Underhåll och feldetektion av givare på reningsverk Oscar Samuelsson, 2014-11-27
Överblick IVL Svenska Miljöinstitutet och processoptimering Drivkrafter för feldetektion på reningsverk Givare på reningsverk - överblick Utmaningar för att kvalitetssäkra mätdata, feldetektion Exempel från pågående forskning, feldetektion - konditionsbaserat underhåll.
Från vetenskap till verklighet
Projektpartners VA-kluster Mälardalen
Drivkrafter för feldetektion på sensorer Kvalitetssäkring av mätdata som används för uppföljning. Krav och kostnadsstyrd verksamhet. Konditionsbaserat givarunderhåll. Ny mätteknik (och många givare) möjliggör förbättrad av processtyrning och övervakning. Mindre marginaler samt kortare tidsintervall på krav.
Ammoniumkväve (mg/(l) Drivkrafter för feldetektion på sensorer 18 Utgående halt ammoniumkväve 16 14 12 10 8 6 4 Månadsmedelvärde 2 Årsmedelvärde 0 12-10-08 12-11-27 13-01-16 13-03-07 13-04-26 13-06-15 13-08-04 13-09-23 13-11-12 14-01-01 Tid (Datum)
Sensorer på reningsverk
Typer av sensorer på reningsverk Flöde, tryck, temperatur, slamhalt, ammonium, nitrat, fosfat m.fl. Varierande tidsskala i processdynamik: Veckor dygn timmar minuter -sekunder
Mätmiljö givare på reningsverk
Mätmiljö för givare på reningsverk
Ammoniumkväve (mg/(l) Stora variationer är normalt 18 Utgående halt ammoniumkväve 16 14 12 10 8 6 4 2 0 12-10-08 12-11-27 13-01-16 13-03-07 13-04-26 13-06-15 13-08-04 13-09-23 13-11-12 14-01-01 Tid (Datum)
Kalibrering med hög osäkerhet i referensmetod
Suspenderade ämnen (mg/(l) Slamhalt luftningsbassäng 2 2700 2600 2500 2400 2300 2200 2100 2000 13-02-15 13-02-25 13-03-07 13-03-17 Tid (Datum)
Utmaningar kvalitetssäkra mätdata Organisation Detektionsmetoder Mätteknik
Krav på feldetektionsmetoder Intuitiva Kompatibla med brus och oregelbunden sampling Litet antal falsk-larm
Suspenderade ämnen (mg/(l) Strategier feldetektion 1. Gränsvärde (CUSUM, univariata metoder, ) Slamhalt luftningsbassäng 2 2700 2600 2500 2400 2300 2200 2100 2000 13-02-15 13-02-25 13-03-07 13-03-17 Tid (Datum)
Suspenderade ämnen (mg/(l) 2700 2600 2500 2400 2300 2200 2100 2000 Suspenderade ämnen (mg/(l) 2700 2600 2500 2400 2300 2400 2200 13-02-15 13-02-25 13-03-07 13-03-17 Tid (Datum) 2300 2100 2000 Suspenderade ämnen (mg/(l) 2700 2600 2500 2200 13-02-15 13-02-25 13-03-07 13-03-17 Tid (Datum) 2100 2000 13-02-15 13-02-25 13-03-07 13-03-17 Tid (Datum) Suspenderade ämnen (mg/(l) Suspenderade ämnen (mg/(l) Strategier feldetektion 2a. Modellbaserad feldetektion 2700 2600 2500 2400 Slamhalt luftningsbassäng 2 y(t) 2300 2200 2100 2000 13-02-15 13-02-25 13-03-07 13-03-17 Tid (Datum) S 1 (t), S 2 (t), Slamhalt luftningsbassäng 2 Slamhalt luftningsbassäng 2 Slamhalt luftningsbassäng 2 M(S 1 (t), S 2 (t), ) 2700 2600 2500 2400 2300 Slamhalt luftningsbassäng 2 y(t) 2200 2100 2000 13-02-15 13-02-25 13-03-07 13-03-17 Tid (Datum)
Suspenderade ämnen (mg/(l) Suspenderade ämnen (mg/(l) Strategier feldetektion 2b. Modellbaserad detektion, avvikelse från normalfall Slamhalt luftningsbassäng 2 2700 2600 2500 Y N (t) 2400 2300 2200 2100 2000 Slamhalt luftningsbassäng 2 2700 2600 13-02-15 2500 13-02-25 13-03-07 13-03-17 Tid (Datum) 2400 y(t) 2300 2200 2100 2000 13-02-15 13-02-25 13-03-07 13-03-17 Tid (Datum)
Forskning: Igensättning på givare DIAMOND. Fyra syregivare Bromma reningsverk Sofia Andersson, Fredrik Hallgren IVL Per-Håkan Bergström Cerlic
mg/l mg/l Drift i mätvärde på grund av igensättning Optical sensors 10 DO1 (WASHED) DO2 (NOT WASHED) 8 6 4 2 0 2013-08-26 2013-09-03 2013-09-12 2013-09-20 2013-09-28 2013-10-07 2013-10-15 2013-10-23 Membrane sensors 10 DO3 (WASHED) DO4 (NOT WASHED) 8 6 4 2 0 2013-08-26 2013-09-03 2013-09-12 2013-09-20 2013-09-28 2013-10-07 2013-10-15 2013-10-23 Sofia Andersson, Fredrik Hallgren IVL
mg/l mg/l Styrning med ej rengjord givare Optical sensors 10 DO1 (WASHED) DO2 (NOT WASHED) 8 6 4 2 0 2014-01-14 2014-01-19 2014-01-24 2014-01-29 2014-02-03 2014-02-08 2014-02-13 2014-02-18 Membrane sensors 10 DO3 (WASHED) DO4 (NOT WASHED) 8 6 4 2 0 2014-01-14 2014-01-19 2014-01-24 2014-01-29 2014-02-03 2014-02-08 2014-02-13 2014-02-18 Sofia Andersson, Fredrik Hallgren IVL
Information från rengöringscykel Sofia Andersson, Fredrik Hallgren IVL
Stort tack VA-kluster Mälardalen