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Entwicklung eines integrierten Steuerungskonzeptes von Kanalnetz und Kläranlagen
Art der Abschlussarbeit
Diplomarbeit
Autoren
- Gocht, Peter
Betreuer
- Prof. Dr. sc. techn. Peter Krebs
- Dr.-Ing. Jens Tränckner
Weitere Betreuer
Dr.-Ing. Katja Seggelke (itwh GmbH) Dipl.-Ing. Martin Lindenberg (itwh GmbH)
Abstract
In der modernen Abwasserentsorgung setzt sich zunehmend die Idee des integrierten
Konzeptes durch, das Kanalnetz, Kläranlage und Gewässer als eine
planerische Einheit versteht. Am Beispiel des Einzugsgebiets der Kläranlage
Wilhelmshaven wurde ermittelt, inwieweit eine Kanalnetzsteuerung in Kombination
mit einem als aktuellen Stand der Wissenschaft einzustufenden dynamischen
Zulauf zur Kläranlage möglich ist. Ein im Rahmen der Arbeit entworfenes
fuzzybasiertes Regelungskonzept ermittelt die aktuelle Reinigungsleistung der
Kläranlage und regelt den Kläranlagenzulauf durch Beeinflussung der Kanalnetzsteuerung.
Die Wirksamkeit des Steuerungskonzeptes wurde durch Simulation
von vier Regenereignissen mit dem via CONTROL (Steuerungssoftware)
gekoppelten Gesamtmodell, bestehend aus HYSTEM-EXTRAN-GÜTE 6.5 (Kanalnetz-
Modell) und SIMBA 5.2 (Kläranlagenmodell), nachgewiesen werden.
Dabei zeigte sich, dass die Kanalnetzsteuerung die Entlastungsfrachten deutlich,
die Konzentrationen im Ablauf der Kläranlage aber kaum beeinflusst. Durch
die zusätzliche Steuerung des Kläranlagenzulaufs konnten die Entlastungsfrachten
nicht in jedem Fall gesenkt werden, die Konzentrationsspitzen aber wurden
reduziert, was bei einigen Ereignissen sogar die Überschreitung der Ablaufgrenzwerte
verhindert. Weiteres Potential zur Reduzierung der Emissionen
wird nach der Optimierung der kläranlageninternen Prozesse gesehen.
Konzeptes durch, das Kanalnetz, Kläranlage und Gewässer als eine
planerische Einheit versteht. Am Beispiel des Einzugsgebiets der Kläranlage
Wilhelmshaven wurde ermittelt, inwieweit eine Kanalnetzsteuerung in Kombination
mit einem als aktuellen Stand der Wissenschaft einzustufenden dynamischen
Zulauf zur Kläranlage möglich ist. Ein im Rahmen der Arbeit entworfenes
fuzzybasiertes Regelungskonzept ermittelt die aktuelle Reinigungsleistung der
Kläranlage und regelt den Kläranlagenzulauf durch Beeinflussung der Kanalnetzsteuerung.
Die Wirksamkeit des Steuerungskonzeptes wurde durch Simulation
von vier Regenereignissen mit dem via CONTROL (Steuerungssoftware)
gekoppelten Gesamtmodell, bestehend aus HYSTEM-EXTRAN-GÜTE 6.5 (Kanalnetz-
Modell) und SIMBA 5.2 (Kläranlagenmodell), nachgewiesen werden.
Dabei zeigte sich, dass die Kanalnetzsteuerung die Entlastungsfrachten deutlich,
die Konzentrationen im Ablauf der Kläranlage aber kaum beeinflusst. Durch
die zusätzliche Steuerung des Kläranlagenzulaufs konnten die Entlastungsfrachten
nicht in jedem Fall gesenkt werden, die Konzentrationsspitzen aber wurden
reduziert, was bei einigen Ereignissen sogar die Überschreitung der Ablaufgrenzwerte
verhindert. Weiteres Potential zur Reduzierung der Emissionen
wird nach der Optimierung der kläranlageninternen Prozesse gesehen.
Schlagwörter
Modellierung Abwassersystem, HYSTEM-EXTRAN-GÜTE, SIMBA, Integrierte Steuerung, dynamische Kläranlagenbeschickung, Fuzzy- Logik, Echtzeitsteuerung
Berichtsjahr
2010