Realtids procesmåling og modellering af vandkvalitet i forsyningssystemer Anders Lynggaard-Jensen, DHI ZENZOR 14 Eigtveds Pakhus i København den 16. januar 2014
Oversigt Arbejdspakker 1. Udvikling/etablering af datagrundlag 2. Udvikling af fluorescenssensor 3. Fortolkning af online målinger 4. Vandkvalitetsmodel 5. Projektstyring og formidling Resultater
1: Udvikling/etablering af datagrundlag Udvikling/design af målestationer Etablering af målestationer Dataopsamling, validering og lagring Visualisering af datagrundlag Udvidelse med fluorescenssensor Visualisering af fluorescens data
Sensorer Standardbestykning: Ilt + temp Ledningsevne + temp ph + temp Turbiditet På udvalgte placeringer måles også: UV-absorbans - Spektrum og bl.a: Nitrat, Turbiditet, org.stof (DOC, TOC )
Placering af målestationer
Fuldt bestykket målestation
på arbejde i Greve (Karlslunde)
og ved NordVand (Tinghøj)
og på HOFOR (Åkandevej)
Standard station på Lejre Vandværk
VTUF DIMS Fællessystem Host: DHI Replikering af alle data Systemoversigt Udvalgte flow/tryk data, mv. HOFOR DIMS VTUF-DB Data fra målepaneler på 7 værker, samt udvalgte VKD data og flow/tryk fra SRO GREVE SRO NORDVAND SRO HOFOR SRO VTUF målestationer (HOFOR, Greve og Nordvand): Som HOFOR målepaneler + UV-VIS spektrometer, mv. Samt en vejrstation HOFOR målepaneler på 7 værker: tubiditet, ph, ledningsevne, ilt og temperatur
Fjernadgang til målestationer
Dataopsamling målestation Greve
Kalibrering/kvalitets tjek
Status datagrundlag Stationer etableret Kommunikation OK med alle stationer data flyder i VTUF database på HOFOR Replikering af data til VTUF database ved DHI kører for HOFOR og NordVand - Greve udestår Realtidsdatavalidering og visualisering igangværende
2: Udvikling af fluorescens sensor Normaltilstand Anormaltilstand Konstruktion og design
Fingerprinting (1) normal tilstand Prøve 1 Prøve 2 Prøve 3 600 600 600 550 550 550 500 500 500 Z Data 40200 8060 600 100 550 500 450 400 350 300 250 200 Y Data 400 350 300 250 200 450 X Data Z Data 6040 200 600 10080 550 500 450 400 350 300 250 200 Y Data 400 350 300 250 200 450 X Data Z Data 40200 8060 600 100 550 500 450 400 350 300 250 200 Y Data 400 350 300 250 200 450 X Data Prøve 4 Prøve 5 Prøve 6 600 550 600 600 500 550 550 Z Data 40200 8060 600 100 550 500 450 400 350 300 250 200 Y Data 400 350 300 250 200 450 X Data Z Data 40200 8060 600 100 550 500 450 400 350 300 250 200 Y Data 400 350 300 250 200 450 500 X Data Z Data 40200 8060 600 100 550 500 450 400 350 300 250 200 Y Data 400 350 300 250 200 450 500 X Data
Status fluorescens sensor Fingerprinting fungerer fint Detektion ikke tilfredsstillende detektionsgrænsen for spildevand i drikkevand er på 10-3. 10-4 - 10-5 med anvendt koncentreringsmetode når heller ikke målet på 10-6. Med fluorescens og HPLC er detektionsgrænsen for spildevand i drikkevand på 10-4
3: Fortolkning af online målinger Absorbansspektre Normaltilstand Anormaltilstand PCA og Cluster analyse Fluorescensspektre
Absorbansspektrum
Lejre vandværk - kildepladser 20 Lejre vandværk - 10 dec. 2009 18 16 14 12 Absorbans 10 8 6 4 2 0 200 210 220 230 240 250 260 270 280 290 300 Bølgelængde (nm) Hule Mølle Lavringe Ramsø Kildeplads Asser Mølle Gevninge Kornerup Afagng Værk Lejre Hule Mølle - KE Lavringe - KE Ramsø - KE Asser Mølle - KE Gevninge - KE Kornerup - KE Afgang værk Lejre - KE
Absorbansspektre fra stationer
Realtidsbehandling af absorbansspektre FFFFFF = FFFFFF aaaa + bbbb + FFFFFF aaaa + bbbb
Differensspektrum Åkandevej
Middelværdi af differens spektre
Status fortolkning af onlinemålinger Metoder og software er klar til at fortolke data i realtid signalbehandling, virtuelle sensorer, mv. Konfigurering af databehandling af absorbansspektre pågår (lige startet) Detektion normal/anormal tilstand i driftsperiode
4: Vandkvalitetsmodel Etablering af model Automatisering og visualisering Autokalibrering og alarmering
Samlet model for 3 forsyninger
Greve med forbindelse HOFOR
Tinghøj forbindelse HOFOR/NordVand
Status vandkvalitetsmodel En samlet hydraulisk model for de tre forsyninger er etableret sammenkobling i vandudvekslingspunkter, hvor også fuldt bestykkede målestationer er placeret Vandkvalitetsmodel bygges ovenpå, således denne kan anvendes på de større strækninger Automatisering og realtidsmodellering pågår foretages på server hostet af DHI, så alle projektdeltagere har adgang
Konklusion Målestationer/sensorer og dataopsamling overgår nu til driftsfase erfaringer herunder TCO skal rapporteres Fingerprinting er OK detektionsgrænse for spildevand i drikkevand stadig for høj Identifikation af normale/anormale tilstande i realtid starter nu Hydraulisk model for de tre forsyninger er sammenbygget og sættes i realtidsdrift