Um gémeo digital para trabalhos de tratamento de esgotos

A Severn Trent implantou um software digital duplo baseado na física e alimentado por IA na sua principal fábrica de Strongford para reduzir as emissões de óxido nitroso, reduzir o uso de energia e atingir o zero líquido.

Indispensável mas em grande parte invisível, o tratamento de águas residuais funciona 24 horas por dia, 7 dias por semana, consumindo energia considerável e criando uma parte significativa das emissões de gases com efeito de estufa. No Reino Unido, décadas de subinvestimento, aumento da procura e alterações climáticas levaram as instalações envelhecidas aos seus limites e colocaram as infraestruturas verdes firmemente no topo da agenda da indústria.

Em Strongford, com o apoio do Ofwat Innovation Fund, o Severn Trent está a transformar a sua estação de tratamento de águas residuais num modelo emblemático para o setor, demonstrando que as emissões do processo podem ser combatidas através da inovação prática. A empresa está a integrar e a reequipar um conjunto de tecnologias físicas de baixo carbono juntamente com uma alta fidelidade Digital Twin para a instalação para reduzir o impacto ambiental e apoiar a sua jornada rumo a emissões líquidas zero.

Modelo digital + dados do mundo real + regras baseadas na física = menos N2O

O óxido nitroso (N₂O) é 273 vezes mais potente que o CO₂ e pode representar até metade da pegada de carbono total de uma planta. Para reduzir este gás potente, o Severn Trent explora tecnologias físicas e digitais. Além de testar a tecnologia avançada de destruição de N2O, o projeto Strongford Net Zero Hub também procura uma solução inovadora - o primeiro modelo de óxido nitroso que utiliza uma réplica virtual impulsionada por dados reais e física - com a nossa tecnologia.

O Digital Twin e a solução de software alimentada por IA trabalham em conjunto para fornecer uma visão em tempo real dos processos de águas residuais que são tradicionalmente difíceis de avaliar. Eles recorrem a 60.000 pontos de dados dinâmicos e estáticos e 29.000 equações diferentes para modelar os complexos processos biológicos, químicos e físicos que ocorrem desde o momento em que a água entra até quando existe a planta.

A solução de software alimentada por IA fornece monitorização em tempo real

“O que o SIWA Treatment Optimizer faz é fornecer aos operadores os pontos de controlo recomendados para que possam executar os seus processos de uma forma que minimize essas emissões”, explica Adam Cartwright, que anteriormente liderou a nossa estratégia de software de água e águas residuais.

Para além do projeto Strongford, aplicações SIWA alimentadas por IA, tais como Localizador de fugas SIWA e o SIWA Blockage Predictor também usam dados históricos e ao vivo para distinguir condições normais de anormais nas redes de água.

A digitalização impulsiona a eficiência ecológica e energética

Modelos baseados em software, ou sensores suaves, estimam variáveis-chave - como a procura biológica de oxigénio e as emissões de óxido nitroso - usando os dados disponíveis, mesmo onde a medição direta não é possível. Isto dá aos operadores uma visão mais profunda do desempenho e suporta a conformidade regulamentar.

Combinadas com a monitorização da qualidade da água em tempo real, as aplicações SIWA permitem aos operadores ajustar a aeração e a dosagem de cloro, entre outros, reduzindo a incerteza, bem como o consumo de energia e produtos químicos.

“O que queríamos realmente fazer é dar essa capacidade de simulação para permitir que a nossa equipa operacional equilibre todos os pilotos concorrentes que têm hoje. “diz Jess Alce, Líder de Inovação Estratégica da Severn Trent.

Modernizar a infraestrutura ao mesmo tempo que fornece serviço contínuo não é uma tarefa fácil. Aproximadamente 400.000 pessoas em Newcastle-under-Lyme e Stoke-on-Trent dependem do tratamento de água de Strongford. Tínhamos orgulho de trazer as nossas décadas de experiência em processos para este projeto, ajudando a fornecer operações mais limpas e sustentáveis e elevando o padrão para uma indústria com a qual nos preocupamos profundamente.

A Severn Trent é uma empresa de água e águas residuais sediada no Reino Unido, que fornece 4,6 milhões de famílias e 220,00 empresas nas regiões centrais inglesas e partes do País de Gales.

Severn Trent Water