Om projektet

Bakgrund
Under mer är 40 års tid har forskning och utveckling pågått för att utveckla processmodeller för avloppsreningsverk (ARV). Idag finns väl etablerade delmodeller för såväl de fysikaliska processerna (fällning, sedimentering, filtrering, etc.) som de biologiska processerna (aktiv slam, anaerob rötning etc.).

I Sverige är det dock fortfarande enbart ett fåtal svenska ARV som använder datorbaserade modeller. Utvecklingen och användningen av modeller i Sverige drivs främst av akademiska intressen, medan det utomlands (främst i Nordamerika) ser annorlunda ut. Där drivs både användning och utveckling av modellering i större utsträckning av användarna (ARV och konsulter). Under den senaste tiden har dock ett begynnande intresse för processmodellering noterats bland personal på ARV samt på konsultsidan även i Sverige.

Användandet av dynamiska modeller möjliggör:

Scenarioanalyser och utvärdering inför stora investeringar
Optimeringsmöjligheter, genom att simulera olika styr- och reglerstrategier
Utvärdering av kapacitet och prestanda
Simulering av ny driftsättning och uppstartsförsök innan verklig implementering
Ökad kunskap om själva reningsprocesserna

Till följd av den växande befolkningen i urbana miljöer, striktare utsläppskrav och klimatförändringar står Sveriges ARV inför stora omställningar, vilket förväntas medföra stora investeringskostnader. Enligt Svenskt Vattens rapport Investeringsbehov och framtida kostnader för kommunalt vatten och avlopp väntas det årliga investeringsbehovet vid svenska ARV i dagsläget vara ca 2,0 – 2,1 miljarder SEK/år och sedan öka till ca 2,5 – 2,9 miljarder SEK/år de närmsta 30 åren.

Användning av modellering vid design av ny-, om- eller tillbyggnationer ökar träffsäkerheten i dimensionering vilket möjliggör att kostsamma över-/eller underinvesteringar kan undvikas. I optimeringsprojekt kan prestandaförbättringar identifieras som medför att kapacitetshöjande investeringar kan skjutas upp eller helt och hållet undvikas. Avancerade styr- och reglerstrategier kan testas för att identifiera betydande besparingar i energiförbrukning och övriga resurser. Sammantaget är potentialen för besparingar inom både investerings- och driftkostnader mycket stor, men en ökad kunskapsspridning är ett viktigt steg på vägen för att besegra barriärerna för praktisk tillämpning av modellering av ARV i Sverige.

Dynamiska processmodeller är idag det mest detaljerade verktyg som finns för att utvärdera ARV. Idag finns 5 till 10 olika programvaror (så kallade simuleringsplattformar) av olika typ tillgängliga. Skillnaderna dem emellan är relativt stor; några är gratis att ladda ner medan andra kostar pengar men erbjuder uppdateringar, support etc.; vissa har användarvänliga grafiska gränssnitt medan andra kräver programmeringskunskaper; några har sluten modellkod medan andra går att skriva om efter egna behov. Valet av programvara är viktigt då man bygger in sig i en plattform och för att göra rätt val utifrån variationerna som indikerats ovan kan vägledning behövas.

Mål och syfte
Syftet med det här projektet är att sprida kunskap i Sverige om modellering som verktyg för ARV och lyfta fram kompetensen på en bredare front. Målet med det här projektet är att höja kunskapsnivån om nyttan med modellering på svenska ARV genom att lyfta fram befintlig kunskap, visa på goda exempel och sprida kunskapen kring praktisk användning av modellering, innefattande:

beskrivning av huvudsakliga användningsområden utifrån tillämplighet, nytta och omfattning,
övergripande beskrivning och råd vid framtagande och användning av modeller,
tillgängliga delmodeller,
genomgång av programvaror (simuleringsplattformar) och,
tre goda exempel på hur modellering har använts i Sverige.

Projektet riktar in sig mot kunskapsspridning för två målgrupper:

Målgrupp 1: Användare, i form av processingenjörer och driftpersonal vid ARV samt konsulter, där en ökad förståelse för modellernas uppbyggnad och tillämpningsområden kan stimulera en lägre tröskel för användning,

Målgrupp 2: Beslutsfattare vid ARV, där en ökad förståelse för tillämpningsområden och ekonomiska fördelar stimulerar en ökad vilja att bevilja projekt som involverar modellering.

Mer information om projektet finns att hitta via Svenskt Vatten Utveckling.