Väitös: Lisäarvoa jätevedenpuhdistamoiden mittauksille datapohjaisella mallinnuksella

TkL Henri Haimi on väitellyt Aalto-yliopiston insinööritieteiden korkeakoulussa, rakennetun ympäristön laitoksella aiheesta Datapohjaiset virtuaaliset anturit biologisessa jätevedenkäsittelyssä: tilastollisten monimuuttujamenetelmien sovelluksia. Väitöskirjan nimi on englanniksi Data-derived soft sensors in biological wastewater treatment: With application of multivariate statistical methods. Väitöskirjan ala on vesi- ja ympäristötekniikka, vesihuoltoprosessien ohjaus ja mallinnus.

Väitöstutkimuksessa kehitettiin ohjelmistotyökaluja tukemaan yhdyskuntien jätevedenpuhdistamoiden operointia. Kehitystyössä hyödynnettiin puhdistamoiden historiallista mittausdataa. Jätevedenpuhdistamoiden prosessikokonaisuudet ovat tyypillisesti monimutkaistuneet lupasäädösten tiukentumisen myötä. Tämä kehityskulku on lisännyt laitosten operoinnin vaativuutta ja johtanut prosessien yhä kattavampaan valvontaan automaattisin mittalaittein. Puhdistamoilla tallennettu runsas mittausdata mahdollistaa väitöstyössä sovelletun datapohjaisen mallinnuksen. Käsittelyprosessien datapohjaiseen mallinnukseen käytettiin tilastollisia monimuuttujamenetelmiä.

Tutkimuksessa suunniteltiin virtuaalisiksi antureiksi kutsuttuja tietokoneohjelmia varmentamaan typenpoiston viimeistelevän jälkisuodatusyksikön tehokasta käyttöä puhdistamolla. Niillä mallinnettiin tarkasti prosessimuuttujia, joita käytetään kemikaalinsyötön ohjauspiireissä ja joista sen vuoksi tarvitaan luotettavaa ajantasaista tietoa. Lisäksi kehitettiin järjestelmä, joka mahdollistaa virtuaalisten estimaattien ja niitä vastaavien instrumenttimittausten harmonisen käytön prosessiyksikön ajossa.

Väitöstyössä osoitettiin, että sovelletuilla tekniikoilla voidaan tuottaa uutta, käsittelyprosessien operointia tukevaa informaatiota moniulotteisesta ja ristikkäin korreloituneesta datasta. Siten tutkimuksessa demonstroidun kaltaiset ohjelmistotyökalut tuottavat lisäarvoa puhdistamoilla rutiininomaisesti käytettäville mittalaitteille.

Vastaväittäjänä toimi professori emeritus Gustaf Olsson Lundin yliopistosta ja valvojana professori Riku Vahala Aalto-yliopiston insinööritieteiden korkeakoulusta.

Tiivistelmä: https://aaltodoc.aalto.fi/handle/123456789/19641

Väitöskirja: https://aaltodoc.aalto.fi/bitstream/handle/123456789/19641/isbn9789526066509.pdf?sequence=1

Vesitalouden uutiskirjeHelmikuu 201629.2.2016