Forskningssjef Harsha Ratnaweera ved Norsk Institutt for Vannforskning (Niva) har i mange år forsket på drift av vann- og avløpsrenseanlegg.
Han sier at fuzzy logic controllers (FLC) tidlig viste seg å kunne ta hånd om mange av de vanskelige tilfellene. Sammenliknet med PLS (programmerbar logisk styring) er det lettere for operatørene å bruke et kontrollsystem som "tenker selv", slik en FLC gjør.
Behovet for et program som "tenker selv" skyldes til dels store variasjoner i tilstrømningen av avløpsvann i renseanlegget.
- De fleste avløpsanlegg av mellomstørrelse er dimensjonert for en middels stor tilstrømning av vann, noe annet ville bli uforholdsmessig kostbart, sier Ratnaweera.
Øker vanntilstrømningen drastisk, oppstår økt behov for tilsetting av kjemikalier og behov for overløp. Men hva skal gå i overløp og hva må renses for at anlegget skal leve opp til utslippskravene?
Denne problemstillingen førte til at Niva prøvde nye metoder ved Tønsbergfjordens Avløpsanlegg, forsøk som var basert på et samarbeid med bl.a. elektronikkselskapet Omron, når det gjaldt bruken av FLC. Siden flyttet Omrons FLC-ekspert til utlandet, og Niva gikk over til å samarbeide med ABB, der PLS-tenking var dominerende.
Sanntidsstyring
Ratnaweera har sammen med andre spesialister fra Niva undersøkt kombinasjonen særlig høy vanntilførsel og store endringer i forurensningsinnholdet. Deres rapport konkluderte at sanntidsstyrt koagulering av avløpsvann i renseanlegg er en effektiv teknikk, også ved ekstrem vanntilførsel under flom, sterkt, vedvarende regn og særlig rask snøsmelting.
Aktiv kontroll av tilstrømningen i oppsamlingsledningene og i avløpssystemet bør kunne gi en mer effektiv totalutnyttelse. Erfaringene ved omfattende forsøk bl.a. ved anlegget i Tønsberg, viser at en slik totalstyring gir stabil strømning og høy renseeffektivitet.
Den utbredte mangelen på sanntidsstyring i norske renseanlegg vil i de fleste tilfeller bety at anleggene ikke arbeider optimalt: - Tids- eller strømningsproporsjonal dosering av koagulanten er, sammen med settepunkter for pH, den vanligste metoden. Men fordi en god koagulering også er avhengig av en rekke andre faktorer, blir den sjelden særlig effektivt uten sanntidsstyring, sier Ratnaweera, som i 1991 tok sin doktorgrad ved NTNU nettopp basert på studier av slike system.
Redusert forbruk
Ved bruk av statistisk analyse av innsamlede og arkiverte data kan man ifølge Ratnaweera sette opp erfaringsbaserte modeller som forutsier doseringen, basert på målte verdier for inn- og utstrømning av vann i anlegget.
- De forsøk vi har foretatt ved to mellomstore renseanlegg, viste at man i forsøksperioden kunne redusere forbruket av koagulant med åtte prosent. Vi laget dessuten modeller basert på proporsjonal allokering av koagulant for partikkelfjerning, fosfatkontroll og for å ta hånd om den inerte fraksjonen av avløpsvannet. Denne dynamiske modellen integrerte vi med programvare for prosessimulering. I og med at det nå kan leveres rimelige og robuste online-instrumenter og modelleringsfasiliteter, så tror jeg nok at bruken av god simulering for en mer kostnads- og rensingseffektiv drift av avløpsanlegg har rykket nærmere, sier Harsha Ratnaweera.
