Digital tvilling hjälper avloppsverk att minska luftningssystemets energianvändning med 10 %

Ett avloppsverk i Sydtyrolen i Italien ville minimera energiförbrukningen i processen för aktiverat slam utan att det påverkade utsläppsvärdena. Med hjälp av Xylem Treatment System Optimization (TSO) – som skapar digitala modeller av reningsprocesser – minskade energiförbrukningen med 10 % trots en belastningsökning på 33 %. Anläggningen lyckades även minska kvävet i utsläppen med 16 % och totalfosforn med 25 %.

ARA Pustertal AG driver avloppsverket Innichen-Sexten i Sydtyrolen i Italien. Reningsverket som har en kapacitet för 36 000 invånare, har en konventionell process för aktiverat slam med fördenitrifikation och biologisk fosforavskiljning.

Det avloppsvatten som man renar här består av cirka 25 % kommunalt avloppsvatten, 25 % kommersiellt avloppsvatten och 50 % avloppsvatten från turistnäringen. Det kommersiella avloppsvattnet kommer bland annat från lokala mejerier, en juiceproducent och en bacon- och korvproducent, vilken står för den största delen av det kommersiella avloppsvattnet.

Använder data för att ta fram rekommendationer

I det här projektet valde avloppsverket att använda Xylem Treatment System Optimering (TSO). Det är en lösning som analyserar reningsverks driftparametrar i realtid och sedan ger operatörerna rekommendationer som hjälper dem att driva anläggningarna på ett effektivare och säkrare sätt och till en lägre kostnad.

TSO använder intelligent beslutstöd som maximerar en anläggnings data för att leverera konkret tillämpbara och kvantifierbara resultat. Dessa data uppdateras i realtid och går direkt tillbaka in i systemet för kontinuerliga finjusteringar och förbättringar.

– De processer som kräver mest energi i avloppsvattenrening är luftning och pumpning. Luftningen tillför löst syre i avloppsvattnet så att aerob oxidering och kväveavskiljning blir möjlig. Pumpningen används för att transportera och recirkulera vatten och slam genom alla behandlingsprocesser. Luftningen står för den största delen av ett avloppsverks totala elbehov, säger Konrad Engl, vd för ARA Pustertal AG.

För avloppsverket i Innichen-Sexten var målet att kunna säkerställa att utsläppen uppfyllde gränsvärdena och att energiförbrukningen i systemet för aktiverat slam samtidigt kunde minimeras. Dessutom ville man optimera syretillförseln och automatisera recirkulationsstyrningen.

En digital tvillingmodell med artificiella neuronnät

Baserat på dessa mål tog Xylem fram en digital tvillingmodell av avloppverkets reningsprocesser. Denna modell som styrs av artificiella neuronnät, gör det möjligt att förstå olika samband mellan givna inkommande föroreningsbelastningar, kvantiteter, temperaturer, luftningsprofiler och andra processvariabler samt de nedbrytningshastigheter och utsläppskoncentrationer detta resulterar i.

TSO-systemet räknade ut förslag för olika scenarier där utsläppen uppfyllde gränsvärdena på ett tillförlitligt sätt och energiförbrukningen och kemikalieanvändningen kunde minimeras. Även den ekonomiska effekten av varje enskilt steg beräknades.

Den digitala tvillingmodellen gav prognoser baserade på ingångsvärdena och TSO-systemet räknade ut den mest gynnsamma konfigurationen (luftning av den enskilda linjen, recirkulation, driftläge och så vidare) genom att selektivt ändra styrvariablerna.

10 % lägre energiförbrukning

TSO-systemet kan antingen ge operatörerna rekommendationer om åtgärder som de sedan själva utför manuellt eller så kan TSO kopplas direkt till avloppsverkets styrsystem. Om systemet körs manuellt får operatörerna meddelanden om att de bör justera driften manuellt. Om systemet körs automatiskt styr TSO reningsverket med rekommenderade åtgärder som operatörerna övervakar.

”Det finns ett överhängande behov av att öka energieffektiviteten och minska kostnaderna. Med Xylems TSO kunde vi utnyttja intelligent beslutstöd och använda data för att optimera processerna, uppnå bättre resultat och minska energianvändningen”, säger Konrad Engl, vd för ARA Pustertal AG.

Efter att ha kört TSO i fyra månader lyckades reningsverket minska energianvändningen med 10 % trots att den inkommande föroreningsbelastningen hade ökat med 33 %. Anläggningen minskade också totalkvävet med 16 % och totalfosforn med 25 % jämfört med den normala driften av anläggningen som redan innan uppvisade utmärkta reningsvärden.

Läs mer

Se hur Xylem Treatment System Optimering kan förbättra processerna i ditt reningsverk. Ett reningsverk i Tyskland minskade luftningssystemets energiförbrukning med 30 % genom att använda TSO.
 
Begär information