Planungswerkzeug für ressourcen- und energieeffiziente Kläranlagen unter Vermeidung umweltgefährdender Emissionen

Hintergrund

Der Betrieb von Kläranlagen ist für einen erheblichen Teil des Energiebedarfs auf kommunaler Ebene verantwortlich. Dementsprechend besteht ein allgemeines Interesse, den Strombedarf bei gleichbleibender Reinigungsqualität zu reduzieren. Zahlreiche Ansätze zur Energieeinsparung wurden bereits entwickelt und erfolgreich umgesetzt. Allerdings werden hierbei meist nur direkte Einsparmaßnahmen und deren positive Auswirkung auf den Energieverbrauch betrachtet. Ökologische Folgewirkungen werden in der Planungsphase oftmals vernachlässigt. So besteht neben der potenziellen Maximierung von Ammonium-Emissionen (NH₄), der Verschlechterung der Schlammstabilisierung und der potenziellen Verschlechterung des Absetzverhaltens sowie der Entwässerbarkeit des Schlamms auch die Gefahr erhöhter Emissionen von beispielsweise Nitrit und Lachgas (N₂O).

Produktbeschreibung

Im Vorhaben NoNitriNox wurde ein integriertes Planungswerkzeug zur Auslegung und energetischen Optimierung von Kläranlagen entwickelt, welches eine dynamische Simulation aller relevanten Einflussgrößen der Anlage erlaubt. Durch den Einsatz intelligenter Regelungskonzepte, kann somit eine Minderung des Energiebedarfs erzielt werden, während eine vermehrte Freisetzung von unerwünschten Stoffen wie Nitrit, Lachgas und Methan, vermieden oder diese sogar verringert wird.
Das interdisziplinär entwickelte Ingenieurswerkzeug vereint somit die Optimierung des Regelungskonzeptes mit der Quantifizierung von umweltgefährdenden Emissionen.

Rahmenbedingungen

Um die Interaktionen zwischen Verfahren, Ausrüstung und Automation einer Kläranlage zu analysieren, wird ein Simulationswerkzeug benötigt, mit dem das Zusammenspiel aller Komponenten beschrieben werden kann:

• Auslegung und Optimierung von Kläranlagen aufbauend auf dem Simulationswerkzeug SIMBA#
• Betriebsdaten der Kläranlagen sind als Datenbasis erforderlich
• Das Planungswerkzeug wurde mit einer Reihe von Praxispartnern erprobt

Nutzen für die kommunale Praxis

Durch Anwendung des Planungswerkzeuges entstehen für Kommunen neben ökonomischen, ebenso technische und ökologische Vorteile:

• Verringerung des Energiebedarfs der Kommune
• Kostenoptimierter Betrieb der Abwasserbehandlungsanlagen
• Beitrag zum Klimaschutz durch einen umweltschonenden Kläranlagenbetrieb
• Verbesserung der Reinigungsleistung der Kläranlage