Energieoptimale Regelung für die Belebungsstufe C

Kläranlage Seehausen

Beim Verfahren zur biologischen Abwasserreinigung in Kläranlagen wird die Schmutzfracht (Kohlenstoff- und Stickstoffverbindungen) des Abwassers, in verschiedenen Prozessstufen, durch die Stoffwechselaktivität von Mikroorganismen  bereinigt. Diese Verfahrensweise wird als Belebtschlammverfahren bezeichnet. Der Stickstoff gelangt fast ausschließlich in Form von Ammonium (NH4+) in die Kläranlage und wird durch die Mikroorganismen des Belebtschlamms in der biologischen Reinigungsstufe durch eine Nitrifikation und anschließender Denitrifikation umgewandelt. Bei der Nitrifikation wird Sauerstoff in den Prozess eingeleitet, Dabei wird üblicherweise mehr Sauerstoff eingebracht als eigentlich notwendig wäre, da eine Unterversorgung mit Sauerstoff die Effektivität der Prozessstufe gefährden würde. Die Nachteile dieser Vorgehensweise bestehen darin, dass zum einen das Einbringen von Sauerstoff (durch verdichtete Umgebungsluft) mit Hilfe von Kompressoren / Verdichtern viel elektrische Energie erfordert und zum anderen Sauerstoff im Klärschlamm übrig bleibt, der die Effizienz der nachfolgenden Denitrifikation beeinträchtigt. Zur Steigerung der Energie- und Prozesseffizienz wäre es daher besser, für die Nitrifikation genau die notwendige Menge an Sauerstoff einzubringen. Dafür wird ein Kennfeld zur Bestimmung des optimalen Sollwertes erstellt und im laufenden  Prozess stetig durch einen Adaptionsalgorithmus an die Anlage angepasst.