MALLIT VESIJÄRJESTELMIEN TUTKIMUKSESSA

Samankaltaiset tiedostot
PROSESSIMALLINNUKSEN HYÖDYNTÄMINEN KAKOLANMÄEN JÄTEVEDENPUHDISTAMON PROSESSIAJOSSA

RAMBOLL WATER TEKOÄLYN HYÖDYNTÄMINEN JÄTEVEDENPUHDISTAMON OPEROINNISSA

Parametristen mallien identifiointiprosessi

Kosteikkojen jatkuvatoiminen vedenlaadun seuranta, tuloksia kosteikkojen toimivuudesta Marjo Tarvainen, asiantuntija, FT Pyhäjärvi-instituutti

JÄTEVEDENPUHDISTAMOIDEN PURKUVESISTÖT JA VESISTÖTARKKAILUT

Parametristen mallien identifiointiprosessi

Mat Systeemien identifiointi, aihepiirit 1/4

Jätevesiprosessien monitoroinnin ja ohjauksen tulevaisuus

TIES483 Epälineaarinen optimointi

Orgaanisten epäpuhtauksien määrittäminen jauhemaisista näytteistä. FT Satu Ikonen, Teknologiakeskus KETEK Oy Analytiikkapäivät 2012, Kokkola

Taskilan MBR-yksikkö kokemuksia ja tuloksia

JÄTEVEDENPUHDISTAMOJEN EDELLÄKÄVIJÄ METSÄ-SAIRILAAN

HUITTISTEN PUHDISTAMO OY RAVINTEIDEN POISTON OPTIMOINTI HUITTISTEN KESKUSPUHDISTAMOLLA LOUNAIS-SUOMEN VESIHUOLTOPÄIVÄ RAUMA

Vesihuoltolaitos ympäristön suojelijana uusien haasteiden edessä

FOSFORINPOISTON KEHITTYMINEN


Lentotuhkan hyödyntämisen mahdollisuudet metsäteollisuuden jätevesien käsittelyssä

Nummelan hulevesikosteikon puhdistusteho

Jäteveden denitrifikaation lisääminen ja vesistöhaittojen vähentäminen sedimenttidiffuusorin avulla

Rinnakkaissaostuksesta biologiseen fosforinpoistoon

Käyttökokemuksia vedenlaatumittareista ja aineistojen käsittelystä

Jatkuvatoiminen monitorointi vs. vuosittainen näytteenotto

TIES483 Epälineaarinen optimointi. Syksy 2012

Optimoinnin mahdollisuudet tilaus- ja toimitusketjujen hallinnassa. Helsinki, Olli Bräysy

Projektisuunnitelma Korrelaatioiden ja varianssin estimointi kiinteistöportfolion tuotolle

Rantamo-Seittelin kosteikon vedenlaadun seuranta

VEDENLAADUN SEURANTA JA RAVINNEVALUMIEN EHKÄISY

Kunnallisten jätevesilaitosten ja julkisen sektorin rooli yritysten kansainvälistymisessä

Pohjavesimallinnus osana vesivarojen hallintaa ja pohjaveden oton suunnittelua

Identifiointiprosessi

22,8 16,4 8,6 8,1 6,9 9,1 0,0 71,9 10,5 14,4 10,8 13,6 9,8 18,9 0,0 78,0 8,9 31,6 15,9 25,6 7,0 13,2 0,0 102,2

Tekes BioRefine and Water: Water Innovations and Business Eväitä jatkoon Smart Water alueella Marina Congress Center Katri Mehtonen

RAVITA TM. Fosforin ja Typen talteenottoa jätevesistä

Ilmastuksen energiankulutuksen ja typenpoiston optimointi Turun Kakolanmäen jätevedenpuhdistamolla

Tutkimusraportti - tulokset

Veden stabiilit isotoopit vedenhankinnan ja viemäriverkoston analysointityökaluna

Vedenlaadun seurannat murroksessa. Työkaluja laadukkaaseen mittaustulokseen

Kuolevuusseminaari

Projektisuunnitelma: Jokisysteemin vesivoimatuotannon simulointi

Kiertotaloudella kilpailukykyistä kalankasvatusta

JATKUVATOIMISET MITTAUKSET VEDENLAADUN MALLINNUKSEN APUNA

Talousvesien mikrobiologisten riskien tunnistaminen ja hallinta (Polaris-projekti)

TIES592 Monitavoiteoptimointi ja teollisten prosessien hallinta. Yliassistentti Jussi Hakanen syksy 2010

KORPI Bioenergiakorjuun ekologiset vesistövaikutukset

Tanska käskyttäminen hyväksyttyä ympäristöasioissa

Sähköinen vuodontarkkailu. Suomen ympäristökeskus , Perttu Juntunen

Urea(AdBlue) ja työkoneet logistiikan haasteet

Kaivosvesien puhdistukseen ratkaisuja metsäteollisuudesta

Tieverkon kunnon stokastinen ennustemalli ja sen soveltaminen riskienhallintaan

Customer Intelligence ja Big Data. Digile D2I Kimmo Valtonen

Toimiva maaperän mikrobisto

Varsinais-Suomen suurten jokien nykyinen tila ja siihen vaikuttavat tekijät

Sisältö. Työn lähtökohta ja tavoitteet Lyhyt kertaus prosessista Käytetyt menetelmät Työn kulku Tulokset Ongelmat ja jatkokehitys

VEDENJAKELU- JA VIEMÄRIVERKOSTON ENERGIATEHOKKUUS MALLINTAMALLA Energiatehokas vesihuoltolaitos 4/2018

Mat Systeemien identifiointi

Ilmanlaadun älykäs mallintaminen kaupunkiympäristössä. Lasse Johansson

Ennakoiva analytiikka liiketoiminnassa

Built Environment Process Reengineering (PRE)

Näiden aihekokonaisuuksien opetussuunnitelmat ovat luvussa 8.

Viemäröinti ja jätevedenpuhdistus Anna Mikola TkT D Sc (Tech)

TUTKIMUSDATAN KUVAILU. Kuvailun tiedotuspäivä Tieteenala-asiantuntija, FT Katja Fält

Logistiikkajärjestelmien mallintaminen - käytännön sovelluksia

Metsikkötason optimointi metsäsuunnittelussa, esimerkkinä SMA

JÄRVI-SAIMAAN PALVELUT OY:N JA RANTASALMEN KUNNAN VÄLINEN SOPIMUS VESI- JA VIEMÄRILAITOSTEN YLLÄPIDOSTA VUONNA 2015

MIKKELIN VESILAITOS YLEISTÄ. Reijo Turkki. Alueellinen vesihuoltopäivä

FMI-ENFUSER ilmanlaatumallin kehitystyö INKA-projektissa. Lasse Johansson

MBR-OPAS PROSESSIEN HANKINTAAN, MITOITUKSEEN JA KÄYTÖN OPTIMOINTIIN

Kiitos Vihdin Vedelle!

Kehittyvien satelliittiaineistojen mahdollisuudet

Kuparin korroosionopeuden mittaaminen kaasufaasissa loppusijoituksen alkuvaiheessa

HSY:n aktiivihiilipilotoinnit EPIC teknologiaseminaari , LUT

Ilmastoon reagoivat metsän kasvun mallit: Esimerkkejä Suomesta ja Euroopasta

Sulfidisavien tutkiminen

Suomen vesistöjen tummuminen. Antti Räike Suomen ympäristökeskus Merikeskus

Sateen riskiennusteen hyödyntäminen Viikinmäen jätevedenpuhdistamon tulovirtaaman ennustamisessa

Valumavesien ravinnepitoisuuksien seuranta eloperäisillä mailla

BOREAL BIOREF OY KEMIJÄRVEN BIOJALOSTAMON YMPÄRISTÖVAIKUTUSTEN ARVIOINTISELOSTUS LIITE 7

HINKU kuntien kevätseminaari Kimmo Jarva, Kaupunginjohtaja

Rakoverkkomallinnus. Laine & Markovaara-Koivisto KYT2018 seminaari : Kallioperän rikkonaisuuden mallinnus Suomessa

Pienpuhdistamoiden valvontatarkkailu Nurmijärvellä

Seurantalaskimen simulointi- ja suorituskykymallien vertailu (valmiin työn esittely) Joona Karjalainen

TIES592 Monitavoiteoptimointi ja teollisten prosessien hallinta. Yliassistentti Jussi Hakanen syksy 2010

Vihdin pintavesiseurantaohjelma vuosille

CBRNE-aineiden havaitseminen neutroniherätteen avulla

Kon Simuloinnin Rakentaminen Janne Ojala

Suomen vesistöjen tummuminen. Antti Räike Suomen ympäristökeskus Merikeskus

Jäteveden ravinteet ja kiintoaine kiertoon viirasuodattimella. Asst.Prof. (tenure track) Marika Kokko

Puhdistustulos täytti tarkkailukerralla ympäristöluvan vaatimukset (vaatimukset täytettävä vuosikeskiarvona laskettuna). Nitrifikaatio oli voimakasta.

Verkostojen kuntotutkimusopas, taustaa

Mittaukset ja säätö pintavesiprosessien hallinnassa

TIES592 Monitavoiteoptimointi ja teollisten prosessien hallinta. Yliassistentti Jussi Hakanen syksy 2010

LAPPEENRANNAN JÄTEVESIRATKAISU. Hyväristönmäen uuden jätevedenpuhdistamon ja siirtolinjan toteutus. HYVÄ-hanke

SIMO-pilotointi Metsähallituksessa. SIMO-seminaari

KERTARAPORTTI

Hulevesien laadun hallinta

Pirkanmaan keskuspuhdistamohankkeen

KERTARAPORTTI

Optiset vedenlaadun kenttämittaukset

Kiekkosuodatuksen koeajot Viikinmäen jätevedenpuhdistamolla

Maatalouden ravinnehuuhtoumien mallintamisen luotettavuus

Transkriptio:

MALLIT VESIJÄRJESTELMIEN TUTKIMUKSESSA Hannu Poutiainen, FT PUHDAS VESI JA YMPÄRISTÖ TUTKIMUSAVAUKSIA MAMKISSA Mikpoli 8.12.2016

Mitä mallit ovat? Malli on arvioitu kuvaus todellisuudesta joka on rakennettu tietokoneelle. Simulointi on mallin käyttämistä tietyn todelliseen järjestelmän (esim. puhdistamo) toiminnan ymmärtämiseksi ja ennustamiseksi eri tilanteissa.

Hannu Poutiainen C18H19O9N + NO3 + H+ + NH4 --> C5H7O2N + CO2 + H2O + N2 (Nitrifioivat bakteerit) C18H19O9N + O2 (+ H+) + NH4 --> C5H7O2N + CO2 + H2O NH4 + CO2 + O2 + --> C5H7O2N + NO3 + H2O + ( ASM3 reaktiot ) H+

Tyypilliset käyttötavat globaalisti. n 6000 henkilöä tekee kokoaikaisesti vesijärjestelmien mallintamista Uusien käsittely menetelmien kehittäminen Olemassaolevien laitosten käyttö ja optimointi Laajennuksen suunnittelu ja vaihtoehtotarkastelu Kaikissa isommissa suunnittelutoimistoissa käytettään malleja tarvittaessa Lainmukaisuuden arviointi (uusi ymp.lupa) Prosessin säädön kehittäminen Opetus (yleisesti ja Käyttöhenkilöstö) 4

Deterministiset puhdistamomallit International Water Association on kehittänyt jätevedenpuhdistuksen mallinnusta useissa (EU) projekteissa tuloksena malliperhe jolla laaja kansainvälinen hyväksyntä Activated Sludge Model 1 (ASM1, Henze et al., 1987) ja sen variantit (ASM2, ASM2d, ASM3) Kuvaavat orgaanisen hiilen ja typen poistoa std aktiivilieteprosessissa, ASM3 myös biologista fosforinpoistoa Voidaan hyödyntää paikallisessa prosessin tai sen yksittäisten vaiheiden optimoinnissa

Tavoitteena on etsiä ja kehittää ratkaisuja ja toimintatapoja joilla vesijärjestelmistä saadaan hallittuja ja optimoituja. Entistä paremmat edellytykset mallintamiselle koska dataa on enemmän ja helpommin saatavissa (on-line mittarit) Determinististen mallien lisäksi myös data-pohjaisia malleja on kokeiltu (sekä lineaariset että epälineaariset mallit) (Poutiainen ym. 2010: Use of sewer on-line total solids data in wastewater treatment plant modelling) Teurastamon kiintoainepiikit korreloivat effluentin kokonaistypen kanssa. Viipymä 7 km linjassa n 2 päivää (datalla analysoitu) Neuroverkkomalli ennusti effluentin kiintoainepitoisuutta hieman paremmin kun lineaarinen monimuuttujamalli

Mallien peruskäyttö on toistaiseksi kuitenkin ASM malleihin perustuvaa.

Esimerkkejä: Tavoitteet JVP-prosessissa jatk. Tulevan jätevirran ennustaminen ja prosessin ennakoiva säätö tähän perustuen Puhdistusprosessin häiriöiden havaitseminen Häiriöiden ennaltaehkäisy Puhdistetun veden laadun ennustaminen Prosessin tilan (ei mittausparametrien) "visualisointi" esim SOM kartat. "Vaikeiden" mitattavien suureiden soft- sensoring, eli epäsuora mittaus muiden parametrien avulla

Mallintamisen laadun kehittäminen Aiemmin mallintaminen on ollut tutkimuspainotteista, Nyt ollaan entistä enemmän siirtymässä mallien jokapäiväiseen hyödyntämiseen (vrt ilmastotutkimus sääennusteet), niin että mallintamisen prosessi hoituu ainakin osin samalla tavoin. Puhdistamon prosessimallin rakentamiselle on luotu standardi prosessi joka takaa aiempaa paremmin että malli on laadukas ja kulloiseenkin käyttötarkoitukseen sopiva. Tähän sisältyy mm. tulosten validointi, jolloin mallin antamaa tietoa uskalletaan käyttää paremmin investointien pohjana, ja tulevaisuudessa myös prosessin säätämiseen. Erityisesti painotetaan kommunikaatiota tilaajan kanssa että tulema ja odotukset vastaavat toisiaan.

Mallin rakentaminen: Kenkäveronniemen puhdistamon malli

Kalibrointi ja validointi Tarkkuus +/- 15 % OK Seuraavat vaiheet puhdistamon toiminnan tutkiminen ääriolosuhteissa MBR yksikön lisääminen ja tämän uuden prosessin toiminnan tutkiminen

Puhdistamo on vain yksi osa veden kiertokulkua Mamkilla on mahdollisuudet toimia laaja-alaisesti hankkeissa vesi-alueella, ja tätä tukevat ohjelmistotyökalut. Pohjaveden ja pintavesien kiertokulun mallintaminen Jokien ja järvien virtaaman ja vedenlaadun mallintaminen Tulvimisen tutkimus Vedenjakeluverkoston riskien hallinta

Kiitos!