Krüger A/S

Ny proceskontrol optimerer styringen af renseanlæg

Del

Med en ny proceskontrol kaldet Model Predictive Control (MPC) kan man nu styre renseanlæg på forkant i stedet for på bagkant. Det giver store fordele for forsyningerne både i forhold til miljø og økonomi. MPC bliver for tiden afprøvet hos IkastBrande Spildevand.

Det er et nyt trin opad på digitaliseringsstigen, når styringen af renseanlæg ved hjælp af modelgenkendelse vælger den bedste løsning, INDEN vandet når hen til renseanlægget. Målet er overordnet at optimere processerne i realtid, samtidig med at andre parametre kan op eller nedprioriteres – for eksempel energiforbrug til beluftning, emission af lattergas eller økonomi. Det forudsætter, at driftsafdelingen på forhånd træffer nogle valg. Hvis man satser på den lavest mulige ammoniumudledning eller lavest mulige lattergasudledning, så taster man den løsning ind i MPCmodellen. Man kan også vælge at indtaste strømprisen, sådan at anlægget styres ud fra lavest mulig energiudgift. 

"En MPCmodel kan forudsige, hvad der sker om to timer. Det giver driftsfolkene tid til nå at handle smart ud fra de anbefalinger, modellen giver. Det overordnede mål er at optimere processerne i realtid, så biologien kører så optimalt som muligt ved hjælp af rigtig mange data og algoritmer", siger Peter Stentoft, der er Data Scientist and Software Developer hos Krüger. Han har været med til at udvikle MPC-modellen, der bygger på metoder fra machine learning.

"MPC-styringen bliver for tiden afprøvet på flere renseanlæg i Danmark. Det gælder blandt andet renseanlæggene i Nørre Snede og Brande, der siden starten af 2022 har haft det installeret oven på Krügers styringssystem Hubgrade, som IkastBrande Spildevand i forvejen benytter. Foreløbig har vi kørt simuleringer, men har endnu ikke valideret i fuld skala. Men vi kan se, at driftssikkerheden er stor, og det kører stabilt. Vi har ikke set nedbrud på anlæggene i Nr. Snede og Brande, hvor vi prøver det hele af", siger Peter Stentoft.

Ikast-Brande Spildevand tester MPC-modellen

“MPC-styringen på Nr. Snede renseanlæg bruger målinger hvert 2. minut og gør brug af mindst 1000 målinger. Det gør den, fordi den hele tiden lærer af, hvordan det specifikke renseanlæg opfører sig. Det sker ved hjælp af machine learning og tidsrække analyse på basis af anlæggets hidtidige opførsel. Det er virkelig godt, at vi kan tage miljø og økonomi hensyn samtidig. Vi har altid haft miljøbriller på som driftsfolk – vi skal rense bedst muligt,” siger Henrik Mathiesen, der er driftsassistent hos Ikast Brande Spildevand.

Han fortsætter: 

"Men der ER jo økonomi i at drive et renseanlæg. Brugen af energi og udledning af lattergas har betydning for vores påvirkning af klimaet og er med til at vi når vores målsætning om energi og klimaneutralitet." Han fortsætter: 

"Styringen af vores renseanlæg med Hubgrade fungerer fint. Men det vil jo være en stor gevinst for os at få lavet beregninger for, hvor langt det for eksempel økonomisk betaler sig at rense ned i forhold til vores driftsudgifter. Vi vil gerne køre så billigt som muligt, men det primære er fortsat at rense godt og overholde rensekrav og udledningskrav. Vi har kørt med MPC nogle måneder nu, og det ser ud til at fungere rigtig godt", siger Henrik Mathiesen.

 Model Predictive Control (MPC) er en model af noget fysisk, som kan bruges til test. Modellen lagrer fra de data, der opsamles på f.eks. et renseanlæg.Billede: Model Predictive Control (MPC) er en model af noget fysisk, som kan bruges til test. Modellen lagrer fra de data, der opsamles på f.eks. et renseanlæg.

Gode resultater og fortsat udvikling

På renseanlæggene i Nr. Snede og Brande kigger man et til to døgn tilbage og bruger alle de data, anlægget har. MPC-modellen bliver så brugt til at se på, hvad der sker, når beluftningen foregår samt andre påvirkninger, som man laver i Hubgrade styringen. 

"I stedet for at sætte en masse regler op i Hubgrade kan vi køre optimering hele tiden. Vi har prioriteret beluftning først, fordi den står for 50-55% af strømforbruget på et renseanlæg. Snart vil vi også kunne indregne den lavest mulige lattergasudledning. Indtil videre bygger det dog på eksisterende godkendte modeller for lattergas, der ikke er særligt nøjagtige. Her arbejder vi i Krüger på at udvikle noget bedre", siger Peter Stentoft. 

Der er også indbygget regnstyring i MPC'en. Ideen er, at når det regner meget, vil man gå efter at overholde udledningskravene, og strømforbrug kommer i anden række. Ved store regnmængder kommer der et ”first flush” ind med en masse stof (ammonium), der skal fjernes hurtigt. Man vil også bygge DMI's forecast ind i signalet, i forhold til at vurdere om styringen skal gå i regnmode eller ej. Det er endnu ikke med, fordi det kræver MPCstyring af efterklaringstanken. Den har Krüger pt. under udvikling.

Peter Stentoft tilføjer, at der fortsat er ting, der skal tilpasses, men det er naturligt i en testfase. For eksempel blev man på renseanlægget i Nr. Snede pludselig overrasket af en stor stofmængde på 25.000 PE, hvor renseanlægget er lavet til 9.000 PE. Det viste sig at være en pludselig udledning fra en eller flere industrivirksomheder. Det betød, at man ikke kunne belufte tilstrækkeligt til at slå ammonium ned. MPC-modellen var ikke indstillet til at prioritere mellem ammonium og den totale mængde kvælstof. Derfor lagde algoritmerne sig på en mellemting uden at prioritere. Her gik man så ind og ændrede på indstillingerne.

MPC er en form for digital tvilling

Model Predictive Control (MPC) er ifølge Peter Stentoft en model af noget fysisk, hvor man tester, hvad der sker, når man gør forskellige ting. Modellen lærer fra de data, der opsamles på for eksempel et renseanlæg – derfor er det en form for digital tvilling. Vi kører en optimeringsalgoritme på modellen.

"Det vil sige, at vi har en model af anlægget og ser på, hvordan det reagerer på styringspåvirkninger. Algoritmerne kører måske 1020.000 scenarier af anlægget igennem på den digitale tvilling på en server i cyberspace og vælger så den strategi, der fungerer bedst blandt de tusindvis af scenarier. Det er kun den udvalgte bedste styringsstrategi, som vi afprøver fysisk på selve anlægget", siger Peter Stentoft.

Alle scenarier – eller forecasts rækker 34 timer frem. Forecasting er afhængig af, hvordan anlægget bliver styret. Det hele kører automatisk, og driftsfolk kommer ikke ind over, ud over at de taster ind, hvad strømmen koster, hvilke udledningskrav og hvilke udledningsafgifter (pr kg kvælstof og pr kg fosfor man udleder), der på anlægget. Dertil indstiller de også min. og max. krav til faselængder for beluftningen.

Artiklen er bragt i Magasinet Spildevand #2, 2022

Nøgleord

Kontakter

Billeder

Information om Krüger A/S

Krüger A/S
Krüger A/S
Gladsaxevej 363
2860 Søborg

39 69 02 22https://www.kruger.dk/

Krüger A/S er en internationalt orienteret miljøvirksomhed med speciale i bæredygtig vandbehandling. Vi arbejder som rådgivere, entreprenører og leverandører af teknisk udstyr inden for drikkevand, procesvand og spildevand og bidrager herigennem sammen med vores kunder til at bevare, udvikle og genvinde ressourcer, som er afgørende for menneskers liv. Mange af vores løsninger er patenterede teknologier udviklet i tæt samarbejde med forsyninger og universiteter. 

Krüger er et datterselskab i Veolia Water Technologies, en del af den verdensomspændende Veolia-koncern med mere end 180.000 medarbejdere. Veolia leverer løsninger indenfor Vand, Energi og Genanvendelse, og arbejder målrettet på at genvinde, genanvende og bevare verdens ressourcer.

Følg pressemeddelelser fra Krüger A/S

Skriv dig op her, og modtag pressemeddelelser på e-mail. Indtast din e-mail, klik på abonner, og følg instruktionerne i den udsendte e-mail.

Flere pressemeddelelser fra Krüger A/S

Årsregnskab 20213.6.2022 11:39:26 CEST | Nyhed

Årets resultat endte negativt, men ordreindgangen i 2021 blev bedre end længe for Krüger, og lover godt for de kommende år. Efter flere år med kraftig påvirkning fra nedgang i internationale aktiviteter, ser fremtiden lysere ud med en øget ordreindgang. Desuden fortsatte firmaet sine investeringer i digitale og bæredygtige løsninger, som er vigtige bidrag til den grønne omstilling. De seneste år har Krüger oplevet en kraftig nedgang specielt i internationale aktiviteter, men det billede ser ud til at vende, da firmaet kom ud af 2021 med en ordreindgang på over 600 MDKK. Til sammenligning omsatte Krüger i 2021 for 460 MDKK, og kom ud af året med et tab på 13 MDKK. Med til billedet hører, at Krüger fortsatte sine satsninger inden for bl.a. digitalisering og landbaseret fiskeopdræt. Krüger ser store perspektiver for disse forretningsområder, både økonomisk men også for at bidrage markant til en bæredygtig omstilling. Den øvrige forretning med klimatilpasning, effektiv udnyttelse af infras

Varme i spildevand bliver til bæredygtig fjernvarme2.3.2022 14:47:00 CET | Nyhed

Sektorkobling er et af de nye buzzwords i den grønne omstilling. Og det er netop, hvad der foregår, når 3.500 borgere i Roskilde får dækket deres fjernvarmebehov fra energi i spildevandet. Det sker via en varmepumpe, som Fors A/S har installeret i spildevandet ved udløbet fra Bjergmarken Renseanlæg. Også i Hadsund er et varmepumpeanlæg på vej. Her vil varmen fra spildevandet kunne dække 15-20% af fjernvarmeforbruget.

I vores nyhedsrum kan du læse alle vores pressemeddelelser, tilgå materiale i form af billeder og dokumenter samt finde vores kontaktoplysninger.

Besøg vores nyhedsrum