废水变数据中心：企业新玩法？

废水供应数据中心的模式

利用处理后的废水冷却数据中心正变得越来越流行。每个数据中心（或数据中心集群）将使用最适合当地环境的处理和输送系统。

大多数使用的系统是混合式的，即当地市政污水处理厂进行大部分处理，但一些“深度净化”和调节在数据中心进行。马来西亚柔佛州的一个例子是，Bridge Data Centres 与柔佛特别水务公司合作，将再生水用于运营，并与 Indah Water Konsortium 和 Permodalan Darul Ta’zim 展开合作。

尽管许多大型数据中心运营商已开始使用市政污水处理厂的处理后水，但传统上这些设施并未在现场同址建设。

在英国，以工业需求不断增长和保护饮用水源的必要性为由，Anglian Water 规划主管 Geoff Darch 告诉 BBC，该公用事业区域内的任何新数据中心都应位于现有回收厂附近，以便使用再生废水而非地下水。Darch 解释说，该地区水资源紧张，公用事业公司正在鼓励探索替代水源用于数据中心冷却以及其他工业需求。

现场水处理设施

亚马逊云科技（AWS）更进一步，在密西西比州将处理流程引入现场，与威立雅（Veolia）签署协议，将通过“自主创新的集装箱式处理系统”，将附近污水处理厂和其他可用水源的出水转化为符合工业冷却工艺质量标准的冷却水。

在协议签署时，亚马逊全球水资源管理负责人 Will Hewes 表示：“通过我们在水处理领域应用人工智能的合作，威立雅将能够进一步推动创新并提高现场团队的效率，这得益于自动化分析、可执行建议、优化的库存管理和简化的维护。”

他补充说：“我们很高兴与威立雅合作，推进更可持续的用水策略，同时帮助其为全球客户开创更高效的水处理解决方案。”

如果成功，威立雅系统的模块化集装箱式设计可能成为可部署在其他数据中心的水处理设施蓝图。这也使系统可扩展以满足超大规模数据中心的需求，无需抽取地下水。

使用处理后市政废水的好处

用处理后的市政废水替代地下水作为数据中心冷却手段有以下几个好处：

减轻当地淡水和地下水源的压力

从而提高当地对数据中心建设的接受度

长期来看可能降低成本

有助于支持循环水经济

在选址方面提供更大灵活性。

减轻地下水源压力

虽然现代数据中心在能源和水资源利用方面效率不断提高，但它们仍然是资源的主要使用者，这些资源原本可用于当地社区、工业和农业。确切数据难以获得，但一项估计表明，仅在美国，数据中心每年消耗约 2000 亿加仑（7570 亿升）水，其中冷却系统占需求的 80% 至 90%。

谷歌坚持认为“数据中心的总用水量很小”，该公司估计这不到美国人每年浇灌草坪总水量的 1%。

与此同时，最近的一份报告显示，自 2022 年以来建造的数据中心中，超过三分之二位于美国西南部、沙特阿拉伯和印度等水资源紧张地区。

鉴于这些设施需要现成的水源，在水资源紧张和稀缺导致与现有用户竞争的地区选址如此多的数据中心似乎很奇怪。但选址是一种权衡：土地可用性和丰富的可再生能源（太阳能、风能）比水资源储备更重要。

据 AWS 和威立雅称，该设施全面投入运营后，预计每年将再利用超过 8300 万加仑（3.14 亿升）饮用水。在节约地下水资源的背景下，这相当于当地约 760 户家庭的年饮用水用量。

提高当地对数据中心建设的接受度

当数据中心与当地社区竞争时，就会产生摩擦。消除竞争需求，摩擦的根源在很大程度上就会消失。至少在理论上是这样。

在水资源紧张、极端天气事件日益频繁的时期，能够获取替代供水只能被视为一种优势。AWS 并非唯一一家关注密西西比州未来数据中心发展的公司，水资源分配将成为当地接受度的关键，因为密西西比河在 2022 年和 2023 年均经历了与长期干旱相关的问题。

虽然干旱和洪水影响所有河流，但密西西比河对更广泛的美国（乃至世界）至关重要，因此需要持续谨慎管理。在更广泛的流域内，这条河为 31 个州的 2000 多万人提供饮用水。来自流域各州的市长代表团最近宣布，保护密西西比河是国家安全问题，因为该系统每年产生近 5000 亿美元（4320 亿欧元）的收入，并直接支持约 150 万个就业岗位。河上运输承载着美国 92% 的农产品出口，包括全球 78% 的谷物和大豆出口。

正是在这种背景下，密西西比河更广泛的河流系统面临越来越大的压力，新的数据中心将在此建设（当然，类似的问题和担忧存在于每个流域和集水区），这也是为什么 AWS 热衷于将现场废水回收作为支持当地水资源韧性的一种手段。

能否降低长期项目成本？

建设和运营现场处理厂将产生巨额成本。水价可能会上涨，在需求持续大于供应的地方，价格可能会进一步上涨。在美国的一些地区，包括数据中心在内的商业用水饮用水费率在过去 10 年中上涨了 43%。每年消耗 5000 万至 1 亿加仑或更多水的设施，每年面临超过 50 万美元（43.21 万欧元）的水费。这还不包括废水排放费。

虽然运营成本可能不是在数据中心冷却中使用处理后废水的主要驱动力，但长期运营规划可能使现场处理在经济上更具吸引力。

支持循环水经济

处理和再利用废水支持循环水经济。高效的水再利用能最大化其价值并减少饮用水消耗。按要求标准建造的现场工厂还有助于资源回收。

许多大型科技公司积极参与水资源管理项目，旨在恢复和再生自然流域。谷歌已宣布计划为其运营数据中心所在地区的社区供水的水和废水设施提供基础设施更新资金。该公司不仅将再利用工厂的水，还承诺改善为当地社区服务的工厂，否则这些社区将不得不争夺资源。

选址灵活性

通过消除对地下水的依赖，再利用市政处理后废水的数据中心也扩大了可建设区域。它们不仅不再与其他行业和社区争夺宝贵资源，还可以远离这些社区。

拥有现场处理厂还使数据中心运营商对水质和潜在水量拥有更多控制权和灵活性。这也允许数据中心本身的废水在现场处理后再利用。

使用处理后市政废水冷却数据中心的挑战

当然，使用处理后的市政废水冷却数据中心也面临挑战：

需要额外的处理要求

会产生选址和基础设施成本

供应的可靠性。

然而，建设现场处理厂有可能缓解上述大部分（如果不是全部）问题。

并非所有污水处理厂的建设标准都相同，也并非所有污水处理厂都能向数据中心供应处理后的水。然而，谷歌通过资助其数据中心附近的污水处理厂升级来直接应对第一个挑战。AWS 和威立雅更进一步，将处理成本纳入专门建造的设施中。

这两种方法都有相关成本，但与许多水资源挑战一样，利益相关者之间的合作可能是前进的方向。废水再利用需要公用事业公司、市政当局和数据中心运营商之间的协调。

作为密西西比协议的一部分，AWS 将“继续支持”威立雅开发“人工智能增强解决方案，以实现实时流程优化、预测性维护和运营智能——最大化效率并降低威立雅全球水处理运营网络的资源消耗。”所有这些功能都将托管在亚马逊基础设施上。

也许这就是数据中心和废水再利用的未来方向？超越数据中心和工厂场地的合作，产生对技术和工艺的实际评估，这些评估可以在其他地点和其他环境中建立和利用。

无论废水在哪里处理，供应的可靠性都更难克服。废水的流量和特性因季节和地点而异，并且越来越受到气候事件的影响。任何处理系统都需要足够稳健和适应性强，以应对这些变化。

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