Konsorcium expertů, které zahrnuje technologické integrátory a akademickou sféru, představuje nové inovativní řešení pro čistírny odpadních vod (ČOV) – inteligentní algoritmus nazvaný WaterScan Toolbox.

Tento software slouží k predikci nátoku na ČOV, kde neuronová síť vypočítává kvalitu odpadní vody a na základě vypočítaných hodnot navrhuje obsluze přijetí provozních opatření.  Čistírny odpadních vod se v současnosti potýkají s celou řadou výzev, jako je navyšování kapacity nebo přísnější limity, které vedou ke značnému nárůstu provozních nákladů. Kromě toho infrastruktura čistíren stárne; i to s sebou nese poptávku po nových spolehlivých technologiích, jež zajistí stabilní kvalitu odtoku z čistíren odpadních vod.

Projektový tým, který spolupracuje na řešení s využitím umělé inteligence k predikci průtoků odpadních vod a souvisejících provozních opatření, se skládá ze společností VDT Technology a.s., Vysoké školy chemicko-technologické v Praze (VŠCHT Praha), Českého vysokého učení technického (ČVUT), Technologické agentury ČR (TA ČR) a provozovatele pražské vodohospodářské infrastruktury PVK a.s.

Řešení využívá technologie cloud computingu a strojového učení založeného na hloubkové analýze dat o odpadních vodách, kvalitativních a kvantitativních údajů, opakujících se událostí, předpovědí srážek a chování měst (dny v týdnu, hodiny ze dne). Neuronová síť je schopná na několik hodin předpovídat úroveň přicházejícího znečištění a zatížení čistíren odpadních vod (ČOV) s přihlédnutím k opakujícím se i jednorázovým faktorům. Zpracování obrovského množství dat a generování přesných informací umožní lepší rozhodování a plánování, což v konečném důsledku povede ke zlepšení kvality odtoku z čistíren odpadních vod.  S sebou to přináší úsporu značných provozních nákladů, jak v materiální, tak v energetické oblasti. Až do nedávna se riziko znečištění často řešilo předimenzováním technologických prvků, což způsobuje zbytečné náklady v porovnání s reálnou potřebou.

WaterScan Toolbox predikuje koncentraci chemické spotřeby kyslíku vody CHSK, a průtoku, a tedy hmotnostního toku. Jedná se o jedno z nejdůležitějších kritérií znečištění vody, které podává informace především o koncentraci veškerých organických látek. Chemická spotřeba kyslíku je definována jako množství kyslíku ekvivalentní spotřebě použitého oxidačního činidla. Aplikace poté na základě těchto predikcí generuje výstrahy pro různé typy překročení a poskytuje databázi scénářů událostí na základě předpokládaného zatížení. Tato hlášení umožňují provozovateli přijmout účinná provozní opatření, která připraví provoz ČOV na očekávaný stav a vedou ke zvýšení efektivity čistírenského provozu. Aplikace umožňuje uživatelům prohlížet data buď pouze pro jednu čistírnu odpadních vod, nebo pro desítky jednotlivých lokalit najednou a zpřístupňuje historická data o událostech, které se staly za posledních 360 dní. Vše je přístupné prostřednictvím intuitivního a uživatelsky přívětivého rozhraní.

„Cloud computing a technologie strojového učení v oblasti čištění odpadních vod mají obrovský potenciál pro zlepšení životního prostředí,“ zdůrazňuje Lukáš Chalupa ze společnosti VDT Technology. „Náš nový softwarový nástroj Water Scan Toolbox umožňuje v čistírnách odpadních vod provádět preventivní zásahy a zlepšit účinnost čisticího procesu na základě unikátních znalostí o kvalitě a množství odpadních vod podle předem definovaných provozních scénářů.“

„Díky moderním analytickým metodám můžeme sledovat kvalitu a množství odpadních vod, které lze zpracovat do cenných informací. Sledováním dlouhodobých datových sad můžeme získat cenné informace o vývoji klíčových ukazatelů přítoku a odtoku z čistíren odpadních vod,“ uvedl Petr Sýkora z PVK a.s. a dodal: „Tlak na dodržování přísných emisních limitů je stále větší a s tím souvisí poptávka po nových spolehlivých technologiích, které zajistí stabilní kvalitu odtoku z čistíren odpadních vod, i při nepříznivých provozních událostech, jako jsou přívalové deště nebo extrémní sucho.“

Toto nové řešení na principu pokročilého zpracování dat z IoT sítě na cloudové platformě MindSphere, bylo zvoleno zejména z důvodů vysokých standardů zabezpečení, protože vodohospodářská infrastruktura se řadí mezi tzv. „kritické“. MindSpehere navíc přináší do poměrně konzervativního oboru správy vodohospodářské infrastruktury měst a obcí poslední poznatky z oboru informačních technologií.

VDT Technology a.s. jako systémový integrátor nabízí komplexní řešení pro inteligentní systémy monitoringu, řízení a správy dat. V prostředí IoT platforem připravuje pokročilé expertní funkcionality, jakými jsou simulace, predikce a digitální modelování. Více na www.vdttechnology.com.

Odkaz na TZ VŠCHT: https://www.vscht.cz/popularizace/media/tiskove-zpravy/2023/nova-aplikace-ochrani-vodni-toky-pred-znecistenim

VDT Technology, ilustrační foto (výpusť z ÚČOV v Praze) Naše voda – Nina Havlová