FEDERATIES
Aquarama 108 – juni 2025

eWatLink, een oplossing voor een intelligent en geoptimaliseerd beheer van waterzuiveringsinstallaties (1)

Afvalwaterzuivering is een complex proces dat moet voldoen aan steeds strengere milieunormen en hogere economische standaarden. Om deze uitdagingen aan te gaan, is het eWatLink-project ontwikkeld, een samenwerking tussen SPGE en CEBEDEAU. Het project wil innovatieve oplossingen op het gebied van digitalisering, kunstmatige intelligentie (AI) en intelligente monitoring toepassen op afvalwaterzuiveringsinstallaties (RWZI’s). eWatLink past volledig in de dynamiek van de digitale transformatie van de watersector. Het is een geavanceerd beheersysteem dat is ontworpen om fysieke infrastructuren te verbinden met geavanceerde IT-platforms. Het belangrijkste doel bestaat erin de operationele prestaties van RWZI’s in real time te optimaliseren, met name op gebied van energieverbruik, kwaliteit van de waterbehandeling en vermindering van broeikasgasemissies (BKG).

(Ontwikkeld door SPGE en CEBEDEAU, in samenwerking met IDELUX Eau.)
Door: Taher Abunama

Structuur van eWatLink en gegevensstroom: eWatLink is gebaseerd op open source-applicaties en een architectuur die real-time gegevens van sensoren en machines van installaties combineert met beveiligde lokale servers, SQL-database-integratie en IoT-protocollen zoals Modbus. Het systeem zorgt voor een bi-directionele gegevensstroom in real time: de gegevens van de fysieke sensoren en software worden verzameld en naar een beveiligde lokale server gestuurd, waar ze worden verwerkt.

De gegevensstroom van eWatLink, geïllustreerd in de bijgevoegde foto’s en schema’s, laat zien hoe deze gegevens worden gestructureerd en gebruikt. De verzamelde gegevens worden voorbewerkt om afwijkende waarden of ruis te verwijderen, voordat ze worden ingevoerd in geavanceerde machinelearning- en predictive control-modellen. Deze algoritmen maken het mogelijk om de verwerkingsprocessen te analyseren, te voorspellen en te optimaliseren, waarbij het ook mogelijk is externe gegevens, zoals elektriciteitsprijzen, te integreren.

Geavanceerde intelligente controllers en ‘doelfunctie’

Het innovatieve hart van eWatLink is het gebruik van geavanceerde intelligente controllers die tegelijkertijd meerdere criteria optimaliseren die zijn gedefinieerd in een ‘doelfunctie’. Deze wiskundige functie maakt het mogelijk om een optimaal compromis te vinden tussen de operationele vereisten (verwerkingskwaliteit, energie-efficiëntie, emissiereductie). Deze intelligente regeling is dynamisch en kan door de operators worden aangepast aan de operationele en economische prioriteiten van het moment.

Om de niet-lineaire ‘predictive control’ (nMPC) van het beluchtingssysteem te implementeren, zijn modellen ontwikkeld op basis van gegevens die rechtstreeks zijn verzameld via industriële sensoren (luchtdebiet, opgeloste zuurstof, enz.), die als invoer- en uitvoervariabelen zijn gebruikt. Er zijn twee soorten modellen onderzocht: een zwarte doos-model dat gebruikmaakt van het state space neurale netwerk, dat het gedrag van het systeem kan leren zonder een gedetailleerde fysische beschrijving nodig te hebben, en mechanistische modellen op basis van de ASM-vergelijkingen (Activated Sludge Model), die dichter bij de concrete werking van het proces liggen. Er zijn verschillende structuren getest om nauwkeurigheid, eenvoud en robuustheid met elkaar te verzoenen, met als doel de exploitanten een performante, betrouwbare en aan hun industriële omgeving aanpasbare besturingsoplossing te bieden.

Naast de geavanceerde regeling op basis van doelfunctie worden andere intelligente regelingsmethoden ontwikkeld om de verwerkingsprocessen te optimaliseren, zoals controllers op basis van regels (RBC), fuzzy controllers (FC) en adaptieve controllers (AC). Deze strategieën maken een nauwkeurige aanpassing aan wisselende operationele en economische omstandigheden mogelijk. Zo integreren economische fuzzy controllers ‘fuzzy logica’ om de luchtdebietinstelpunten dynamisch aan te passen aan de stikstofbelasting en verschillende stroomtarieven. Deze benaderingen maken ook gebruik van seizoensgebonden trends in de stikstofbelasting om de energie- en milieuprestaties van de behandeling te verbeteren, rekening houdend met de dynamische energiekosten.

In de volgende editie van AQUARAMA zullen we de toegevoegde waarde en concrete voordelen van eWatLink belichten, die in de praktijk zijn aangetoond in de afvalwaterzuiveringsinstallatie van Bastogne Rhin, in samenwerking met IDELUX Eau.

Voor meer informatie kunt u ons bezoeken op AQUARAMA in oktober 2025.

Het eWatLink-project wordt medegefinancierd door het Waalse Gewest (BEWARE-programma) en de Europese Commissie (Horizon 2020-programma voor onderzoek en innovatie).