Energieoptimale Regelung einer biologischen Reinigungsstufe von Kl?ranlagen mittels eines adaptiven Fuzzy-Reglers

Beim Verfahren zur biologischen Abwasserreinigung in Kl?ranlagen wird das Abwasser in verschiedenen Prozessstufen durch die Stoffwechselaktivit?t von Mikroorganismen von Stickstoff gereinigt. Dieser Prozess wird als Belebtschlammverfahren bezeichnet. Der Stickstoff gelangt fast ausschlie?lich in Form von Ammonium (NH4+) in die Kl?ranlage und wird durch die Mikroorganismen im Belebtschlamm in der biologischen Reinigungsstufe (Belebungsbecken) in zwei Schritten umgewandelt. Im ersten Schritt (Nitrifikation) erzeugen die Mikroorganismen aus Ammonium Nitrit (NO2-) und Nitrat (NO3-). Hierzu ist gel?ster Sauerstoff n?tig, der mit Hilfe von Belüftungsaggregaten unter hohem Energieeinsatz in das Belebtschlamm/Abwassergemisch eingetragen wird. Für den zweiten Schritt (Denitrifikation), in dem die Reduktion des Nitrats zu molekularem Stickstoff erfolgt, darf kein gel?ster Sauerstoff im Belebtschlamm vorhanden sein.

?blicherweise wird zur Nitrifikation 澳门皇冠_皇冠足球比分-劲爆体育 Sauerstoff eingebracht als eigentlich notwendig w?re, da eine Unterversorgung mit Sauerstoff die Effektivit?t der Prozessstufe gef?hrden würde. Die Nachteile dieser Vorgehensweise bestehen darin, dass einerseits das Einbringen von Sauerstoff (bzw. Luft) mit Hilfe von Kompressoren viel Energie erfordert, 澳门皇冠_皇冠足球比分-劲爆体育 Energie als notwendig verbraucht wird und andererseits auch Sauerstoff im Kl?rschlamm übrig bleibt, der dann die Effizienz der Denitrifikation beeintr?chtigt, die einen Ausschluss von Sauerstoff erfordert.

Zur Steigerung der Energie- und Prozesseffizienz w?re es daher besser, für die Nitrifikation genau die notwendige Menge an Sauerstoff einzubringen, die in der Prozessstufe ben?tigt und dann auch komplett verbraucht wird. Das Problem besteht allerdings darin, die notwendige Menge an Sauerstoff exakt zu ermitteln, da sie von diversen Umweltparametern wie beispielsweise der Au?entemperatur, Salzkonzentration, Art der Belüftungseinrichtung oder der exakten Zusammensetzung des Abwassers abh?ngig ist. Dieses Problem soll mit Hilfe eines neuen Regelalgorithmus, der adaptiven Fuzzy-Regelung, gel?st werden.

Ziel dieses Projekts ist die Entwicklung einer adaptiven kennfeldoptimierten Regelung für das Belebtschlammverfahren in Kl?ranlagen. Das Ziel dieser Beeinflussung ist die Minimierung der ben?tigten Energie, die zur biologischen Reinigung durch Zufuhr von Sauerstoff notwendig ist, bei gleichbleibender oder verbesserter Ablaufqualit?t.