Innovativ norsk teknik från Guard Automation optimerar avloppsrening

Vid anläggningen renas tusentals liter avloppsvatten varje timme, förklarar Roger Engen, chef för vatten och avlopp i Modums kommun.

Avloppsvattnet passerar en rad reningsprocesser innan det renade vattnet släpps tillbaka till miljön. Målet är att avlägsna miljöskadliga ämnen och se till att vattnet som släpps ut är så rent som möjligt.

– För att klara det använder vi stora mängder kemikalier för att ta bort föroreningar som fosfor, förklarar Engen.

– Men hur mycket kemikalier behövs egentligen vid varje given tidpunkt? Det är en utmaning vi har arbetat med att lösa i flera år, och nu är vi redo att introducera lösningen för kommuner i hela Norge, säger Jon Egil Ek på Guard Automation.

Guard Automation är specialiserat på industriell automation och systemintegration och levererar system och tjänster kopplade till kritisk infrastruktur till nästan 40 % av Norges kommuner.

Jon Egil Ek, Guard Automation

Renare vatten med färre kemikalier

Enligt Ek påverkar faktorer som snösmältning, nederbörd och tid på dygnet kraftigt hur mycket kemikalier som behövs i reningen. En av de viktigaste variablerna är infiltration och inflöde (I&I), som inom norsk avloppshantering ofta kallas fremmedvann (tillskottsvatten).

– Vår nya lösning, Guard Treat Smart, bygger på en prediktiv modell som tar hänsyn till andelen tillskottsvatten som kommer in till ett reningsverk för att optimera kemikaliedoseringen. Vid kraftigt regn eller snösmältning ökar andelen tillskottsvatten, vilket sänker koncentrationen av föroreningar i det inkommande avloppsvattnet. Under de förhållandena behövs färre kemikalier, förklarar han.

Preliminära resultat från reningsverket Elvika i Modum visar att tekniken har förbättrat reningsresultatet samtidigt som kemikalieförbrukningen har minskat.

– Piloten har visat förbättrad reningseffektivitet över tid, tillsammans med en minskning av kemikalieförbrukningen på cirka 20 %. Vi förväntar oss ytterligare förbättringar i takt med att modellen fortsätter att lära sig av nya driftdata, säger Ek.

Roger Engen bekräftar de positiva resultaten.

– Den nya lösningen ger oss renare vatten med färre kemikalier. Den sparar också pengar, och tekniken har gjort anläggningen enklare att driva, säger han.

Hittills har kemikaliedoseringen till stor del varit en manuell process.

– Det har i grunden handlat om kvalificerade gissningar. Med ny teknik kan vi uppenbarligen göra det här mer exakt. Till exempel är reningsverket inte bemannat under helgerna, förklarar Engen.

Han tillägger att kommunen varje år lägger flera hundra tusen norska kronor på reningskemikalier.

Resultatet: Roger Engen vid avloppsreningsverket Elvika i Modum visar upp det rena vattnet som produceras i slutet av reningsprocessen.

Bättre underbyggda beslut

Utöver att optimera kemikaliedoseringen ger tekniken värdefulla insikter om avloppsvattnets sammansättning, pH-värden och den hydrauliska uppehållstiden i reningsverket.

– Kontinuerliga mätningar av andelen tillskottsvatten kan användas för att analysera förändringar i ledningsnätets skick över tid, utvärdera effekten av förbättringsåtgärder och, inte minst, ge underlag för beslut om investeringarna ska riktas mot utökad reningskapacitet eller upprustning av ledningsnätet, förklarar Ek.

Sammantaget ger de här insikterna ett starkare underlag för att säkerställa att avloppsreningsverken drivs i enlighet med gällande regelverk och prestandakrav.

Och det kan, inte minst, åstadkommas utan att installera ytterligare sensorer.

Omfattande utveckling genom virtuell testning

Guard Automation började utveckla lösningen i oktober 2021.

Utvecklingsarbetet bygger på empiriska data från ett brett urval av avloppsreningsverk i Norge. Avancerade dataanalyser gjordes för att identifiera sambanden mellan processvariabler i driften och yttre påverkan, bland annat meteorologiska, hydrologiska och demografiska data samt tid, plats och säsongsvariationer.

Utifrån de här analyserna utvecklade Guard en molnbaserad, adaptiv modell för driftoptimering.

– Virtuell testning har spelat en viktig roll för att utveckla och validera tekniken. Vi samlade in verkliga driftdata från tio olika avloppsreningsverk, vart och ett med sina egna förutsättningar, och körde tekniken i skuggläge, förklarar Ek.

Skuggläge innebär att modellen beräknar hur den hade styrt kemikaliedoseringen utan att faktiskt göra några ändringar i reningsprocessen.

– Det gjorde att vi kunde utvärdera modellens prestanda under verkliga driftförhållanden utan att störa driften av anläggningarna. Testerna gav värdefulla insikter och visade potentialen att minska kemikalieförbrukningen avsevärt, fortsätter han.

Ek tror att tekniken kan få stor betydelse för hur avloppsreningsverk drivs i hela Norge.

– Lösningen förenklar driften, sänker kostnaderna och minskar miljöpåverkan genom lägre kemikalieförbrukning och förbättrad reningseffektivitet. Den innebär en grundläggande förändring i hur avloppsreningsverk kan drivas i Norge, avslutar Jon Egil Ek på Guard Automation.