Ένα ψηφιακό δίδυμο για έργα επεξεργασίας λυμάτων

Η Severn Trent ανέπτυξε ένα ψηφιακό δίδυμο λογισμικό βασισμένο στη φυσική και τεχνητή νοημοσύνη στο κορυφαίο εργοστάσιό της στο Strongford για να μειώσει τις εκπομπές οξειδίου του αζώτου, να μειώσει τη χρήση ενέργειας και να επιτύχει καθαρό μηδέν.

Απαραίτητη αλλά σε μεγάλο βαθμό αόρατη, η επεξεργασία λυμάτων λειτουργεί 24/7, καταναλώνοντας σημαντική ενέργεια και δημιουργώντας σημαντικό μερίδιο των εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου. Στο Ηνωμένο Βασίλειο, δεκαετίες υποεπενδύσεων, αυξανόμενης ζήτησης και κλιματικής αλλαγής έχουν ωθήσει τις γηρασμένες εγκαταστάσεις στα όριά τους και έχουν τοποθετήσει τις πράσινες υποδομές σταθερά στην κορυφή της ατζέντας της βιομηχανίας.

Στο Strongford, με την υποστήριξη του Ταμείου Καινοτομίας Ofwat, η Severn Trent μετατρέπει τη μονάδα επεξεργασίας λυμάτων σε εμβληματικό σχέδιο για τον τομέα, αποδεικνύοντας ότι οι εκπομπές διεργασιών μπορούν να αντιμετωπιστούν μέσω πρακτικής καινοτομίας. Η εταιρεία ενσωματώνει και μετασκευάζει μια σειρά φυσικών τεχνολογιών χαμηλών εκπομπών άνθρακα παράλληλα με μια υψηλή πιστότητα Digital Twin στην εγκατάσταση για τη μείωση των περιβαλλοντικών επιπτώσεων και την υποστήριξη της πορείας της προς τις καθαρές μηδενικές εκπομπές.

Ψηφιακό μοντέλο + δεδομένα πραγματικού κόσμου + κανόνες που βασίζονται στη φυσική = λιγότερο N₂O

Το οξείδιο του αζώτου (N₂O) είναι 273 φορές πιο ισχυρό από το CO2 και μπορεί να αντιπροσωπεύει έως και το ήμισυ του συνολικού αποτυπώματος άνθρακα ενός φυτού. Για να μειώσει αυτό το ισχυρό αέριο, ο Severn Trent διερευνά τόσο φυσικές όσο και ψηφιακές τεχνολογίες. Εκτός από τη δοκιμή προηγμένης τεχνολογίας καταστροφής N₂O, το έργο Strongford Net Zero Hub εξετάζει επίσης μια πρωτοποριακή λύση - το πρώτο μοντέλο οξειδίου του αζώτου που χρησιμοποιεί ένα εικονικό αντίγραφο που βασίζεται σε πραγματικά δεδομένα και φυσική - με την τεχνολογία μας.

Το Digital Twin και η λύση λογισμικού που υποστηρίζεται από τεχνητή νοημοσύνη συνεργάζονται για να παρέχουν πληροφορίες σε πραγματικό χρόνο για τις διαδικασίες λυμάτων που παραδοσιακά είναι δύσκολο να εκτιμηθούν. Χρησιμοποιούν 60.000 δυναμικά και στατικά σημεία δεδομένων και 29.000 διαφορετικές εξισώσεις για να μοντελοποιήσουν τις πολύπλοκες βιολογικές, χημικές και φυσικές διεργασίες που λαμβάνουν χώρα από τη στιγμή που εισέρχεται το νερό μέχρι τη στιγμή που υπάρχει στο φυτό.

Η λύση λογισμικού που υποστηρίζεται από τεχνητή νοημοσύνη παρέχει παρακολούθηση σε πραγματικό χρόνο

«Αυτό που κάνει το SIWA Treatment Optimizer είναι να παρέχει στους χειριστές συνιστώμενα σημεία ρύθμισης ελέγχου, ώστε να μπορούν να εκτελούν τις διαδικασίες τους με τρόπο που ελαχιστοποιεί αυτές τις εκπομπές», εξηγεί ο Adam Cartwright, ο οποίος ηγήθηκε προηγουμένως της στρατηγικής μας για το λογισμικό νερού και λυμάτων.

Πέρα από το έργο Strongford, εφαρμογές SIWA που υποστηρίζονται από τεχνητή νοημοσύνη, όπως Ανιχνευτής διαρροών SIWA και το SIWA Blockering Predictor χρησιμοποιούν επίσης ζωντανά και ιστορικά δεδομένα για να διακρίνουν τις φυσιολογικές από τις μη φυσιολογικές συνθήκες στα δίκτυα ύδρευσης.

Η ψηφιοποίηση οδηγεί στην οικολογική και ενεργειακή απόδοση

Τα μοντέλα που βασίζονται σε λογισμικό, ή μαλακοί αισθητήρες, εκτιμούν βασικές μεταβλητές - όπως η βιολογική ζήτηση οξυγόνου και οι εκπομπές οξειδίου του αζώτου - χρησιμοποιώντας διαθέσιμα δεδομένα, ακόμη και όταν δεν είναι δυνατή η άμεση μέτρηση. Αυτό δίνει στους χειριστές βαθύτερες γνώσεις σχετικά με την απόδοση και υποστηρίζει τη συμμόρφωση με τους κανονισμούς.

Σε συνδυασμό με την παρακολούθηση της ποιότητας του νερού σε πραγματικό χρόνο, οι εφαρμογές SIWA επιτρέπουν στους χειριστές να ρυθμίζουν τον αερισμό και τη δοσολογία χλωρίου, μεταξύ άλλων, μειώνοντας την αβεβαιότητα καθώς και την κατανάλωση ενέργειας και χημικών ουσιών.

«Αυτό που θέλαμε πραγματικά να κάνουμε είναι να δώσουμε αυτή τη δυνατότητα προσομοίωσης για να επιτρέψει στην επιχειρησιακή μας ομάδα να εξισορροπήσει όλους τους ανταγωνιστικούς οδηγούς που έχουν σήμερα «, λέει ο Jess Alce, επικεφαλής στρατηγικής καινοτομίας στο Severn Trent.

Ο εκσυγχρονισμός της υποδομής με παράλληλη παροχή συνεχούς εξυπηρέτησης δεν είναι εύκολη υπόθεση. Περίπου 400.000 άνθρωποι στο Newcastle-under-Lyme και το Stoke-on-Trent εξαρτώνται από την επεξεργασία νερού Strongford. Ήμασταν περήφανοι που φέραμε δεκαετίες εμπειρίας διεργασιών σε αυτό το έργο, βοηθώντας στην παροχή καθαρότερων, πιο βιώσιμων λειτουργιών και ανεβάζοντας τον πήχη για μια βιομηχανία που μας ενδιαφέρει βαθιά.

Η Severn Trent είναι μια εταιρεία ύδρευσης και λυμάτων με έδρα το Ηνωμένο Βασίλειο, που προμηθεύει 4,6 εκατομμύρια νοικοκυριά και 220.000 επιχειρήσεις στα αγγλικά μεσαία εδάφη και τμήματα της Ουαλίας.

Σέβερν Τρεντ Γουότερ