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Optimierung von Kläranlagen durch Simulation

Optimierung von Kläranlagen durch Simulation
Ansprechpartner:

Dipl.-Ing. M. Klingel

Kurzbeschreibung

 

Das Vorhaben widmete sich der Erstellung eines Software-Baukastens zur Kläranlagensimulation und dessen exemplarischer Anwendung im Bereich der Energieoptimierung einer konkreten Anlage. Zielvorgabe ist auch, die Einsatzmöglichkeit des Baukastens so allgemein zu halten, dass er im Bereich von Forschung und Lehre weiterverwendet werden kann.  Das Produkt wurde mittlerweile durch eine Internetpräsenz öffentlich verfügbar gemacht. Grundlage des Baukastens ist das Mathematikprogramm Scilab mit der Simulationsumgebung Scicos, in die die verschiedenen Komponenten einer Kläranlage in Form einer Bibliothek von Blöcken eingebunden wurden. Dabei wurden die folgenden Anlagenkomponenten implementiert:
• Rührkesselreaktor für aeroben, anoxischen und anaeroben Betrieb
• anaerober Schlammfaulbehälter
• Vorklärbecken
• nulldimensionales Nachklärbecken
• eindimensionales Nachklärbecken
• Verteilungsbauwerk
• Vereinigungsbauwerk
• Pumpe
• standardisierter oder benutzerdefinierter Zufluss
• PID- und Zweipunkt-Regler
• verschiedene Hilfsmittel zur Manipulation von Signalen
Daneben wurden auch weitgehende Möglichkeiten zur Veranschaulichung der Simulationsergebnisse geschaffen.
Für alle wesentlichen Energieverbraucher und -erzeuger auf einer Kläranlage wurden geeignete Funktionen zur Erfassung der energetischen Situation eingebaut. Insbesondere wurde auch die anaerobe Schlammfaulung als Energielieferant einbezogen.
Als technische Referenzen zur Anwendung des Baukastens dienen 3 mittelgroße Kläranlagen (ca. 80000 EGW jeweils) in Baden-Württemberg und Hessen.