Sualtı Altyapısı için Extreme Weather'ın Büyüsü
Aşırı hava olaylarının yoğunluğu ve frekansı – kasırgalar, sular, uzun ısı dalgaları ve vahşi yangınlar – son on yılda dramatik bir şekilde yükselerek, bu olaylar artık varsayımsız değildir; bunlar operasyonel bir kesintiye uğrayabilir ve sonuç sadece tıbbi olmayan bir sağlık ve çevresel risklere yol açabilir.
Bu bağlamda, bu bağlamda, bir kamulaştırma sisteminin tahmin etme, absorbe etme ve bu tür kesintilerden hızla geri dönebilme yeteneği anlamına gelir. Achieving this requires a basic changes from traditional "design for extremes" to "design for extremes" Bu makale, mühendisler için pratik bir çerçeve sağlar, faydalı yöneticiler ve politika yapıcılar bu tür kesintilere karşı tedavi altyapıyı hazırlamak, yanıt vermek ve aşırı hava olaylarından geri almak için.
İklim Risk Değerlendirmesi: Resilient Tasarım Vakfı
Herhangi bir yapısal veya süreç tasarımı başlamadan önce, kapsamlı bir iklim risk değerlendirmesi yapılmalıdır. Bu, tarihsel sel haritaları veya sıcaklık kayıtlarını ifade etmenin ötesine geçer. Belirli bölge için gelecekteki iklim senaryolarını projelendirmek - genellikle 30 ila 50 yıl önce - alt ölçekli iklim modellerini kullanarak. Anahtar girişleri şunları içerir:
- [FONT:0)Extreme yağışı ve sel düz haritalama) daha yüksek emisyon senaryolarında.
- [FONT:0]Storm, kıyı tesisleri için , deniz seviyesindeki artış için muhasebe.
- [0]Heatwave süresi ve yoğunluk verileri), biyolojik tedavi ve koku kontrolü üzerindeki etkilerini değerlendirmek için.
- [0]Wildfire riski ve hava kalitesi projeksiyonları[Dönetici:0) Enerji tedarikini ve işçi güvenliğini etkileyebilir.
- [FONT=0)Power şebeke güvenilirliği ve mikrogrid potansiyeli [FONTT:1] yedekleme enerjisi için.
Risk değerlendirmesi, tesisin en savunmasız bileşenlerini tanımlamalıdır - genellikle düşük temel elektrik ekipman, maruz kalan kimyasal depolama ve sınırsız tedavi birimleri - ve her bir tehdit için olasılık ve sonuç seviyelerini atamalıdır.Bu verilere dayalı yaklaşım, bu dayanıklılık yatırımlarının hedeflendiği ve maliyet-maliyete uygun olmasını sağlar.EPA'nın İklim Resilience Değerlendirme ve Farkındalık Aracı (CREAT))
Son Etkinlikler için Yapısal Tasarım İlkeleri
Riskler ölçüldiğinde, yapısal tasarım devam edebilir. Aşağıdaki ilkeler, cezaevleri ve yıkıcı kuvvetler arasında sağlam bir fiziksel engel yaratır.
Eletion ve Sel-Proofing
Temel pompalar, elektrik değiştirici, kontrol panelleri ve kimyasal yem sistemleri dahil olmak üzere - 500 yıllık sel seviye artı ücretsiz yedekler üzerinde yüksek olmalıdır.Yerel alanlarda, çevre kirliliğine karşı koruma sağlayan yüzeysel duvarlar, platformlara ekipman yetiştirmek veya "kanıt su geçirmez" bölmeleri tasarlamak (sağlıklı ekipman) için kapalıdır.
Yüksek Rüzgarlar ve Debris Etkisi için Yapısal Sertleştirme
Kasırgalar ve kasırgalar 150 mph'yi aşarak rüzgar hızlarını üretebilirler, gevşek nesneleri projeklere dönüştürebilirler. Binalar konut sentrifuges, kemer basınları ve termal kurutucular ASCE 7 rüzgar yükü standartlarını bölge için karşılamak için tasarlanmalıdır. Soğutmalı beton veya çelik çerçeve inşaatı için her iki glamente dayanıklı yükler (her zaman tam olarak önemlidir).
modüler ve merkezileştirilmiş konsülasyonlar
Merkezileştirilmiş mega-plantı tek bir başarısızlık noktası olabilir. Bir sualtında dağıtılan birden küçük tesislere göre, toplam sistem kaybı riskini azaltır. Dahası, modüler tedavi birimleri - konteynerli desulama veya anaerobik sindirme sistemleri gibi - hızla değişebilir veya bu yaklaşımın değiştirilmesine olanak sağlarsa, bina sürekliliği devam eder.
Süreç Resilience: Biyolojik Sistemlerin Stresi Altında tutulması
Sludge tedavi süreçleri - özellikle anaerobik sindirme ve aerobik stabilizasyon - hassas mikrobiyal topluluklara güvenebilir. Aşırı hava bu süreçleri sıcaklık şokları, dillendirme veya toksik kirleticiler yoluyla bozabilir. Süreç dayanıklılık için tasarım yapmak, biyolojik temele indirgenmek anlamına gelir.
Termal Buffer ve Backup Isıtma
Anaerobik sindiriciler, 35°C ve 55°C arasında en iyi şekilde çalışır (kör veya termofilik aralığı). Bir kış fırtınası sırasında uzun süreli bir güç, sindirimi sağlamak için ay boyunca, dışsal hizmetler başarısız olduğunda bile sindirilmiş effluent ile entegre edilen ısı pompalarını kullanabilir.
Dilution and Contaminant Management
Taşın sular, ağır cezalandırıcılara sızmaya neden olabilir, bu da, tedavi sürecinde biyokütmelere ihtiyaç duyar. Tasarımlar bazen fırtınalara eşlik eden kimyasal dökmeler için (örneğin, endüstriyel sitelerden) online toksisite monitörleri ve atlama sistemleri, yüksek çözünürlükte bulunan yüksek çözünürlükte, yüksek çözünürlükte bulunan yüksek çözünürlükte işlemden korunmaya ihtiyaç duyar.
Demerkezli Katılar
Tek büyük bir centrifuge veya kemer basınına güvenmek yerine, birden küçük birimlerin genelinde sualtı kapasitelerini yaymak tek bir ekipman başarısızlığının etkisini azaltır. Aşırı olaylar için, mobil desu römorkları önceden işlenebilir ve birkaç saat içinde konuşlandırılabilir.
Operasyonel ve Enerji Resilience
Güç güvenilirliği muhtemelen en kritik dayanıklılık faktörüdür. Elektrik olmadan pompalar durur, karıştırıcılar kapatılır ve koku kontrol sistemleri başarısız olur. Aşağıdaki stratejiler operasyonların devam etmesini ve aşırı olaylardan sonra devam etmesini sağlar.
Site Power Generation ve Microgrids
Backup jeneratörleri standarttır, ancak su teslimine güvenebilirler, ki bu da susuz bir şekilde kesintiye uğrayabilir.Bir mikrogrid, güneş fotovoltaik dizileriyle biyogazın ve batarya depolama alanı, kendi kendini belgeleyen bir enerji adasıdır.Normal operasyon sırasında, mikrogrid dış güç olmadan 72 saat boyunca aşırı güç satmaktadır.
Otomatik Kontrol ve Uzaktan İzleme
Aşırı olaylar genellikle yerinde personel tehlikeli erişimi sağlar. Resilient tesisleri SCADA sistemlerini uzaktan erişim yetenekleri, bulut tabanlı veri girişi ve otomatik yük devretme mantığı ile uygular. Örneğin, dijital ikizler fırtına etkilerini ve otomatik olarak kırarıcı hataların azaltılmasını önlemek için kesintiye uğratabilir. Sensörler zorlanmalıdır - su geçirmez, korozyona dayanıklı alanlarda - su kaynaklarına dayanıklı - yüksek su seviyeleri için gerçek zamanlı uyarılar için veri bütünlüğü sağlamak için.
Acil Durum Sludge Storage ve Hauling
Tedavi süreçleri kesintiye uğradığında, cezaevleri uygun olmayan sözleşmelerde, depolanan çamurların, vahşi yangınla kaplı otobüslerde veya geotextile tüpleri kapsadığı takdirde, en az birkaç gün normal üretimden ayrılmayı önlemenin büyüklüğüne bağlıdır. Pre-negotiated sözleşmelere göre depolanmış çamurlar alternatif tedavi tesislerine kamyon edilebilir.
Resilient Sludge Tedavisinde Vaka Çalışmaları
Hollanda: Floating Anaerobik Digesters
Deniz seviyesinin altında olan arazinin yarısından fazlası ile Hollanda, su kaydırakları sırasında bile esnek bir şekilde küresel bir lider haline geldi.Bu tasarım sadece su arıtma tesisine sahip değil, aynı zamanda 2015 yılından beri faaliyet gösteren ve aşırı yağmur etkinlikleri sırasında enerji-nöğrenme hedefleri ile karşı karşıya kaldığımız yangında da inşa edildi.
Kaliforniya: Vahşi Ateş Kıyma için Sludge Processing for Wildfire Resilience
Kaliforniya'da, vahşi yangınlar giderek merkezileştirilmiş tesisleri tehdit ediyor, Orange County SanAT District (OCSD) dağıtılmış bir model uyguluyordu. Bölgede birden çok uydulu su istasyonu yer alıyor, bağımsız güç (generators artı güneş) ve yerel biyosolidler çiftçiler ve komposterlerle birlikte tüm kara yangın alanlarının vahşi ateş yükünü azalttığında, uydular işlemeye devam etti ve biyosolidler farklı bir son kullanıcıya farklı bir son kullanıcı tarafından yönlendirildi.
New York City: Hurricane Sandy ve Centrifuge Systems'in Sertleştirilmesi
Kasırga Sandy, 2012 yılında Newtown Creek atıksu arıtma tesisini avladıktan sonra, New York City Çevre Koruma Bölümü (DEP) sualtı çalıştırabilecek yüksek beton tesislerini kurdular.Bu değişiklikler daha sonraki veya doğulu motorlar ve elektrik panelleri yüksek oranda artırdılar.
Yenilikçi teknolojiler Hedefleme
modüler ve Mobile Birimleri
Konteynerli çamur arıtma sistemleri - mobil desuing konteynerleri gibi, küçük ölçekli piroliz birimleri ve acil yanıt aracı anaerobik sindiriciler - tak-ve-play dayanıklılık sağlar. Bunlar hasar görmüş bir siteye 24 saat içinde depolanabilir. ABD Ordusu Mühendisleri ve FEMAS'nin bir parçası olarak birkaç birim katalogladı.
Gerçek Zaman İzleme ve Tahmin Edici Bakım
Bir kriz sırasında çöküntüleri engelleyen kablosuz sensör ağları, sıcaklık, vibrasyon, baskı ve gaz kompozisyonu kontrol ekipmanının belirlenmesi, bir kriz sırasındaki arızaları önlemek için tahmin edici bakım sağlar. Makine öğrenme modelleri önceden ekipman başarısızlık günlerini tahmin edebilir, bir fırtına vurmadan önce değiştirme izin verir. Örneğin, Evoqua Su Teknolojileri sistemi büyük bir Midwest bitkisi, düşük talep eden aylarda, yüksek gelirli ilkbaharda başarısızlıklardan kaçınır.
Doğaya Dayanlı Buffers
Su arıtma tesisleri etrafında yeşil altyapı - ıslak alanlar, yağmur bahçeleri ve su geçirmez restorasyon inşa - fırtına sularını absorbe edebilir, hem de ısı dalgası sırasında bir soğutma etkisi sağlayabilir. Bu tamponlar ayrıca erozyona karşı koruma sağlar ve İtalyan Parlak su arıtma tesisi 2 dönümü entegre edebilir.
Politika, Fonlama ve Uygulama
Dayanıklılık için tasarım, geleneksel bütçe döngülerinde haklı çıkarmak için genellikle zor olan sermaye yatırımlarını gerektirir. Ancak, tepki maliyeti çok daha büyük olabilir. Orta büyüklükte bir bitkide tek bir sel-laşım milyonlarca onarıma mal olabilir, iyi ve kayıp gelir.
- [FONT:0]Climate dayanıklılık hibeleri: ABD EPA'nın Temiz Su Devleti Yeniden Geliş Fonu (CWSRF) şimdi iklim adaptasyonunu içeren projeler için ek sübvansiyonlar sunuyor. Birçok devlet, "resilience" setleri bir kenara koydu.
- [FONT:0) Teşvik edilen sigorta primleri: Bazı sigortacılar artık belirli dayanıklılık standartları karşılayan tesisler için primleri azaltmaktadır (örneğin yüksek elektrik dişli, yedek güç, sel engeller).
- [FONT:0)Yönergesel esneklik:[Dönerge:[Dönersiz) Acil durum ilan edilen birçok çevresel ajans, felaket sürümlerinden kaçınmak için belirli izin limitlerini rahatlatır. Ön planlı kontingency izinler (örneğin, biyosolid depolama) yanıtını geçici olarak atlatmak için.
- [FONT:0]Toplumsal katılım ve karşılıklı yardım: Ekipmanı, personeli ve biyosolidlerin tasarruf yollarını paylaşan bölgesel dayanıklılık kompaktları, kurtarma süresini büyük ölçüde azaltabilir.
Sonuç: Sludge Tedavisi için Resilient Future inşa
Aşırı hava olayları artık tükenmez; yeni normaller. 20. Yüzyıl standartlarına inşa edilen ceza tedavisi altyapısı, tam olarak şu anda topluluklara ihtiyaç duyacaktır. dayanıklılık için tasarım, sağlamlık, yüksek çözünürlük, ve hızlı kurtarma her katmana - temel cıvatalardan mühendisler, iklim bilim adamları, acil yöneticiler ve politika yapıcılar arasında işbirliği gerektirir.
Bu makalede belirtilen ilkeler ve vaka çalışmaları pratik bir başlangıç noktası sağlar. Her tesis kendi risk değerlendirmesini yürütmek, yükseltmeleri önceliklendirir ve güvenli finansman sağlar. Ancak aşırılık mesajı açıktır: dayanıklılık bir maliyet değildir - iklimin süreklilik ve kamu güveninin bir yatırımdır.