Digitaalinen kaksonen auttaa tasapainottamaan jätevedenpuhdistuksen hiilitasetta
Aallon tutkijat kehittävät DIGICARBA-hankkeessa automatisoituihin, jatkuvatoimisiin prosessisimulaatioihin perustuvan työkalun jätevesilaitosten ennakoivan käytön tueksi. Työkalu sisältää jätevesipuhdistamon prosessimallin, joka on jatkuvassa tietoyhteydessä Helsingissä toimivaan laitokseen.
Energiankulutuksen ja kasvihuonekaasupäästöjen vähentäminen on tiukentuvan lainsäädännön myötä nousemassa yhdeksi jätevesilaitosten tärkeimmistä tavoitteista. Typen poistamiseen käytettävä biologinen ilmastusprosessi kuluttaa erityisen paljon energiaa, ja vaaditaan kokonaisvaltaisia toimenpiteitä, jotta voidaan vähentää prosessista vapautuvan voimakkaan kasvihuonekaasun, typpioksiduulin muodostumista. Jäteveden puhdistusprosessi täyttää nykyiset Euroopan komission asettamat vaatimukset, mutta energiankulutuksen ja kasvihuonekaasupäästöjen vähentäminen tulee vaatimaan vesilaitoksilta uusia tekniikoita ja lähestymistapoja.
Aalto-yliopiston vesi- ja ympäristötekniikan tutkijat ovat tutkineet kasvihuonekaasupäästöjen keskittymiä ja prosessinohjausta jätevedenpuhdistamoilla yhteistyössä Helsingin seudun ympäristöpalveluiden (HSY) kanssa. Vuonna 2023 yhteistyön pohjalta aloitettiin uusi hanke, DIGICARBA, jossa kehitetään digitaalista työkalua auttamaan jätevedenpuhdistamoiden työntekijöitä laitoksen prosessien ohjaamisessa ja optimoinnissa.
”Kehittämämme työkaluun kuuluva jätevedenpuhdistamon prosessimalli tuottaa ennakoivia simulaatioita Helsingin jätevesilaitoksen ja uuden ohjelmistotyökalun välisen jatkuvatoimisen tietoyhteyden avulla. Työkalun avulla laitoksen henkilökunta voi vertailla erilaisten puhdistusprosessien ajotapamuutosten vaikutuksia ja siten valita sopivimman vaihtoehdon hiilijalanjäljen, energiankulutuksen ja vesistöpäästöjen laadun perusteella. Työkalua voidaan käyttää myös uusien työntekijöiden perehdyttämiseen”, kertoo hankkeessa työskentelevä jatko-opiskelija Ksenija Golovko.
Digitaaliselle työkalulle voisi olla kysyntää ympäri maailman, sillä prosessien optimoinnista tulee lähitulevaisuudessa ajankohtaista monissa vedenpuhdistuslaitoksissa. Tästä syystä sovelluksen jatkokehitykseen sisältyy myös markkinatutkimus.
Business Finland rahoittaa DIGICARBA-hanketta osana Decarbonized Cities -ohjelmaa vuoden 2025 loppuun asti. Projektin yhteistyökumppaneita ovat Helsingin seudun ympäristöpalvelut HSY, FCG Finnish Consulting Group Oy, Valmet Oyj, Brighthouse Intelligence Oy ja Mittausguru Oy.
”Suomessa on jätevedenpuhdistuksen eri osa-alueiden vankkaa osaamista, jota tässä hankkeessa yhdistetään samaan pakettiin digitaalisen kaksosen kehitystyössä. Samalla ollaan globaalisti eturintamassa vastaamassa ilmastohaasteisiin tuottamalla uutta tietoa laitoksen käyttäjille jokapäiväisen operoinnin ja päätöksenteon tueksi. FCG tuo hankkeen ohjausryhmään muun muassa jätevesilaitosten puhdistusprosesseihin, mallinnukseen ja prosessinohjaukseen liittyvää asiantuntemusta”, sanoo FCG:n puolelta hankkeessa mukana oleva projektipäällikkö, Aalto-yliopiston työelämäprofessori Henri Haimi.
Lisätietoja hankkeesta Aalto-yliopiston puolelta antaa tohtoritutkija Ksenija Golovko, p. +358 44 240 5541, e. ksenija.golovko@aalto.fi.
