Voorspellen van stikstofconcentraties in effluent

Naam opdrachtgever: Hoogheemraadschap Stichtse Rijnlanden
Betrokken Ynformers: Arjan Bontsema

De vraag
De vraag

Hoe kan Hoogheemraadschap Stichtse Rijnlanden zo ver mogelijk onder de wettelijke lozingsnormen blijven en piekconcentraties van stikstof afvlakken?

De concentratie stikstof in het effluent van RWZI’s mag niet te hoog zijn omdat het schadelijk is voor het milieu. Wettelijke lozingsnormen voor een aantal stoffen, waaronder stikstof, moeten worden nageleefd. De uitdaging is hier zover mogelijk onder te blijven en piekconcentraties waar mogelijk af te vlakken. Daarvoor is meer inzicht nodig in het ontstaan van deze piekconcentraties.

De Aanpak
De Aanpak

Arjan Bontsema is in het kader van zijn afstudeerscriptie Business Analytics (VU Amsterdam) met deze uitdaging aan de slag gegaan. Samen met experts van het zuiveringsproces heeft hij beschikbare data van RWZI Zeist uit zowel het zuiveringsproces (sensordata over temperatuur en zuurstof) als het proces daarvoor (influent, weer, seizoen, tijd) beoordeeld, opgeschoond en vertaald naar waardevolle kenmerken voor een voorspellend model.

De oplossing
De oplossing
Het resultaat is een voorspelmodel dat zeer nauwkeurig stikstofconcentratie kan voorspellen tot zes uur vooruit. Dit model is zelflerend. Na verloop van tijd zal het steeds nauwkeuriger kunnen voorspellen. Daarnaast neemt het onderlinge verbanden tussen alle parameters mee in specifieke omstandigheden. Het gaat dus niet uit van relatief simpele ‘als, dan’ aannames, maar leert uit de feiten.

Hier zie je een visualisatie van de voorspelde stikstofconcentratie (geel) en de werkelijke stikstofconcentratie (blauw).

“Na verloop van tijd zal het voorspelmodel steeds nauwkeuriger worden.”

De impact
De impact
Op basis van de voorspelde concentraties stikstof in effluent en het inkomende water kan gekozen worden voor een bufferstrategie bij droog weer. Een gelijkmatigere instroom, zorgt ervoor dat de concentraties op jaarbasis geminimaliseerd worden. Dit is niet alleen beter voor het milieu en flora & fauna, maar heeft ook een positief (indirect) effect op de kwaliteit van ongezuiverd drinkwater. Extra bijvangst kan daarnaast zijn dat een gelijkmatiger proces ook een positieve invloed heeft op energieverbruik en onderhoudsbehoefte van installaties.

MEER WETEN?

Arjan Bontsema
Data Scientist