数据中心的蒸发冷却系统可能产生化学径流,进而造成意外水污染。其中包含杀生物剂、缓蚀剂和重金属等,这些物质在每日大量排放的情况下会大量累积。
人们对数据中心用水问题的关注,往往集中在这些设施巨大的耗水量上。然而,数据中心行业面临的水资源挑战远不止“用量大”这一点。一个关键但较少被讨论的问题是,数据中心可能会加剧水污染。
数据中心如何造成水污染
要理解数据中心水污染的成因,首先需要了解这些设施的常规用水方式。
数据中心的水资源主要用于蒸发冷却 —— 这是一种因高效且低成本而被广泛采用的冷却方式。在蒸发冷却系统中,热空气被推入浸满水的膜体。热空气穿过膜体时,会促使水分蒸发,同时带走热量。
污染物如何进入数据中心用水系统
理论上,蒸发冷却系统是无污染的,因为其唯一明显的副产品是水蒸气。但实际情况更为复杂。在蒸发冷却过程中,化学物质可能混入水中。这些化学物质随后可能会脱离系统,通常是随着蒸发后从冷却系统排出的多余液体一起流出。这些径流会将污染物带入周边环境。
化学物质之所以会进入蒸发冷却系统,是因为系统本身就含有这类物质(具体类型稍后将详细讨论)。当水(无论是蒸汽还是液体形式)流经系统时,可能会携带这些化学物质一同移动。
需要明确的是,数据中心并非故意向水中排放化学物质。但在冷却过程中,少量化学物质可能会渗入水中。
数据中心水污染的主要类型
数据中心主要通过蒸发冷却系统中使用的化学物质和材料,向水体引入多种污染物。这些污染物主要分为三类:
杀生物剂
数据中心水系统中最常见的污染物是杀生物剂 —— 这类化学物质用于防止细菌、霉菌和藻类生长。蒸发冷却系统营造的温暖潮湿环境,极易滋生有机物。为解决这一问题,数据中心运营商通常会使用二氧化氯或溴等杀生物剂,以维持系统清洁和高效运行。
缓蚀剂
第二类是用于防止冷却系统内部腐蚀的化学物质。这类缓蚀剂(如各类磷酸盐)对于维护系统组件的完整性、保障系统长期运行至关重要。
重金属
第三类污染物是重金属,如铜、锌,偶尔还会有铅。与杀生物剂和缓蚀剂不同,重金属并非有意添加到冷却系统中的,而是来源于构建系统所用的材料本身。随着时间推移,金属组件会逐渐老化降解,向水中释放微量这类物质。
数据中心水污染的危害有多大?
少量这类水污染物通常不会构成重大问题。其中一些化学物质(如二氧化氯)还常用于饮用水处理。但数据中心庞大的用水量,会放大这些污染物的影响。
一座数据中心每天的耗水量可能高达 1.89 万立方米,相当于超过 1.5 万户家庭的日用水量。在这样的规模下,即使是废水中的微量杂质,长期累积也可能造成严重的环境危害,尤其是在废水集中排放的区域。
更严重的是,数据中心并非总能将废水排入公共污水系统 —— 公共污水系统通常会将水输送至能够过滤掉多种污染物的处理厂。相反,数据中心的废水可能直接排放到附近的湖泊、溪流或地下水含水层中,污染物得以不受限制地进入生态系统。
减少数据中心水污染的方法
对于致力于可持续发展以及关注水质问题的数据中心运营商而言,有多种有效策略可降低这些影响:
采用无水冷却系统:改用耗水量极少或不耗水的冷却系统(如直接芯片冷却或闭环冷却),可显著减少用水量。用水量降低的同时,数据中心的污染风险也会随之减少。
使用环保化学处理剂:选择对环境更安全的化学处理剂有助于减轻污染。例如,二氧化氯的危害性通常低于溴。这些环保替代品能减少水系统中有害化学物质的含量。
分散排水位置:避免将所有废水排放到单一地点,数据中心可多样化设置排放位置。这种方式能防止污染物在单一水源中累积,降低局部环境影响。
废水处理:将废水排入市政处理系统,或在排放前进行现场处理,均可去除污染物。妥善处理能确保水进入环境前,其中的污染物已被过滤清除。
可持续发展的更广泛视角
尽管数据中心水污染问题值得关注,但相较于其庞大的水资源(和能源)消耗量,这一问题的紧迫性相对较低。不过,解决水污染问题对于可持续发展仍至关重要。通过实施上述措施,数据中心运营商可确保其设施与环境及周边社区和谐共存。
