Un gemello digitale per le opere di trattamento delle acque reflue

Severn Trent ha implementato un gemello digitale basato sulla fisica e un software basato sull'intelligenza artificiale nel suo stabilimento principale di Strongford per ridurre le emissioni di protossido di azoto, ridurre il consumo di energia e raggiungere lo zero netto.

Indispensabile ma in gran parte invisibile, il trattamento delle acque reflue funziona 24 ore su 24, 7 giorni su 7, consuma una notevole quantità di energia e crea una quota significativa delle emissioni di gas serra. Nel Regno Unito, decenni di sottoinvestimenti, aumento della domanda e cambiamenti climatici hanno spinto le strutture obsolete al limite e hanno posto le infrastrutture verdi saldamente in cima all'agenda del settore.

A Strongford, con il sostegno dell'Ofwat Innovation Fund, Severn Trent sta trasformando il suo impianto di trattamento delle acque reflue in un progetto di punta per il settore, dimostrando che le emissioni di processo possono essere affrontate attraverso innovazioni pratiche. L'azienda sta integrando e aggiornando una suite di tecnologie fisiche a basse emissioni di carbonio insieme a una tecnologia ad alta fedeltà Digital Twin nella struttura per ridurre l'impatto ambientale e sostenere il suo percorso verso zero emissioni nette.

Modello digitale + dati del mondo reale + regole basate sulla fisica = meno N₂O

L'ossido nitroso (N₂O) è 273 volte più potente della CO₂ e può rappresentare fino alla metà dell'impronta di carbonio totale di un impianto. Per ridurre questo potente gas, Severn Trent esplora tecnologie fisiche e digitali. Oltre a testare una tecnologia avanzata di distruzione dell'N₂, il progetto Strongford Net Zero Hub cerca anche una soluzione rivoluzionaria, il primo modello di protossido di azoto che utilizza una replica virtuale basata su dati e fisica reali, con la nostra tecnologia.

Il Digital Twin e la soluzione software basata sull'intelligenza artificiale collaborano per fornire informazioni in tempo reale sui processi relativi alle acque reflue che sono tradizionalmente difficili da valutare. Si basano su 60.000 punti dati dinamici e statici e 29.000 equazioni diverse per modellare i complessi processi biologici, chimici e fisici che avvengono dal momento in cui l'acqua entra nella pianta.

La soluzione software basata sull'intelligenza artificiale fornisce un monitoraggio in tempo reale

«Ciò che fa il SIWA Treatment Optimizer è fornire agli operatori i setpoint di controllo consigliati in modo che possano eseguire i loro processi in modo da ridurre al minimo queste emissioni», spiega Adam Cartwright, che in precedenza ha guidato la nostra strategia software per l'acqua e le acque reflue.

Oltre al progetto Strongford, applicazioni SIWA basate sull'intelligenza artificiale come Ricerca fughe di notizie SIWA e SIWA Blockage Predictor utilizzano anche dati in tempo reale e storici per distinguere le condizioni normali da quelle anomale nelle reti idriche.

La digitalizzazione favorisce l'efficienza ecologica ed energetica

I modelli basati su software, o sensori soft, stimano le variabili chiave, come la domanda biologica di ossigeno e le emissioni di protossido di azoto, utilizzando i dati disponibili, anche laddove la misurazione diretta non è possibile. Ciò offre agli operatori una visione più approfondita delle prestazioni e supporta la conformità normativa.

In combinazione con il monitoraggio in tempo reale della qualità dell'acqua, le applicazioni SIWA consentono agli operatori di ottimizzare l'aerazione e il dosaggio del cloro, tra l'altro, riducendo l'incertezza e il consumo di energia e sostanze chimiche.

«Ciò che volevamo davvero fare è fornire quella capacità di simulazione per consentire al nostro team operativo di bilanciare tutti i driver concorrenti di cui dispone oggi «. afferma Jess Alce, Strategic Innovation Lead di Severn Trent.

Modernizzare l'infrastruttura fornendo al contempo un servizio continuo non è un compito facile. Circa 400.000 persone a Newcastle-under-Lyme e Stoke-on-Trent dipendono dal trattamento delle acque di Strongford. Siamo orgogliosi di portare la nostra decennale esperienza di processo in questo progetto, contribuendo a fornire operazioni più pulite e sostenibili e alzando il livello di un settore che ci sta molto a cuore.

Severn Trent è una società di acqua e acque reflue con sede nel Regno Unito, che rifornisce 4,6 milioni di famiglie e 220.000 aziende nelle Midlands inglesi e in alcune parti del Galles.

Severn Trent Water