Kommunale Abwässer

Exportorientierte Forschung und Entwicklung in der Abwassertechnik - Software-Simulation für die ganzheitliche Planung von Abwasseranlagen

Projektergebnis ist eine Software, welche die Prozesse in den Anlagengruppen der Abwassertechnik modelliert, visualisiert und zu einem Gesamtmodell kombinieren kann. Sie soll eine ganzheitliche Planung von Kläranlagen unter Berücksichtigung technischer, ökologischer und ökonomischer Aspekte ermöglichen.

Zusammenfassung

Ziel des Projekts war es, ein Software-Toolkit und entsprechende Berechnungskonzepte zur Bewertung und Visualisierung von kommunalen Abwasserreinigungsverfahren unter Berücksichtigung länderspezifischer Gegebenheiten zu entwickeln. Ein Kriterienkatalog aus technischen, ökonomischen und ökologischen Kriterien soll die Basis für eine Bewertung und einen Variantenvergleich bieten. Der Katalog umfasst 24 Kriterien anhand derer die Gesamtbewertung der Reinigungsanlage erfolgen kann. So sollen Technologien auf dem Gebiet der Abwassertechnik für die internationale Zusammenarbeit verfügbar und anwendbar gemacht werden. Es wurden zunächst existierende Einzelmodelle für alle Anlagen (z.B. die Simulation der hydraulischen Sedimentations- und Mischvorgänge) untersucht und darüber hinaus für Belebungsbecken (belüftet, unbelüftet) und Bioreaktoren neue Rechenmodelle entwickelt. In einer Gesamtmodellierung wurde dann die gesamte Anlage mit allen Baugruppen abgebildet, um die auftretenden Wechselwirkungen der biologischen Systeme und das Gesamtverhalten zu simulieren.

Ergebnisse:

Durch die Schnittstellendefinition können Anlagenkomponenten verschaltet werden, ohne jeweils die Schnittstellen konfektionieren zu müssen. Nach einer stationären Simulation können die Daten problemlos für eine detaillierte dynamische Simulation ausgetauscht werden.
Die Bewertungskriterien können für einen Vergleich mehrerer Anlagenalternativen in qualitative Skalen transformiert werden. Die nicht technischen Kriterien beruhen auf der Identifizierung der Schlüsselprozesse in der Anlage (z.B. Zuverlässigkeit, Stabilität) oder auf kriterienspezifischen Parametern (z.B. Fläche der Geruchsbelästigung).
Bereits existierende stationäre Modelle für einzelne Verfahrensschritte lassen sich nicht zu einem Gesamtmodell kombinieren. Die Kalibrierung der drei neu entwickelten Modelltypen hingegen führte zu guten Ergebnissen und guten Übereinstimmungen zwischen dynamischen Originalmodellen und den entwickelten stationären Modellen für das Toolkit.
Für die Abbildung der Vorklärung wird ein Modell empfohlen, das anhand einer empirisch bestimmten Absetzkurve eine Reduktion des partikulären CSB und der organischen Stickstofffracht ermittelt. Für die Modellierung von Biofilmreaktoren eignet sich ein Modell für Stofftransportvorgänge innerhalb des Biofilms (Reaktionsgleichungen 0. und 1. Ordnung).
Mit dem Berechnungsmodell für die Wirtschaftlichkeit können die Verfahren Belebungsanlage, Biofilmverfahren, Teichanlagen und mechanische Reinigung unter Berücksichtigung von erfolgten Teilreinigungsleistungen und länderspezifischen Preisniveaus kalkuliert werden.

Quelle: Technische Informationsbibliothek Hannover (TIB)