Digital tvilling för hållbar och resurseffektiv drift av avloppsrening

Avloppsreningsverk är idag producenter av rent vatten, energi, värme och näringsämnen. Sverige ligger i framkant inom området men vatten- och avloppssektorn står inför stora utmaningar med åldrande infrastruktur, striktare reningskrav och klimatförändringar vilket leder till kraftigt ökat investeringsbehov. Samtidigt finns stora förbättringsmöjligheter genom ökad automation och digitalisering av VA-systemen. När nödvändiga investeringar genomförs är det viktigt att de görs smart.

Att utveckla och implementera digitala tvillingar inom avloppsvattenrening innebär en innovativ och radikal omställning av hur reningsverken drivs och styrs. Det möjliggör en kraftigt förbättrad överblick över de resurser som hanteras (i avloppsvattnet och sådant som tillsätts, exempelvis kemikalier) genom olika typer av modeller för reningsprocesser och datakvalitetskontroll. I slutändan ger det möjlighet att driva anläggningarna på ett bättre sätt och vilket även bidrar till optimal design av nya anläggningar.

Inom detta projekt kommer en generisk metod för implementering av digitala tvillingar på avloppsreningsverk att utvecklas, inklusive processimulering och datavalidering i realtid. Metoden kommer att verifieras genom att implementera en digital tvilling för reningsverket Öresundsverket i Helsingborg, där resultat kommer att utvärderas och nytta kvantifieras. Eftersom de metoder som utvecklas är generisk finns stor potential för att omsätta kunskapen till andra processindustrier med behov av att rena vatten, som exempelvis de mycket vattenintensiva pappers- och massaindustrierna.

Projektledare från RISE är Magnus Arnell. Övriga partners i projektet är Lunds universitet, Nordvästa Skånes Vatten och Avlopp (NSVA) samt Gemit Solutions.

Publikationer

Wärff, C., 2023. Operational digital twins for water resource recovery facilities - Rationale, components, and case studies. RISE Report 2023:105, ISBN: 978-91-89821-85-9, Sweden. Länk: https://ri.diva-portal.org/smash/record.jsf?pid=diva2%3A1806668&dswid=-4848

Wärff, C., 2022. Construction of a respirometer for wastewater characterization.Technical report, Division of Industrial Electrical Engineering and Automation, Lund University, LUTEDX/(TEIE-7286)/1-20/(2022). Länk: https://www.iea.lth.se/publications/Reports/LTH-IEA-7286.pdf

Wärff, C., 2021. Wastewater treatment process models for enhanced biological phosphorus removal and VFA-production - A literature review. Technical report, Division of Industrial Electrical Engineering and Automation, Lund University, LUTEDX/(TEIE-7281)/1-36/(2021). Länk: https://www.iea.lth.se/publications/Reports/LTH-IEA-7281.pdf

Wärff, C., Molin, H., 2022. Model predictive control in wastewater treatment plants - a literature review. Technical report, Division of Industrial Electrical Engineering and Automation, Lund University, LUTEDX/(TEIE-7290)/1-11/(2021). Länk: https://www.iea.lth.se/publications/Reports/LTH-IEA-7290.pdf