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污水處理和IT巨頭跨界二三事
來源：科柏盛環保 發布時間：2021-05-19
上個月，荷蘭水圈出了一則大新聞——谷歌荷蘭要和當地的水務公司聯合投資，在一個污水廠內新建一套水處理系統，目的是為谷歌在荷蘭的其中一個數據中心提供冷卻水。
這則新聞為什么在荷蘭引起關注？因為這標志著谷歌不再使用自來水，而是用地表水來冷卻Eemshaven數據中心的服務器。其次，谷歌還表示正在考察使用污水廠出水作為冷卻水的可行性。IT巨頭進軍污水圈，日后會不會還直接收購污水廠呢？我們馬上看看項目的來龍去脈。
污水處理和IT巨頭的跨界
谷歌作為全球*大的數據供應商之一，為其歐洲的大部分用戶提供服務。自2007年以來，谷歌在歐洲建立了四個大型數據中心，其中*個在2007年建于比利時的St. Ghislain，并于2010年全面投產。第二座于2012年落戶芬蘭Hamina，第三座靠近Google在愛爾蘭都柏林的歐洲總部，也在2012年投產。第四個數據中心選擇在了荷蘭的格羅寧根，并于2016年投產運營。
谷歌聲稱自己從2007年就開始了碳中和計劃，并于2017年實現能量自給，根據荷蘭的計劃，谷歌也要在2030年實現所有數據中心和辦公室的碳中和目標。
電耗怪物
谷歌這目標能不能實現尚且是個未知數，但荷蘭政府已經從電費單看到這些大型數據中心是堆耗電怪物——據統計，荷蘭目前有大大小小約6600個數據中心，其中6000個都是小規模的，只相當于一個中小企業的辦公室的房間。其余的600個的面積則超過100㎡。其中有三個巨型數據中心，每個的面積都在十幾個足球場以上。2019年，這些數據中心消耗了荷蘭全國2.5%的電耗，而那三個巨型數據中心就占了全國電耗的0.7%。這是什么概念？一個數據中心的電耗相當于格羅寧根所有居民的用電量。
這三個巨無霸是谷歌和微軟建造的，它倆還計劃在荷蘭的Wieringermeer和Zeewolde多建3個數據中心。數據預測，到2030年，這幾個巨型數據中心將消耗荷蘭全國3.5-7%的電耗。
冷卻水的需求
除了耗電，這些數據中心還要用到大量的水。
這些電腦全天候工作，機器會產生大量熱能。要服務器正常運作，必須給它們降溫散熱。風冷是主流的散熱方式，但是在夏天，風冷還不足以抵消機房產生的熱能，所以需要用到冷卻水。
荷蘭三角洲研究所做過估算，在*熱的夏季，荷蘭的所有數據中心每天*多使用112000立方米的水。這種水可以為130萬人用水量！
谷歌在Eemshaven的數據中心每天消耗2600立方米的冷卻水。而你可能有所不知的是，谷歌用的這些水，全是自來水！三角洲的數據還顯示，這個數字到2030年要漲到21600立方米。
要知道，荷蘭的自來水大多取自地下水。當荷蘭人知道這些互聯網巨頭用寶貴的水源來冷卻電腦，自然也會表示愕然和不滿。荷蘭代爾夫特理工大學(TU Delft)水文學領域*席學者Hubert Savenije教授就認為“數據中心用自來水是不可持續的，后者是優質用水，不應該用來作冷卻用途”。
受到輿論的壓力，格羅寧根水務公司(WBG)也開始表示想停止使用自來水，他們的負責人也表示這并不是理想水源，也是不可持續的。
地表水是替代水源。但是，數據中心附近并沒有足夠的地表水源，*近的淡水源是Eems運河，也在幾十公里之外。
怎么辦呢？
冷卻水自給自足
這就有了谷歌建凈水廠的新聞了。
格羅寧根水務公司和荷蘭水務公司Evides聯合成了一家叫North Water的公司，他們決定在格羅寧根城邊Garmerwolde污水廠里，建一套新的處理系統，將Eems運河中的水處理到工業冷卻水級別。同時，North Water還將建一條28公里的管道，將凈化的出水運到Eemshaven的數據中心。
格羅寧根水務公司的宣傳片顯示，他們從污水廠一角作為取水口，運河的水繞著Garmerwolde污水廠外圍進入冷卻水凈化系統。
谷歌的荷蘭分公司是這個系統的*個用戶，它自己也將投資4500萬歐元到這個項目中。
工藝原理
由于是處理運河抽上來的水，所以工藝組合不用想生活污水那么復雜，主要是用鐵鹽作絮凝沉淀，然后用高效斜板沉淀池作固液分離，*后再經過一層沙濾去除剩余雜質。這套系統的年處理量據稱達1000萬立方米。
減少地下水的使用
North Water是格羅寧根水務針對荷蘭夏天降雨減少的問題而成立的公司，目的是要減少地下水的使用。
格羅寧根水務擔心地下水使用的可持續性，因為他們預料到氣候變化會使荷蘭的夏天變得越來越干旱。沒有了地表降雨的捕集，人們將更加依賴地下水的開采；同時，旱季的延長也會減少地下水的補給，*終形成惡性循環，造成海水倒灌等問題。
用地表水生產工業供水就是其中的一個探索實踐。目前North Water生產的工業用水的價格為1歐元/m3，和自來水的價格相當，所以還是企業能夠接受的。
組合式水冷系統
除了改用地表水作為水源，谷歌還在考察其他選項。谷歌荷蘭的投資組合經理Rita Margarido女士在接受采訪時表示：“我們也在考察海水淡化的方案，但是反滲透工藝本身又需要大量能耗，而且還需要對濃水進行處理。”
但她也表示如果之后這個技術有更多的突破，谷歌是不排除在以后的項目中考慮膜技術的。
據Margarido女士介紹，新水廠的出水除了用來冷卻，還可以作為熱源，通過熱交換器進一步利用水中的余熱。
水冷的散熱能力是風冷的24倍，這說明水冷的方法更節能。谷歌稱會用到閉合和開放兩種水冷的形式：在閉合系統里，水將盡可能多次地持續循環；在開放系統里，他們使用水塔來降低閉合系統的溫度。這種結合系統會比一次性的水冷系統的水耗減少50%。
污水廠出水回用
為什么將冷取水處理單元放到Garmerwolde污水廠呢？這個選擇背后是在下一盤大棋——他們真的在考慮將污水處理廠的出水用作冷卻水的水源！
North Water和Google在新廠發布會上對此都沒有避諱，都談到了污水廠出水加工成為數據中心冷卻用水的可能性。但他們也表示，這個可能性還需要更多具體的研究去確認是否真的可行。
在此前的《碳中和時代污水廠如何升級轉型？| 荷蘭案例分享》中，我們已經介紹過Garmerwolde污水廠。它是荷蘭污水廠在碳中和時代升級轉型的代表。如今，這個污水廠不僅同時應用了厭氧氨氧化和好氧顆粒污泥工藝，現在和跟互聯網IT巨頭直接合作，商業想象力確實值得同行效仿。
互聯網公司會收購污水廠嗎？
小編在開頭提出過這么個假設：IT巨頭日后會否收購污水廠？
我算了算一筆賬，覺得這并不是沒可能。
我搜了一下格羅寧根水務的自來水價格，目前是約1.68歐/立方米。谷歌預計自己在未來的水耗會去到20000立方米/天，一年下來，谷歌的自來水賬單高達1200萬歐。谷歌現在花了4500萬歐元合伙去建一個規模為2.7萬噸/天的凈水廠，如果當地政府因此免了它的水費，其實是一筆劃算的投資(5年后回本？)。要知道，谷歌只是這個新水廠的*個用戶，這些出水也可以其他需要冷卻水的周邊企業。
再大膽一點聯想：數據中心的耗電問題不僅是谷歌、微軟要面對的問題，我們國內的百度、阿里和騰訊等互聯網巨頭一樣要面對數據中心的能耗和水耗問題。如果谷歌在荷蘭嘗到甜頭，會不會繼而考慮直接買個污水廠來運營呢？國內的BAT們為了完成自己的碳中和任務指標，會不會也效仿呢？
未來十年，阿里騰訊收會不會有自己的再生水廠呢？
污水處理和IT巨頭的跨界
谷歌作為全球*大的數據供應商之一，為其歐洲的大部分用戶提供服務。自2007年以來，谷歌在歐洲建立了四個大型數據中心，其中*個在2007年建于比利時的St. Ghislain，并于2010年全面投產。第二座于2012年落戶芬蘭Hamina，第三座靠近Google在愛爾蘭都柏林的歐洲總部，也在2012年投產。第四個數據中心選擇在了荷蘭的格羅寧根，并于2016年投產運營。
谷歌聲稱自己從2007年就開始了碳中和計劃，并于2017年實現能量自給，根據荷蘭的計劃，谷歌也要在2030年實現所有數據中心和辦公室的碳中和目標。
電耗怪物
谷歌這目標能不能實現尚且是個未知數，但荷蘭政府已經從電費單看到這些大型數據中心是堆耗電怪物——據統計，荷蘭目前有大大小小約6600個數據中心，其中6000個都是小規模的，只相當于一個中小企業的辦公室的房間。其余的600個的面積則超過100㎡。其中有三個巨型數據中心，每個的面積都在十幾個足球場以上。2019年，這些數據中心消耗了荷蘭全國2.5%的電耗，而那三個巨型數據中心就占了全國電耗的0.7%。這是什么概念？一個數據中心的電耗相當于格羅寧根所有居民的用電量。
這三個巨無霸是谷歌和微軟建造的，它倆還計劃在荷蘭的Wieringermeer和Zeewolde多建3個數據中心。數據預測，到2030年，這幾個巨型數據中心將消耗荷蘭全國3.5-7%的電耗。
冷卻水的需求
除了耗電，這些數據中心還要用到大量的水。
這些電腦全天候工作，機器會產生大量熱能。要服務器正常運作，必須給它們降溫散熱。風冷是主流的散熱方式，但是在夏天，風冷還不足以抵消機房產生的熱能，所以需要用到冷卻水。
谷歌在Eemshaven的數據中心每天消耗2600立方米的冷卻水。而你可能有所不知的是，谷歌用的這些水，全是自來水！三角洲的數據還顯示，這個數字到2030年要漲到21600立方米。
要知道，荷蘭的自來水大多取自地下水。當荷蘭人知道這些互聯網巨頭用寶貴的水源來冷卻電腦，自然也會表示愕然和不滿。荷蘭代爾夫特理工大學(TU Delft)水文學領域*席學者Hubert Savenije教授就認為“數據中心用自來水是不可持續的，后者是優質用水，不應該用來作冷卻用途”。
受到輿論的壓力，格羅寧根水務公司(WBG)也開始表示想停止使用自來水，他們的負責人也表示這并不是理想水源，也是不可持續的。
地表水是替代水源。但是，數據中心附近并沒有足夠的地表水源，*近的淡水源是Eems運河，也在幾十公里之外。
怎么辦呢？
冷卻水自給自足
這就有了谷歌建凈水廠的新聞了。
格羅寧根水務公司和荷蘭水務公司Evides聯合成了一家叫North Water的公司，他們決定在格羅寧根城邊Garmerwolde污水廠里，建一套新的處理系統，將Eems運河中的水處理到工業冷卻水級別。同時，North Water還將建一條28公里的管道，將凈化的出水運到Eemshaven的數據中心。
格羅寧根水務公司的宣傳片顯示，他們從污水廠一角作為取水口，運河的水繞著Garmerwolde污水廠外圍進入冷卻水凈化系統。
谷歌的荷蘭分公司是這個系統的*個用戶，它自己也將投資4500萬歐元到這個項目中。
工藝原理
由于是處理運河抽上來的水，所以工藝組合不用想生活污水那么復雜，主要是用鐵鹽作絮凝沉淀，然后用高效斜板沉淀池作固液分離，*后再經過一層沙濾去除剩余雜質。這套系統的年處理量據稱達1000萬立方米。
North Water是格羅寧根水務針對荷蘭夏天降雨減少的問題而成立的公司，目的是要減少地下水的使用。
格羅寧根水務擔心地下水使用的可持續性，因為他們預料到氣候變化會使荷蘭的夏天變得越來越干旱。沒有了地表降雨的捕集，人們將更加依賴地下水的開采；同時，旱季的延長也會減少地下水的補給，*終形成惡性循環，造成海水倒灌等問題。
用地表水生產工業供水就是其中的一個探索實踐。目前North Water生產的工業用水的價格為1歐元/m3，和自來水的價格相當，所以還是企業能夠接受的。
除了改用地表水作為水源，谷歌還在考察其他選項。谷歌荷蘭的投資組合經理Rita Margarido女士在接受采訪時表示：“我們也在考察海水淡化的方案，但是反滲透工藝本身又需要大量能耗，而且還需要對濃水進行處理。”
但她也表示如果之后這個技術有更多的突破，谷歌是不排除在以后的項目中考慮膜技術的。
據Margarido女士介紹，新水廠的出水除了用來冷卻，還可以作為熱源，通過熱交換器進一步利用水中的余熱。
水冷的散熱能力是風冷的24倍，這說明水冷的方法更節能。谷歌稱會用到閉合和開放兩種水冷的形式：在閉合系統里，水將盡可能多次地持續循環；在開放系統里，他們使用水塔來降低閉合系統的溫度。這種結合系統會比一次性的水冷系統的水耗減少50%。
污水廠出水回用
為什么將冷取水處理單元放到Garmerwolde污水廠呢？這個選擇背后是在下一盤大棋——他們真的在考慮將污水處理廠的出水用作冷卻水的水源！
North Water和Google在新廠發布會上對此都沒有避諱，都談到了污水廠出水加工成為數據中心冷卻用水的可能性。但他們也表示，這個可能性還需要更多具體的研究去確認是否真的可行。
在此前的《碳中和時代污水廠如何升級轉型？| 荷蘭案例分享》中，我們已經介紹過Garmerwolde污水廠。它是荷蘭污水廠在碳中和時代升級轉型的代表。如今，這個污水廠不僅同時應用了厭氧氨氧化和好氧顆粒污泥工藝，現在和跟互聯網IT巨頭直接合作，商業想象力確實值得同行效仿。
小編在開頭提出過這么個假設：IT巨頭日后會否收購污水廠？
我算了算一筆賬，覺得這并不是沒可能。
我搜了一下格羅寧根水務的自來水價格，目前是約1.68歐/立方米。谷歌預計自己在未來的水耗會去到20000立方米/天，一年下來，谷歌的自來水賬單高達1200萬歐。谷歌現在花了4500萬歐元合伙去建一個規模為2.7萬噸/天的凈水廠，如果當地政府因此免了它的水費，其實是一筆劃算的投資(5年后回本？)。要知道，谷歌只是這個新水廠的*個用戶，這些出水也可以其他需要冷卻水的周邊企業。
再大膽一點聯想：數據中心的耗電問題不僅是谷歌、微軟要面對的問題，我們國內的百度、阿里和騰訊等互聯網巨頭一樣要面對數據中心的能耗和水耗問題。如果谷歌在荷蘭嘗到甜頭，會不會繼而考慮直接買個污水廠來運營呢？國內的BAT們為了完成自己的碳中和任務指標，會不會也效仿呢？
未來十年，阿里騰訊收會不會有自己的再生水廠呢？
