疫情跟踪 | 危中有机，疫情下的排水系统数字化趋势分析
如今，世界上所有的行业，包括水务行业，都正面临着前所未有的情况。尽管我们还有更多的研究需要开展，但本文先行收集了当前已掌握的信息，复盘新冠肺炎疫情的大爆发对污水处理厂的运行带来了什么样的影响。更具体地说，本文将重点聚焦疫情对设施的影响、潜在的危害以及主要的解决方案。
即便在如此艰难的时期，作为市政基础设施，水务行业理所当然属于必不可缺的行业之一。因此，即便可能暂时无法满足居民的需求，但水务设施仍必须继续运营。像任何其他的服务一样，设施的运行最重要的资产是其人力资本，与其他所有人一样，从事水务行业的工作人员也容易受到感染。在全面爆发的疫情状况下，我们越来越多地关注到，许多水务企业的运行效率越来越低。
在对534家水务企业进行了调研之后，AWWA（美国水行业协会）发现超过一半的水务企业预计在未来几个月内人员缺勤的情况将会增加。此外，许多水务企业面临着个人防护用品（PPE）短缺的问题，这只会加剧人员的健康风险并增加操作员缺席的概率。在最近的社会经济停摆的大背景下，许多水务企业也表达了对用户不能及时缴纳水费的不满。AWWA的这项调查发现，尽管水务企业普遍拥有较高的声誉，但仍有64％的企业预计在未来两个月内会出现现金流的困难。
这些来源自内部的隐患足以让许多水务企业处于危机之中，但是一系列新的外部压力使水务企业的困境更加沉重。排水管网中的“异常情况”会带来一定的风险隐患，并使操作公认措手不及。如由于厕纸的短缺，许多人使用湿纸巾和面巾纸之类作为代替并冲入下水道，但这些物品并不适应我们的排水系统，因为它会导致管网的堵塞和冒溢。事实上，这个问题早已声名狼藉，以至于《纽约时报》曾发表了一篇文章，呼吁美国人只能将厕纸冲入下水道。如果将关注点聚焦到局部，罗德岛纳拉甘西特市污水主管斯科特·古丁森（Scott Goodinson）说，住宅内管道堵塞的情况也变得越来越糟糕，以至于“虽然在我从业的30年中，这一直是一个问题，但现在这样糟糕的情况是我从来没有见过的。”如果厕纸短缺的情况持续，疏通管道堵塞所需耗费的时间和金钱只会加剧水务行业已面临的问题。
最近的水量上的变化带来的另一个问题是污水收集系统中污水停留时间的变化，这在平常几乎不会成为问题。我们的收集系统在设计时考虑了预计的污水量，因此负荷不会太高或太小。如果实际流量比设计流量少且较慢，则停留时间越短，硫化氢（H2S）就越容易产生。这种化学物质会产生令人讨厌的气味，与管道和配套设施的腐蚀有关，同时也与甲烷的产生有关，一种高浓度下易爆的气体。一家基于物联网的监测公司观察到，在某些城市，工业活动的减少导致了污水流量的下降，但甲烷的产生量大量升高。现在，这些水务企业不得不担心甲烷这种易爆气体在整个管道系统中的扩散问题。
行业对运营策略上的变化也增加了排水系统潜在的风险。作为对疫情的响应，例如，美国EPA允许排水行业暂停取样并暂停提交检测报告。尽管许多行业已暂时停摆，但仍有许多行业，尤其是食品生产行业，已经提高了产量，并可能利用政府监管上的暂时松懈加大污染。作为结果，在排水系统的某些区域里实际上可能会看到污染事件正在增加。
最近，发表的许多文章都在讨论新冠病毒在污水系统中的生存能力，这为呼吁加大对市政基础设施中的监测力度提供了有力的依据。这些文章忽略讨论的是提示与这些发现所相关的公共健康风险。虽然目前尚未有关于居民通过排水系统感染新冠病毒的报道，但很明显的事实是，新冠病毒和污水中发现的许多其他疾病都具有公共卫生风险，只要疫情仍然存在，病毒对排水系统的污染就会持续。综合以上列出的所有因素，水务企业很容易会变得不知所措。如果我们将目前状况下日益严重的行业脆弱性与更多的可能具有风险的污水联系起来，那么公众将可能更容易受到重大的健康风险。所以，现在是时候将我们重心和资源分配给污水处理设施，只有这样做，才能确保公众的健康状况不会比之前更糟。
近年来，排水行业的自动化是一项重要的工作。这种技术的适应性能使排水系统在疫情大流行之前很早就对可能出现的复杂情况进行响应。因此，在如今的大环境下，数字化的优势显得尤其明显。通过增加设施运行的监控能力，运营单位可以连续和远程地管理其系统。因此，尽管某些操作人员不再能够在现场工作，但他们仍然可以在家中操作一些程序。当被问及如何更好地为新冠疫情爆发做好准备时，香港水务署副局长周世伟回答说：“技术不断进步。在家工作和远程工作可能会产生更多的机会”。
由于初期投资较高，许多水务企业都在是否应用数字化系统的问题上犹豫不决。正如前文所讨论的，水务企业在如今现金流紧缩的情况下更是如此，可能更多是考虑如何节流的问题。然而事实上，数字化系统的回报很快。例如，亚利桑那州皮马县的一家水务企业最近报告说，排水管网堵塞造成的冒溢损失可能在5000美元到35,000美元之间。如果能够安装一个水位传感器，那么它能够在管道中的杂物发展为堵塞管道造成冒溢之前就检测到并做出反应，从而节省了可观的成本。科罗拉多州第三大水务机构，水金融研究基金会主席兼首席财务官格雷格·贝尔德（Greg Baird）表示，投资数字水务的好处是：“这些技术不仅具有经济意义。他们确保我们能实时了解到关键业务的情况，确保自来水和污水系统运行的有效性和连续性，并最终确保抵御当前和未来的风险和不确定性” 。
在讨论排水系统的效率时，我们必须认识到为什么首先将这个行业视为必不可少的。公众需要依靠排水系统来保障自己的健康。而新冠疫情正在威胁着全世界排水系统的运营，并且甚至正在加剧对公共卫生的威胁。排水系统的数字化已被证明是解决劳动力不足、现金流短缺，排水系统自身的复杂性等问题的解决方案。一旦水务企业在其服务中部署了更好的数字系统，这些水务企业将有能力应对我们现在所看到的挑战以及未来将不可避免地出现的挑战，排水设施也将更好地持续有效运行以保障公众健康。