污水处理厂利用人工智能降低曝气能耗

BLU-X系统预测了操作曝气器的最佳设定点，使工厂能够减少26%的曝气能源使用，这是Xylem与客户合作，帮助他们实现大胆的新效率和促进可持续发展的有力例子。

Cuxhaven废水处理厂由德国西北部最大的废水处理公司之一EWE WASSER GmbH (EWE)运营，负责通过23个现代化废水净化工厂运输和净化废水。库克斯黑文工厂有能力为这个海滨小镇近40万居民净化废水。

优化能源使用，提高安全
在库克斯黑文，和大多数城市一样，抽水和处理过程是水循环中最大的能源消耗。通常，曝气占废水处理能源消耗的50%以上。这是由于机械曝气器、鼓风机和扩散器等能源密集型技术。

作为一个积极主动的污水处理运营商，EWE想要一个系统来优化与曝气相关的能源消耗，并通过更好的系统控制化学品使用来提高安全性。虽然EWE希望通过优化来降低运营成本，但所实施的控制系统也需要确保废水浓度在法定范围内。

在计算机环境中建模性能
2017年初，EWE与Xylem合作，将其决策智能方法应用于Cuxhaven污水处理厂。目的是通过在计算机环境中模拟Cuxhaven曝气过程的性能，更好地理解、控制和提高效率。此前Cuxhaven使用手动控制操作工厂系统传感器，缺乏优化策略。

EWE与Xylem合作开发并部署了BLU-X处理厂优化系统，该系统使用机器学习技术，根据工厂SCADA系统的数据创建碳、氮和磷消除过程的模型。BLU-X提供了整个工厂的实时数字双胞胎，以便每个过程都能获得最佳的曝气和化学输入，以匹配所需的化学和生物需氧量。

由于EWE没有在线传感器来实时测量进水浓度，因此开发了几个“虚拟传感器”来计算进水的碳、氮和磷负荷的估计值。在没有传统传感器数据的情况下，这些虚拟传感器帮助EWE准确估计进水浓度，并以最有效的方式操作曝气过程，同时满足监管要求。

2017年8月，经过几个月的人工操作，Xylem激活BLU-X来预测和计算运行五个并行生物处理池曝气器的最佳设定点。

节省下来的能源足够64个家庭使用一年
2017年底，Xylem与EWE合作，将第一阶段的优化结果与Cuxhaven工厂之前的人工操作数据进行了比较，后者为模型提供了数据。衡量成功与否的一个关键参数是消除一公斤负载所需的特定能量。大多数处理厂不做这样的计算，这可能会导致不必要的能源使用波动。电站的优化运行大大降低了这些波动，并防止了能源消耗的情景峰值。

自从实施BLU-X处理厂优化以来，Cuxhaven处理厂的曝气能源使用量减少了26%，相当于每年110万千瓦时——足够为64个家庭供电一年。此外，所有工厂的废水浓度继续保持合规。

卓越性能的数字化解决方案
BLU-X处理厂优化只是Xylem致力于帮助水务公司在服务社区时实现卓越性能的一个例子。Xylem的数字解决方案可以帮助公用事业公司改善现金流和服务的可承受性，确保合规性和运营绩效，并提高系统的弹性和可持续性。