Prädiktive Regelungsstrategien zur Stickstoffelimination in kommunalen Kläranlagen

In der vorliegenden Arbeit werden für zwei Anlagenbeispiele mit unterschiedlicher verfahrenstechnischer Umsetzung der biologischen Abwasserreinigung prädiktive Regelungsstrategien für die biologische Stickstoffelimination hergeleitet. Bei beiden Anlagen können die Reinigungsziele mit der vorhandenen bzw. geplanten konventionellen Prozeßführung nicht erfüllt werden. Schwerpunkte der Arbeit sind die Analyse und Auswahl der Stellgrößen, die Darstellung der Vorgehensweise beim Entwurf der prädiktiven Strategien sowie die Herleitung geeigneter Reglerentwurfsmodelle (diskutiert werden die Einsatzmöglichkeiten von Modellen mit vereinfachter, nichtlinearer Reaktionskinetik und von künstlichen neuronalen Netzen). Die Entwicklung und Erprobung der prädiktiven Strategien erfolgt mit Hilfe der Simulation an detaillierten Prozeßmodellen der Anlagenbeispiele. Hierbei bietet die Simulation den großen Vorteil, die verschiedenen konventionellen und prädiktiven Strategien unter gleichen Randbedingungen testen zu können, was den Vergleich und die Interpretierbarkeit der Ergebnisse erleichtert. Die Ergebnisse verdeutlichen die Vorteile der prädiktiven gegenüber den konventionellen Strategien und unterstreichen damit die Möglichkeiten des Einsatzes prädiktiver Strategien zur Führung der biologischen Abwasserreinigungsprozesse.