Bij de zuivering van ons rioolwater komt lachgas vrij. Advies- en ingenieursbureau TAUW zet kunstmatige intelligentie in om die emissies te verminderen. 

 

Dit is een van inzendingen voor De Vernufteling 2021, de jaarlijkse prijs die Koninklijke NLingenieurs in samenwerking met De Ingenieur uitreikt aan het advies- of ingenieursbureau met het meest vindingrijke project. Naast een prijs van een vakjury is er ook een publieksprijs. Hiervoor kunt u meestemmen van 11 januari tot 21 januari 2022. Een overzicht van alle inzendingen vindt u in ons dossier De Vernufteling 2021.

 

De zuivering van ons afvalwater gebeurt met hulp van bacteriën. Zij zetten bijvoorbeeld het schadelijke ammonium om in minder schadelijke stoffen zoals nitraat en stikstofgas. Een klein deel van het stikstof (N) uit het ammonium, minder dan 2 procent, eindigt echter in de verbinding N2O, ofwel lachgas. Dat is ongunstig, want lachgas breekt de ozonlaag af en is als broeikasgas 265 keer effectiever dan CO2.

Hoe de vorming van lachgas tijdens de rioolwaterzuivering valt te voorkomen, is nog niet bekend. Omdat er bij de waterzuivering veel processen tegelijkertijd plaatsvinden, is het lastig om precies te bepalen welk mechanisme de lachgasvorming veroorzaakt. 

 

Verbanden zien

Daarom zet advies- en ingenieursbureau TAUW nu kunstmatige intelligentie in. Als machine learning ergens goed in is, is het wel het vinden van patronen in grote datasets. Het model krijgt hiervoor gegevens aangeleverd over de samenstelling van het water, die continu met sensoren wordt gemeten.

‘De computer legt niet alleen sneller verbanden, maar ziet ook verbanden die nog niet bekend zijn’, zegt Ronnie Berg, adviseur technologie en afvalwaterketen bij TAUW. ‘Daarmee wordt meteen duidelijk aan welke knoppen we kunnen draaien om de vorming van lachgas tegen te gaan.’ Er kan bijvoorbeeld gestuurd worden op de beluchting en op nitraat-, ammonium- en zuurstofgehalte. 

 

Snel

Tot nu toe werd de optimale instelling van zuiveringsinstallaties om de vorming van lachgas tegen te gaan bepaald door trial-and-error. Het kost echter jaren om er op die manier achter te komen wanneer er aan welke knoppen er gedraaid moet worden om de lachgasuitstoot zo laag mogelijk te krijgen. ‘Zowel de samenstelling van het afvalwater als de samenstelling van de bacteriepopulatie fluctueert per uur, per dag en per seizoen’, zegt Berg. Met machine learning is de optimale bediening van een zuiveringsinstallatie in een paar weken te bepalen. 

Op dit moment zet het bedrijf de nieuwe techniek in voor de zuiveringsinstallaties in Zwolle en Kampen. Intussen is TAUW bezig een volledig autonoom machine-learningmodel te ontwikkelen dat de zuiveringsinstallaties op eigen houtje kan bijsturen.

 

Openingsbeeld: Ronnie Berg, TAUW