Digitální dvojče pro čistírny odpadních vod

Severn Trent nasadil digitální dvojče založené na fyzice a software poháněný umělou inteligencí ve své vlajkové lodi Strongford, aby snížil emise oxidu dusného, snížil spotřebu energie a dosáhl čisté nuly.

Nepostradatelná, ale do značné míry neviditelná, čištění odpadních vod probíhá 24/7, spotřebovává značnou energii a vytváří významný podíl emisí skleníkových plynů. Ve Velké Británii desetiletí nedostatečných investic, rostoucí poptávky a změny klimatu posunuly stárnoucí zařízení na hranici svých hranic a postavily zelenou infrastrukturu pevně na vrchol agendy průmyslu.

Ve společnosti Strongford, s podporou inovačního fondu Ofwat, Severn Trent transformuje svou čistírnu odpadních vod na vlajkovou loď tohoto odvětví, což ukazuje, že emise z procesů lze řešit praktickými inovacemi. Společnost integruje a modernizuje sadu fyzických nízkouhlíkových technologií spolu s vysokou věrností Digital Twin do zařízení s cílem snížit dopad na životní prostředí a podpořit jeho cestu k čistým nulovým emisím.

Digitální model+reálná data + fyzikální pravidla = méně N₂O

Oxid dusný (N₂O) je 273krát účinnější než CO₂ a může představovat až polovinu celkové uhlíkové stopy rostliny. Aby se snížil tento silný plyn, Severn Trent zkoumá fyzické i digitální technologie. Kromě vyzkoušení pokročilé technologie ničení N₂O se projekt Strongford Net Zero Hub také zabývá průlomovým řešením - prvním modelem oxidu dusného, který využívá virtuální repliku poháněnou skutečnými daty a fyzikou - s naší technologií.

Digital Twin a softwarové řešení založené na umělé inteligenci spolupracují a poskytují v reálném čase přehled o procesech odpadních vod, které je tradičně obtížné posoudit. Vycházejí z 60 000 dynamických a statických datových bodů a 29 000 různých rovnic k modelování složitých biologických, chemických a fyzikálních procesů, které probíhají od okamžiku, kdy voda vstoupí do rostliny, až po existenci rostliny.

Softwarové řešení založené na umělé inteligenci poskytuje monitorování v reálném čase

„Optimalizátor SIWA Treatment Optimizer poskytuje operátorům doporučené kontrolní hodnoty, aby mohli provozovat své procesy způsobem, který tyto emise minimalizuje,“ vysvětluje Adam Cartwright, který dříve vedl naši softwarovou strategii pro vodu a odpadní vody.

Kromě projektu Strongford, aplikace SIWA poháněné umělou inteligencí, jako jsou SIWA Vyhledávač úniků a SIWA Blokering Predictor také používají živá a historická data k rozlišení normálních od abnormálních podmínek napříč vodovodními sítěmi.

Digitalizace podporuje ekologickou a energetickou účinnost

Softwarové modely nebo měkké senzory odhadují klíčové proměnné - jako je biologická spotřeba kyslíku a emise oxidu dusného - pomocí dostupných údajů, a to i tam, kde přímé měření není možné. To poskytuje operátorům hlubší přehled o výkonu a podporuje dodržování předpisů.

V kombinaci s monitorováním kvality vody v reálném čase umožňují aplikace SIWA operátorům mimo jiné doladit provzdušňování a dávkování chloru, čímž snižují nejistotu a spotřebu energie a chemikálií.

„To, co jsme opravdu chtěli udělat, je poskytnout tuto simulační schopnost, která umožní našemu operačnímu týmu vyvážit všechny konkurenční řidiče, které dnes mají,“ říká Jess Alce, vedoucí strategických inovací ve společnosti Severn Trent.

Modernizace infrastruktury při poskytování nepřetržitého provozu není snadný úkol. Přibližně 400 000 lidí v Newcastle-under-Lyme a Stoke-on-Trent závisí na úpravě vody Strongford. Byli jsme hrdí na to, že jsme do tohoto projektu přinesli naše desítky let zkušeností s procesními procesy, pomohli zajistit čistší a udržitelnější operace a zvýšit laťku pro odvětví, na kterém nám hluboce záleží.

Severn Trent je britská společnost zabývající se vodou a odpadními vodami, která zásobuje 4,6 milionu domácností a 220 000 podniků v anglických středních oblastech a částech Walesu.

Severn Trent Water