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DA PUBBLICARE IMMEDIATAMENTE N. 3328

TOKYO, 22 gennaio 2020 - Mitsubishi Electric Corporation (TOKYO: 6503) ha annunciato oggi lo sviluppo della tecnologia di controllo dell'aerazione per ridurre il consumo di energia elettrica per la fornitura di aria (aerazione) ai reattori biologici¹, aspetto essenziale per il trattamento biologico delle acque reflue. Sfruttando le tecnologie di intelligenza artificiale (IA) Maisart^®2, il sistema prevede in modo accurato la qualità (concentrazione di ammoniaca) dell'acqua che fluirà nel reattore nel corso delle ore successive.

Il controllo dei livelli di aerazione di singole sezioni del reattore permetterà di ottenere circa il 10%³ di riduzione della quantità totale di aerazione rispetto ai metodi convenzionali. Questo porterà a una riduzione nel consumo energetico negli impianti per il trattamento biologico delle acque reflue, che consumano circa 7 miliardi di kWh all'anno, pari a circa lo 0,7% del consumo totale di energia elettrica del Giappone.

La società punta a commercializzare i sistemi di controllo con la nuova tecnologia nell'anno fiscale che si concluderà nel mese di marzo del 2021.

1. 1Nel comune trattamento delle acque reflue, il trattamento per ossidazione mediante microrganismi viene effettuato per eliminare l'ammoniaca e la materia organica.
2. 2Mitsubishi Electric's AI creates the State-of-the-ART in technology (L'IA di Mitsubishi Electric crea la tecnologia d'avanguardia).
3. 3In base ai risultati delle simulazioni con i dati effettivi relativi al trattamento delle acque reflue.

Fig. 1 Tecnologia di controllo dell'aerazione basata sull'intelligenza artificiale (IA)

Caratteristiche principali

1. 1)Controllo dell'aerazione basato sull'intelligenza artificiale (IA) tramite la previsione accurata della qualità dell'acqua che fluisce nel reattore

   Anche in condizioni meteo di tempo sereno quando la qualità dell'acqua che fluisce nel reattore è relativamente stabile, le concentrazioni di ammoniaca nell'acqua possono variare anche del 50%. Per mantenere inalterata la qualità dell'acqua trattata, nei sistemi convenzionali deve essere immessa una quantità eccessiva di aria a causa dei ritardi nel controllo dell'aerazione, pertanto la concentrazione di ammoniaca potrebbe temporaneamente diminuire più del necessario proprio per l'eccessiva aerazione. (Fig. 2)

   Al fine di migliorare la reattività, il controllo FF (feed forward) basato sulla qualità dell'acqua (concentrazione di ammoniaca) che fluisce nel reattore, viene combinato al controllo FB (feedback) convenzionale basato sul valore misurato della qualità dell'acqua trattata. Il nuovo algoritmo dell'azienda migliora ulteriormente la capacità di risposta avvalendosi dell'intelligenza artificiale (IA) per prevedere la qualità dell'acqua in ingresso nel corso delle ore successive. Ciò viene ottenuto analizzando gli schemi di fluttuazione correnti mediante un apposito database. Attraverso la ricerca di più schemi di dati simili alle fluttuazioni correnti e calcolando un valore previsto avvalendosi di tali schemi, il sistema è in grado di selezionare i dati ottimali su cui basare le sue previsioni. Questo rende la previsione meno soggetta a dati anomali causati da fattori quali pioggia intensa o guasti alla strumentazione. Inoltre, il database può essere aggiornato automaticamente per mantenere accurate le previsioni. Questa tecnologia è particolarmente efficace quando la portata e/o la concentrazione di ammoniaca dell'acqua che fluisce nel reattore diminuisce gradualmente.

   

   Fig. 2 Effetto dell'eliminazione del ritardo del controllo (risultati della simulazione)

2. 2)Il controllo dell'aerazione di singole sezioni del reattore permette di ottenere circa il 10% di riduzione complessiva dei livelli di aerazione

   Nei tradizionali impianti di trattamento, i livelli di aerazione sono controllati in modo uniforme in tutte le sezioni del reattore e questo determina una qualità non costante dell'acqua trattata e un'eccessiva aerazione. I nuovi algoritmi regolano accuratamente i livelli di aerazione applicando il coefficiente di ponderazione ai parametri di controllo a ogni sezione. Di conseguenza, i livelli totali di aerazione possono essere ridotti di circa il 10% rispetto ai metodi convenzionali, mantenendo allo stesso tempo inalterata la qualità dell'acqua trattata.

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