Een digitale tweeling voor rioolwaterzuiveringsinstallaties

Severn Trent heeft een op fysica gebaseerde digital twin en software op basis van AI geïmplementeerd in de belangrijkste fabriek in Strongford om de uitstoot van lachgas te verminderen, het energieverbruik te verminderen en een netto-nul te bereiken.

Onmisbaar maar grotendeels onzichtbaar: de afvalwaterbehandeling draait 24/7, verbruikt veel energie en zorgt voor een aanzienlijk deel van de uitstoot van broeikasgassen. In het VK hebben decennia van onderinvesteringen, stijgende vraag en klimaatverandering verouderde faciliteiten tot het uiterste gedreven en groene infrastructuur bovenaan de agenda van de industrie geplaatst.

In Strongford transformeert Severn Trent, met steun van het Ofwat Innovation Fund, zijn afvalwaterzuiveringsinstallatie tot een toonaangevende blauwdruk voor de sector, waarmee wordt aangetoond dat procesemissies kunnen worden aangepakt door middel van praktische innovatie. Het bedrijf is bezig met de integratie en aanpassing van een reeks fysieke koolstofarme technologieën, naast een hoogwaardige Digital Twin naar de faciliteit om de impact op het milieu te verminderen en de reis naar netto-nulemissies te ondersteunen.

Digitaal model + gegevens uit de echte wereld + regels op basis van fysica = minder N₂O

Lachgas (N₂O) is 273 keer krachtiger dan CO₂ en kan tot de helft van de totale CO2-voetafdruk van een fabriek uitmaken. Om dit krachtige gas te verminderen, onderzoekt Severn Trent zowel fysieke als digitale technologieën. Naast het testen van geavanceerde N₂O-vernietigende technologie, wordt in het Strongford Net Zero Hub-project ook gekeken naar een baanbrekende oplossing - het eerste model van lachgas dat gebruikmaakt van een virtuele replica die wordt aangedreven door echte gegevens en natuurkunde - met onze technologie.

De Digital Twin en de softwareoplossing op basis van AI werken samen om realtime inzicht te bieden in afvalwaterprocessen die traditioneel moeilijk te beoordelen zijn. Ze maken gebruik van 60.000 dynamische en statische datapunten en 29.000 verschillende vergelijkingen om de complexe biologische, chemische en fysische processen te modelleren die plaatsvinden vanaf het moment dat het water binnenkomt tot wanneer de plant bestaat.

Software-oplossing op basis van AI biedt realtime monitoring

„Wat de SIWA Treatment Optimizer doet, is operators voorzien van aanbevolen regelinstelpunten, zodat ze hun processen zo kunnen uitvoeren dat deze emissies tot een minimum worden beperkt”, legt Adam Cartwright uit, die eerder onze softwarestrategie voor water en afvalwater leidde.

Naast het Strongford-project kunnen SIWA-toepassingen op basis van AI, zoals SIWA Lekzoeker en de SIWA Blockage Predictor maakt ook gebruik van actuele en historische gegevens om onderscheid te maken tussen normale en abnormale omstandigheden in waternetwerken.

Digitalisering stimuleert ecologische en energie-efficiëntie

Op software gebaseerde modellen, of zachte sensoren, schatten belangrijke variabelen - zoals het biologische zuurstofverbruik en de uitstoot van lachgas - op basis van beschikbare gegevens, zelfs wanneer directe metingen niet mogelijk zijn. Dit geeft operators meer inzicht in de prestaties en ondersteunt de naleving van de regelgeving.

In combinatie met realtime monitoring van de waterkwaliteit stellen SIWA-toepassingen operators in staat om onder andere de beluchting en de chloordosering te verfijnen, waardoor de onzekerheid en het energie- en chemicaliënverbruik worden verminderd.

„Wat we echt wilden doen, is die simulatiecapaciteit bieden zodat ons operationele team een evenwicht kan vinden tussen alle concurrerende coureurs die ze vandaag hebben. „zegt Jess Alce, Strategic Innovation Lead bij Severn Trent.

De infrastructuur moderniseren en tegelijkertijd continue service bieden is geen eenvoudige taak. Ongeveer 400.000 mensen in Newcastle-under-Lyme en Stoke-on-Trent zijn afhankelijk van de waterbehandeling in Strongford. We waren er trots op dat we onze decennialange proceservaring konden inzetten voor dit project, waarmee we hebben bijgedragen aan schonere, duurzamere activiteiten en dat we de lat hoger hebben gelegd voor een sector waar we veel om geven.

Severn Trent is een in het Verenigd Koninkrijk gevestigd water- en afvalwaterbedrijf dat 4,6 miljoen huishoudens en 220.000 bedrijven bedient in de Engelse binnenlanden en delen van Wales.

Severn Trent Water