Associer le traitement automatisé des données, la modélisation des processus et le contrôle en temps réel, pour optimiser l'efficacité de la STEP.

Mettre en œuvre des stratégies efficaces pour optimiser la consommation d'énergie, les ressources et les coûts des stations de traitement des eaux usées nécessite des outils intégrés pour gérer de grandes quantités de données et prédire la réponse de la station dans des conditions dynamiques. Dans le cadre d'un plan de numérisation stratégique, le services des eaux Gruppo CAP (Italie) a mis en œuvre TwinPlant, le jumeau numérique proposé par DHI, pour la STEP de Bresso-Niguarda. En associant les données en temps réel et la modélisation avancée des processus, Gruppo CAP peut maintenant évaluer en continu les performances de la STEP et identifier rapidement les stratégies opérationnelles pour améliorer l’efficacité de la station.

Défi

Gruppo CAP a fixé des objectifs ambitieux pour cette STEP, où la qualité des effluents doit être couplée à l'efficacité énergétique, à la récupération et à la réutilisation de ressources précieuses. Pour atteindre ces objectifs, il faut des solutions qui soutiennent les opérations quotidiennes et à long terme des stations, rendues possibles grâce aux progrès récents de la numérisation. Bien que les capteurs en ligne puissent évaluer la STEP en temps réel, ils peuvent créer des flux de données volumineux et potentiellement non-vérifiés qui affectent une prise de décision rapide et efficace. En outre, les opérateurs ont besoin d'outils fiables qui leur permettent d'évaluer virtuellement l'impact des choix opérationnels (modification des paramètres de contrôle, réorganisation future) et d'identifier des stratégies qui amélioreront l'efficacité de ces stations.

Solution

Pour relever ces défis, DHI et Gruppo CAP ont coopéré pour la mise en œuvre de TwinPlant (jumeau numérique) pour la STEP de Bresso-Niguarda. Le jumeau numérique est une réplique virtuelle de la station et fournit un outil d'aide à la décision opérationnelle en intégrant des capteurs en ligne et des représentations des process. La solution regroupe les éléments suivants :

• Une plateforme MIKE OPERATIONS pour collecter, stocker et valider des données de capteur en ligne à partir du système SCADA
• Un modèle WEST à l'échelle de la station, qui comprend une description réaliste des processus de traitement et des stratégies de contrôle, ainsi qu'une estimation de l'équilibre énergétique
• Un tableau de bord graphique permettant d'accéder aux mesures en ligne et aux résultats de simulation, et de comparer les stratégies opérationnelles grâce à des indicateurs de performance clés personnalisés (KPI)

Par une procédure automatisée préprogrammée, le jumeau numérique obtient des données en ligne à partir de SCADA et prédit la performance de la station en temps réel et pour les prochaines 24 heures dans les conditions opérationnelles et les conditions limites actuelles. Avec ces prédictions de référence, les utilisateurs (opérateurs, ingénieurs process) peuvent évaluer d'autres conditions limites (p. ex. la charge de l'influent) et tester des stratégies opérationnelles dans un environnement virtuel. La solution permet aux opérateurs d'identifier les paramètres opérationnels optimaux dans les sections clés de la station (points d'aération, recirculation des boues, dosage chimique, chargement de digesteurs anaérobiques, utilisation du biogaz pour la récupération de l’énergie sur place) en réponse à l’évolution des conditions et/ou pour assurer une meilleure efficacité de la station.