Fikcyjna stacja „Dolina Rzeki” pobiera wodę z rzeki o charakterze górskim. Jej największym wyzwaniem jest bardzo zmienna mętność wody surowej, która po intensywnych opadach deszczu potrafi wzrosnąć z 10 NTU do ponad 200 NTU w ciągu zaledwie kilku godzin. Operatorzy, bazując na testach słoikowych wykonywanych raz na kilka godzin, nie byli w stanie nadążyć za tymi zmianami. W efekcie, w okresach przejściowych, koagulant był notorycznie przedawkowywany, co generowało roczne koszty na poziomie 800 000 zł, stanowiąc aż 20% wszystkich kosztów operacyjnych stacji.

Zdecydowano się na wdrożenie zautomatyzowanego systemu sterowania dozowaniem koagulantu w pętli otwartej, znanego jako „feed-forward” (sterowanie wyprzedzające). System opierał się na dwóch kluczowych elementach:

1. Ciągły pomiar online: Na rurociągu wody surowej, tuż przed punktem dozowania, zainstalowano precyzyjny mętnościomierz online.

2. Inteligentny algorytm w sterowniku PLC: Dane z mętnościomierza były przesyłane w czasie rzeczywistym do sterownika PLC, w którym zaimplementowano specjalny algorytm.

Algorytm sterujący został „nauczony” optymalnej dawki koagulantu dla różnych poziomów mętności i przepływu wody. Ta wiedza została zebrana na podstawie setek historycznych wyników testów słoikowych i danych operacyjnych.

Teraz, gdy nadchodziła fala deszczowa, działo się to automatycznie:

• Mętnościomierz online wykrywał wzrost mętności z 15 NTU do, powiedzmy, 80 NTU.

• Informacja ta trafiała natychmiast do sterownika PLC.

• Algorytm, w oparciu o zaprogramowaną krzywą dawkowania, w ułamku sekundy obliczał nową, optymalną dawkę koagulantu (np. wzrost z 25 mg/l do 45 mg/l).

• Sterownik wysyłał sygnał do pompy dozującej, precyzyjnie zwiększając jej wydajność.

Cały proces, od wykrycia zmiany do korekty dawki, trwał mniej niż minutę i nie wymagał żadnej interwencji operatora. System „widział” problem nadchodzący z rzeki i reagował z wyprzedzeniem, zanim „brudna” woda dotarła do komory reakcji.

Po roku od wdrożenia systemu, SUW „Dolina Rzeki” podsumowała efekty. Wyniki przerosły oczekiwania:

• Redukcja zużycia koagulantu o 18%: System wyeliminował niepotrzebne, profilaktyczne przedawkowywanie, precyzyjnie dopasowując dawkę do realnych potrzeb.

• Roczne oszczędności finansowe na poziomie 144 000 zł: Bezpośredni wynik mniejszego zużycia chemikaliów. Inwestycja w mętnościomierz i modernizację oprogramowania zwróciła się w mniej niż 10 miesięcy.

• Poprawa stabilności procesu: Mętność wody po procesie koagulacji stała się znacznie bardziej stabilna. Odciążyło to kolejne etapy uzdatniania, zwłaszcza filtry, które mogły pracować w bardziej optymalnych warunkach.

• Zmniejszenie produkcji osadów o ok. 12%: Mniej zużytego koagulantu to mniej wyprodukowanego osadu, co przełożyło się na niższe koszty jego odwadniania i utylizacji.

Przykład stacji „Dolina Rzeki” pokazuje uniwersalną zasadę: inwestycja w dane i inteligentne sterowanie to jedna z najszybszych dróg do optymalizacji kosztów w branży wodociągowej.

• Dane w czasie rzeczywistym są kluczowe: Ciągły pomiar kluczowych parametrów pozwala podejmować decyzje na podstawie faktów, a nie przypuszczeń.

• Automatyzacja uwalnia potencjał: Nowoczesne systemy sterowania potrafią reagować szybciej i precyzyjniej niż człowiek, zwłaszcza w przypadku dynamicznych zmian procesu.

• Oszczędności są realne i mierzalne: Precyzyjne dozowanie chemikaliów bezpośrednio przekłada się na niższe koszty operacyjne, a zwrot z inwestycji jest często bardzo szybki.

To case study jest dowodem na to, że w erze cyfrowej największe rezerwy i potencjał do oszczędności nie leżą już tylko w ciężkim sprzęcie, ale w inteligentnym wykorzystaniu danych, które ten sprzęt generuje.