础设施老化引起的,但也有一些是由错误的连接引起的,例如建筑排水系统和屋顶连接到错误的管道。当这些水渗透到污水管网时,它会使系统过载,这在暴雨或风暴事件期间是一个特别的风险。
在最糟糕的情况下,它会导致未经处理的废水排放到环境中,污染河流和海洋。它还增加了饮用水交叉污染的风险,来自环境的污染水通过清洁水管的故障进入。
气候变化导致降雨频率和强度的增加加剧了这一问题,使废水管网更容易出现故障,并使环境面临更大的风险。此外,如果不加处理,管道的完整性只会随着时间的推移而恶化,增加需要处理的进水量。
天气分析
总部位于挪威斯塔万格的InfoTiles及其公用事业合作伙伴面临的挑战是确定I&I发生的时间和地点,并决定适当的响应。InfoTiles平台使用SCADA控制系统数据和气象数据来分析废水网络的干湿天气行为。该模型利用来自泵站的实时信息,计算出总运输量和过量运输量,使运营商不仅可以看到与天气相关的趋势,还可以看到处理和电力支出方面的最终成本。
一旦确定了问题区域,就可以在同一平台内使用紧凑型物联网设备缩小搜索区域。一些泵站有多个输入或较长的上游管网。通过选择性地测量不同的分支,可以准确地确定水侵入的位置或排除没有问题的区域。
放置在网络关键点上的传感器设备可以收集额外的气象数据,如降水、有问题的雨量阈值或季节性变化的敏感性。这些数据被输入中央仪表板,然后这些详细的测量结果可以由水资源管理人员和运营商进行分析。
改变投资决策
对于InfoTiles的挪威合作伙伴,该软件发现大约50%的I&I仅由27个泵站中的4个处理,这使得维护团队能够进一步收集数据,并优先进行维护和维修。
分析发现,即使在干燥的天气条件下,许多泵也不断超载。人们发现,靠近河岸的上游管道铺设在被水饱和的土壤中。废水管网不必要地吸收了过量的地下水,然后将其输送、处理,并释放回河流中。
由于现有的压力,已经选定了四个泵站进行升级,但根据InfoTiles软件的分析,这一决定可能会受到挑战。他们决定,更好的投资将是改善上游废水网络的完整性。
由于缺乏I&I发生地点和时间的详细证据,许多公用事业公司选择增加废水运输和处理的能力投资,以避免系统过载。虽然这可能会降低污染事件的风险,但也会增加客户的成本,并不能解决根本问题。
降低能源和碳成本
在处理I&I过程中,能源是额外处理和运输成本的重要组成部分。因此,减少能源消耗也意味着潜在的运营支出节省。
挪威公用事业公司的能源成本在2022年达到了创纪录的0.7欧元/千瓦时,由于整个欧洲的能源危机,这一成本比前一年大幅增长,同时包括废水处理化学品在内的其他价格上涨。以该公司100万立方米水的平均I&I为基准,这意味着它将面临至少200万欧元的额外运营成本、16.5万千瓦时的过度用电和4.1吨的过度碳排放。
额外的能源消耗也意味着更高的碳足迹,因此准确识别和纠正I&I可以帮助公用事业公司实现碳承诺,包括净零目标。
有针对性的投资
通过使用InfoTiles软件,I&I的精确位置、成本、节省和解决方案对公用事业公司来说变得更加清晰。可以做出更明智的资本和运营投资决策,以改善废水基础设施和流程中最脆弱的部分。
如果没有准确的I&I监测,公用事业公司可能会进行错误的投资,包括泵升级、管道更换和处理设备升级。这可能导致能源和维护的运营支出不断增加,因为过量的水继续进入网络并进行处理。
InfoTiles首席商务官Magne Eide表示:“通过与挪威公用事业公司密切合作,了解并解决其I&I挑战,InfoTiles在这一具有挑战性的领域展示了最佳实践。我们寻求广泛分享这些发展,以便其他组织能够进一步了解数字化转型可以为关键业务带来的好处。
“通过InfoTiles等数字软件技术,水务公司可以获得接近实时的I&I数据,并利用这些数据进行计算和明智的决策。对于那些推动数字化转型的公用事业公司来说,监测和理解I&I是减少总支出、保护环境并为客户和社区提供增强服务的重要机会。”
来源:InfoTiles