Das Projekt "Simulation und Optimierung einer Kläranlage nach dem Belebungsverfahren" wird/wurde gefördert durch: Wasser- und Abwasser Verband Ilmenau. Es wird/wurde ausgeführt durch: Technische Universität Ilmenau, Fakultät für Informatik und Automatisierung, Institut für Automatisierung und Systemtechnik, Fachgebiet Dynamik und Simulation ökologischer Systeme.Mit Hilfe des an eine Kläranlage angepaßten Modells können Szenarien für verschiedene Betriebszustände oder geänderte Zuflußcharakteristiken berechnet und dessen Auswirkungen auf den Kläranlagenablauf untersucht werden.
Das Projekt "Schlammindexvorhersage mittels künstlicher Intelligenz zum effizienteren Ressourceneinsatz in der Abwasserbeseitigung" wird/wurde gefördert durch: Landesamt für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz Nordrhein-Westfalen. Es wird/wurde ausgeführt durch: Universität Duisburg-Essen, Fakultät für Ingenieurwissenschaften, Siedlungswasser- und Abfallwirtschaft.Mit der Abwasserbehandlung auf Kläranlagen gehen eine Vielzahl von chemischen und biologischen Prozessen simultan einher. Diese sich gegenseitig beeinflussenden Prozesse, deren Auswirkungen, wenn sich bestimmte Parameter im Prozess ändern und wie Veränderungen vorhergesagt werden können, stellt die Betreiber der Anlagen zum Teil vor große Herausforderungen. Die meisten Einflüsse auf den Prozess bei sich ändernden Umständen sind bereits bekannt, lassen sich aber nur mit großem Aufwand darstellen. Im laufenden Betrieb fällt eine große Anzahl an Messparametern mit entsprechenden Daten an, die zentral abgespeichert werden. Hierbei handelt es sich zum einen um fest eingestellte Betriebswerte, zum anderen aber auch um Daten zu Verbräuchen und sich in Abhängigkeit der Prozesse ergebende Daten. Diese Daten stehen dabei meistens direkt bzw. indirekt in Beziehung zueinander. Bedingt durch die sehr großen Mengen an Daten war es bisher nur sehr schwer möglich, alle anfallenden Messwerte hinsichtlich eines Zielparameters auszuwerten. Eine Möglichkeit zur Analyse, die in den letzten Jahren mehr Beachtung gewinnt, besteht über die Nutzung von künstliche Intelligenz (KI), die durch tausende Rechenoperationen pro Sekunde Muster aufdecken kann. Über die Auswertung historischer Daten kann mit Nutzung der KI ein mathematischer Zusammenhang hergestellt werden. Dieser Zusammenhang soll für die Erstellung zukünftiger Prognosemodelle verwendet werden. Das zum Einsatz kommende Prognosemodell beruht dabei auf einem Digitalen Zwilling der Kläranlage, welcher, verbunden über die Sensoren der Kläranlage, diese virtuell abbildet und in Echtzeit mit seinem wirklichen Vorbild vernetzt ist. Diesem Vorgehen liegt der pragmatische Annahme zugrunde, dass der genaue Einfluss eines bestimmten Parameters zunächst nicht bekannt sein muss, sofern er mathematisch beschrieben werden kann. Das erstellte Modell kann dann beliebig auf Zielparameter eingestellt werden. Im Zuge des Forschungsvorhabens soll dieser Ansatz für die Anwendbarkeit einer möglichen Prognose der Absetzbarkeit des Belebtschlamms vorgenommen werden, explizit der Schlammindexvorhersage (ISV) im Belebtschlammverfahren.
Das Projekt "Entwicklung und Vergleich von Membranverfahren zur Leistungssteigerung der kommunalen Abwasserreinigung durch die Kombination von Belebungsbiologie und Mikrofiltration sowie Bau und Optmierung einer technischen Versuchsanlage" wird/wurde gefördert durch: Deutsche Bundesstiftung Umwelt. Es wird/wurde ausgeführt durch: Weßling Beratende Ingenieure.
Das Projekt "Automation biologischer Klaeranlagen" wird/wurde ausgeführt durch: Forschungszentrum Karlsruhe GmbH Technik und Umwelt, Institut für Technikfolgenabschätzung und Systemanalyse (ITAS).Mit dem Instrumentarium der Systemanalyse werden die Moeglichkeiten zur Automation des Belebtschlammverfahrens untersucht. Es werden mathematische Modelle fuer das Belebungsbecken und das Nachklaerbecken entwickelt und an Messwerten geeicht. Auf der Basis dieser Modelle werden Strategien zur automatischen Steuerung berechnet und auf der Klaeranlage Donaueschingen erprobt.
Das Projekt "Wissenschaftliche Ueberrechnung des Erweiterungsentwurfes der Klaeranlage Limburg" wird/wurde gefördert durch: Abwasserverband Limburg. Es wird/wurde ausgeführt durch: Gesamthochschule Kassel, Fachbereich 14 Bauingenieurwesen, Institut für Gewässerschutz, Fachgebiet Siedlungswasserwirtschaft.Um die Klaeranlage Limburg nach den anerkannten Regeln der Technik zu betreiben, wurde im Jahr 1986 eine Erweiterungsentwurf erarbeitet, der eine gezielte Stickstoffelimination durch Nitrifikation und Denitrifikation ermoeglichen sollte. Aufgrund der seither gewonnenen Erkenntnisse auf dem Gebiet der weitergehenden Abwasserreinigung, war eine wissenschaftliche Ueberpruefung des Entwurfes sinnvoll. Dieser umfasste Messphasen zur Erstellung aktueller Stoffbilanzen sowie zur Erfassung dynamischer Belastungszustaende. Diese dienten als Grundlage fuer dynamische Simulationen mit einem am Fachgebiet Siedlungswasserwirtschaft entwickelten mathematischen Modell (SIMKA) fuer Klaeranlagen. Die Reinigungsleistung der Klaeranlage wurde fuer verschiedene Ausbauvarianten untersucht und Empfehlungen fuer eine optimierte Erweiterung gegeben.
Der Ruhrverband betreibt für seine Mitglieder über 60 Kläranlagen in Nordrhein-Westfalen und reinigt dort die Abwässer von mehr als zwei Millionen Menschen und zahlreichen Gewerbebetrieben. Die Kläranlage im sauerländischen Altena wurde 1984 mit einer Ausbaugröße von 52.000 Einwohnerwerten (EW) in Betrieb genommen. Die biologische Reinigung erfolgt derzeit nach dem Belebungsverfahren. Im Faulbehälter wird der Schlamm anaerob stabilisiert, dann maschinell entwässert und anschließend einer thermischen Verwertung zugeführt. Der Kläranlagenstandort soll umfassend saniert und an die seit den 1980er Jahren deutlich gesunkene Einwohnerzahl angepasst werden (zukünftige Ausbaugröße 20.000 EW). Ein Ziel der Umbaumaßnahmen ist es, die Anlage künftig ohne eigene Schlammbehandlung als so genannte Satellitenanlage, also von einer benachbarten Kläranlage aus, zu betreiben. Die geringe Flächenverfügbarkeit und die eingeschränkte Zugänglichkeit des Geländes für schweres Baugerät stellten wesentliche Herausforderungen für die Neuplanung dar. Auf Basis der Ergebnisse einer umfangreichen Machbarkeitsstudie wurde vom Ruhrverband die Umsetzung des Nereda ® -Verfahren als die vorteilhafteste Lösung für die Erneuerung der biologischen Reinigungsstufe ausgewählt. Das Nereda ® -Verfahren ist ein neuartiges biologisches Abwasserreinigungsverfahren, in dem die Bakterien durch eine spezielle Reaktorgestaltung und gezielte Betriebsführung anstelle von Flocken kompakte „Granulen“ ausbilden. In diesen Granulen laufen die verschiedenen biologischen Prozesse der Abwasserbehandlung in den inneren anaeroben Bereichen und den äußeren aeroben Bereichen gleichzeitig ab. Das Verfahren basiert auf einem modifizierten Sequencing Batch Reactor (SBR)-Betrieb, bei dem Beschickungs- und Ablaufphase, Reaktionsphase und Sedimentationsphase zyklisch aufeinander folgen. Überschüssiger Schlamm wird regelmäßig abgezogen und zur Weiterbehandlung auf eine benachbarte Kläranlage verbracht. Im Vergleich zu konventionellen biologischen Reinigungsverfahren nach dem Stand der Technik ergeben sich beim Nereda ® -Verfahren deutliche betriebliche und wirtschaftliche Vorteile durch den geringeren Flächenbedarf, eine hohe Robustheit des Verfahrens sowie geringere Betriebskosten und verminderten Wartungsbedarf. Eine moderne Mess-, Steuer- und Regeltechnik mit Online-Überwachung und Fernzugriff ist Bestandteil des Verfahrens. Mit der neuen Anlage und dem neuen Verfahren soll eine weitestgehend biologische Phosphorelemination erfolgen. So kann im Vergleich zum Ist-Zustand eine Einsparung von Fällmitteln für die chemische Phosphatfällung um voraussichtlich etwa 75 Prozent realisiert werden. Insgesamt wird mit der neuen Technologie eine deutliche Verbesserung der Ablaufwerte erwartet. Zusätzlich wird im Vergleich zum Ist-Zustand für die Kläranlage in Altena mit dem Nereda®-Verfahren eine Verringerung des Energiebedarfs um mindestens 30 Prozent erwartet. Insgesamt ergeben sich Einsparungen von 130 Tonnen CO 2 pro Jahr bzw. 7,6 Kilogramm CO 2 pro EW und Jahr. Branche: Wasser, Abwasser- und Abfallentsorgung, Beseitigung von Umweltverschmutzungen Umweltbereich: Wasser / Abwasser Fördernehmer: Ruhrverband Bundesland: Nordrhein-Westfalen Laufzeit: seit 2019 Status: Laufend
Das Projekt "Dynamische Modellierung von komplexen aeroben Abwasserreinigungsanlagen zum Zweck der Regelung und Optimierung" wird/wurde ausgeführt durch: Technische Universität Clausthal, Institut für Thermische Verfahrenstechnik.Seit das Belebtschlammverfahren in seinen Grundzuegen durch Publikationen und Patentanmeldungen von Ardern und Lockett im Jahre 1914 vorgestellt wurde, hat es sich zum Standardverfahren zur Reinigung kommunaler Abwaesser entwickelt, wobei es inzwischen auch gelungen ist, mit diesem Verfahren neben den Kohlenstoffverbindungen die Stickstoff- und Phosphorverbindungen aus dem Abwasser zu entfernen. Wurden frueher Belebungsanlagen noch aufgrund von vorwiegend hydraulischen Groessen ausgelegt, so sind heute aufgrund der immer umfangreicheren und strengeren Anforderungen der Abwasserverwaltungsvorschriften an die Reinigungsleistung einer Klaeranlage entsprechend komplexere Dimensionierungsbeziehungen zu beruecksichtigen. Bei der Planung neuer Anlagen, insbesondere fuer hoeherbelastete Abwaesser und Industrieabwaesser, gilt es zudem, neue Entwicklungen wie die Turmbiologie, Hochleistungsreaktoren (Kompaktreaktor, Hubstrahlreaktor, Prallstrahlreaktor) oder den Festbett- und Wirbelschichtreaktor als eine Altemative zum klassischen Belebungsbecken heranzuziehen und zu bewerten. Beim Betrieb werden wegen der steigenden Komplexitaet der Anlage und der erhoehten Anforderungen hinsichtlich der zulaessigen Grenzwerte und der Zahl der zu eliminierenden Schadstoffe sowie im Hinblick auf die Anlagensicherheit und die Ueberwachung der Grenzwerte zunehmend die Moeglichkeiten von on-line Messtechniken und modernen Regelungsstrategien Verwendung finden muessen. Ziel dieses Vorhabens ist es, - ein von der International Association on Water Pollution Research and Control (IAWPRC) entwickeltes mathematisches Modell zur Simulation von kommunalen Abwasserreinigungsanlagen fuer die dynamische Simulation von Anlagen fuer die Reinigung komplexer Abwaesser wie Deponiesickerwaesser und Industrieabwaesser zu erweitern, wobei eine objektorientierte Modellerstellungsumgebung entwickelt werden soll, die es gestattet, alle Projektphasen einer Simulation zu unterstuetzen, und - unter Verwendung der dynamischen Simulation Regelungs- und Optimierungsstrategien fuer komplexe Abwasserreinigungsanlagen unter Einsatz von on-line Messtechniken zu entwickeln. Dabei sollen sowohl analytische Verfahren, als auch sogenannte wissensbasierte Verfahren auf Basis der Fuzzy-Logik und Neuronalen Netze eingesetzt werden mit dem Ziel, dureh Kombination beider Verfahren hybride, adaptive Verfahren zu entwickeln.
Das Projekt "Untersuchung von Nitrifikation und Denitrifikation an Grossanlagen" wird/wurde ausgeführt durch: Technische Universität Wien, Institut für Wassergüte und Landschaftswasserbau.Durch umfangreiche Untersuchungen auf der Klaeranlage Wien-Blumental konnte gezeigt werden, dass unter bestimmten Bedingungen die gleichzeitige Entfernung der Kohlenstoff- und Stickstoffverbindung moeglich ist. In sauerstoffhaltigen Zonen des Belebungsbeckens wird nitrifiziert, in sauerstofffreien Zonen (anoxisch) wird denitrifiziert. Die Anwendung dieses Prinzips, das neben einer Entfernung von Stickstoffverbindungen auch Energieeinsparungen bewirkt, konnte auf vielen Klaeranlegen demonstriert werden.
Das Projekt "Anaerobe Vorreinigung von haeuslichem Abwasser in aufwaerts durchstroemten Schwimmfiltern" wird/wurde ausgeführt durch: Technische Universität Wien, Institut für Wassergüte und Landschaftswasserbau.Durch den Einsatz von Bewuchsflaechen fuer anaerobe Bakterien kann der Wirkungsgrad von Abwasserfaulanlagen im Kleinklaeranlagenbereich wesentlich gesteigert werden. Durch die Vorbehandlung von Abwasser in anaeroben Schwimmfiltern wird eine nachfolgende Behandlung durch Bodenfiltration oder mittels Tropfkoerper- oder Belebungsverfahren wesentlich erleichtert und verbessert.
Das Projekt "Untersuchung der ARA Graz-Goessendorf, Untersuchung der Versuchsanlage Graz-Goessendorf" wird/wurde ausgeführt durch: Technische Universität Graz, Institut für Siedlungswasserwirtschaft und Landschaftswasserbau.Fuer eine Anpassung der ARA Graz-Goessendorf an den Stand der Technik werden abwassertechnische Grunddaten fuer die Bemessung benoetigt. Anhand einer zweistrassigen Versuchsanlage soll ein Verfahrenskonzept ausgewaehlt werden. Als Varianten stehen ein Belebtschlammverfahren nach ATV A 131 und eine zweistufige Anlage mit Belebung, Zwischenklaerbecken, nachgeschaltenem Tropfkoerper und Sandfilter zur Diskussion. Die Untersuchungen sollen einen Rueckschluss auf die anzuwendende Verfahrensmoeglichkeit und einen wirklichkeitsnahen Ansatz fuer die Bemessungsparameter bieten. Das Untersuchungsprogramm umfasst die ueblichen abwassertechnischen Parameter incl. Frachtermittlung anhand von 24 h-Mischproben, Online - Messungen und Stichproben.
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