BMBF FONA ERWAS

AP 2.4 Kurzzeitprognose und Steuerung

Zur Darstellung weiterer Nutzungspotentiale des Drei-Ebenen-Gesamtmodells (Prozess-, Energie- und Kostenebene) wird ein modellunterstütztes Betriebscontrolling-Konzept für eine ausgewählte Kläranlage des Ruhrverbandes erarbeitet. Das Ziel dieses Arbeitspakets ist die Anpassung des in den vorherigen AP erstellten modularen Simulationswerkzeuges zu einer nutzbaren betriebsunterstützenden Offline-Modellierung (Kurzzeitprognose). Die Kurzzeitprognose dient zur Ermittlung einer optimierten Kläranlagensteuerung im Hinblick auf einen energieoptimierten Gesamtbetrieb der Anlage. Hierfür werden exemplarisch für eine ausgewählte Kläranlage des Ruhrverbandes Schnittstellen zur Verknüpfung mit dem Prozessleitsystem definiert. Ziel dieser integrierten Anbindung ist die schnelle und direkte Überprüfung der Auswirkungen einer bestimmten Betriebsweise auf den Gesamtprozess sowie der Parameterwerte, mit denen ein energieoptimierter Zustand erreicht werden kann.

 

Beteiligte Partner innerhalb des Arbeitspaketes

DHI-WASY

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Institut für Siedlungswasserwirtschaft und Abfalltechnik Leibniz Universität Hannover

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Ruhrverband

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AP 3.2: Bestandsaufnahme von Kläranlagen des Ruhrverbandes

Im Rahmen der Bestandsaufnahme werden die notwendigen Informationen zu den repräsentativen Kläranlagen zusammengetragen. Ergebnisse der Bestandsaufnahme fließen sowohl in die Auswahl der repräsentativen Kläranlagen (AP 3.1 „Stufenkonzept“), in das AP 2.3 „Einpflegen von Anlagenkonzepten“, in die Szenarienbeschreibung (AP 3.1 „Stufenkonzept“) sowie in die Anwendung des Stufenkonzeptes ein.

Durch Definition von Kläranlagentypen (z.B. energieintensive Nitrifikation /Denitrifikation im Umlaufbecken auf Kläranlage ohne Faulbehälter) in Verbindung mit realen Betriebskosten und vorhanden Investitionskostenstrukturen ergibt sich ein hohes Maß der Übertragbarkeit auf andere Standorte.

 

Beteiligte Partner innerhalb des Arbeitspaketes

Ruhrverband

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AP 3.3: Anwendung des Stufenkonzeptes auf typische Kläranlagen

Mit der Anwendung des Stufenkonzeptes an ausgewählten, repräsentativen Kläranlagen des Ruhrverbandes werden einerseits die inhaltlichen Handlungsempfehlungen für Ziele und Transformationspfade zu energieeffizienten Kläranlagen erarbeitet. Zum anderen wird die Methode zur Erarbeitung des Stufenkonzeptes getestet und somit die Praxistauglichkeit untersucht. Arbeitsschritte sind die Erarbeitung und Bewertung von Ziel-Kläranlagen und Leitbildern sowie die Beschreibung und Analyse von Transformationspfaden. Für die Ableitung von Ziel-Kläranlagen werden innovative Kläranlagenkonzeptionen erarbeitet, die sich als energieeffiziente Lösungen unter den spezifischen Szenarienbedingungen (Endpunkte) erweisen.

Bei der Beschreibung von beispielhaften Transformationspfaden wird die Ausgangssituation (repräsentative Kläranlagen) mit den Leitbildern im Rahmen von Investitionsabfolgen verbunden. Im ersten Schritt werden hierzu der Umbaubedarf und mögliche Reihenfolgen der Transformationsmaßnahmen (Investitionsabfolgen) beschrieben. Im zweiten Schritt werden Bedingungen für eine direkte Realisierung der Transformationspfade durch die Kläranlagenbetreiber analysiert. Ausgehend von Entscheidungskriterien (Wirtschaftlichkeitsüberlegungen, Budgetgrenzen, entgeltbezogene Strategien, Stand der Technik und rechtliche Erfordernisse) werden für die zentralen Investitionspunkte die notwendigen Rahmenbedingungen umrissen, die dann gelten müssten, damit die Kläranlagenbetreiber autonom eine Entscheidung entsprechend der Transformationspfade fällen würden.

Im Ergebnis lassen sich prinzipielle Transformationspfade beschreiben und vergleichend Aussagen zur Wirtschaftlichkeit der Transformationspfade und Flexibilität treffen. Die Erarbeitung erfolgt qualitativ, semiquantitativ und quantitativ unter Heranziehung der Möglichkeiten des Kostenmodells und der sich hierdurch bietenden Aussagen zur Entwicklung von Cash Flows und Kostenbarwerten.

 

Beteiligte Partner innerhalb des Arbeitspaketes

Institut für Infrastruktur und Ressourcenmanagement Universität Leipzig

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Institut für Siedlungswasserwirtschaft und Abfalltechnik Leibniz Universität Hannover

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DHI-WASY

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Ruhrverband

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AP 3.1: Erarbeitung des Stufenkonzeptes

Die Erarbeitung des Stufenkonzeptes wird in fünf Teilschritte unterteilt. Darüber hinaus stellt die beispielhafte Anwendung des Stufenkonzeptes einen integralen Bestandteil bei der Erarbeitung der Projektergebnisse dar. Die Teilschritte des Arbeitspaketes sind konzeptionelle Vorarbeiten, die Auswahl repräsentativer Kläranlagen, methodische Ausdifferenzierung des Stufenkonzepts, die Szenarienbeschreibung sowie die Erarbeitung von Praxisempfehlungen.

 

Beteiligte Partner innerhalb des Arbeitspaketes

Institut für Infrastruktur und Ressourcenmanagement Universität Leipzig

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