Description: WIR MACHEN ENERGIEGEWINNER ABWASSERBEHANDLUNG IN SACHSEN-ANHALT – ENERGIEEFFIZIENZ STEIGERN Kombinierte Verfahrens- und Energie- effizienzanalyse mit einem Digitalen Zwilling INHALT 2 MOTIVATION 3 MECHANISMEN ZUR ENERGIEEINSPARUNG Überblick Belüftungssysteme Verfahrensregler (Regelung der Stickstoffelimination) 4 4 5 7 INTEGRIERTE PLANUNG MIT SIMULATION Computermodell Verfahrenstechnik Virtuelle Erprobung von MSR-Funktionen Simulation der Ausrüstung und des Energiebedarfs 8 8 9 10 BEISPIEL: ÜBERPRÜFUNG ENERGIEEFFIZIENTER LUFTVERTEILREGELUNG BEI DRUCKBELÜFTUNG Problemstellung Varianten Digitales Modell Ergebnisse 14 14 14 15 15 ZUSAMMENFASSUNG18 Quellen 19 MOTIVATION Anbetrachts der steigenden Anforderungen an ei- nen wirtschaftlichen Betrieb rückt das Thema Ener- gieeffizienz auch auf Kläranlagen zunehmend in den Fokus des wirtschaftlichen Handelns. Mit Hilfe von Energieanalysen sollen Energieeinspar- potenziale aufgedeckt werden, wobei jedoch die Sicherstellung der Wasserreinigung gemäß der Ab- wasserverordnung stets oberste Priorität hat. Eine Grundlage für die energetische Einordnung einer Kläranlage bildet das Arbeitsblatt DWA-A 216 – Ener- giecheck und Energieanalyse [DWA 2016] oder auch Landesinitiativen wie z. B. [Müller et al. 1999]. Auf Kläranlagen ist interessantes Verbesserungspo- tenzial durch steuerungs- und regelungstechnische Maßnahmen und maschinentechnische Anpassun- gen, trotz der bei den biologischen Prozessen einer Kläranlage gegebenen Einschränkungen, vorhanden. Dieses Potenzial kann zur Verbesserung der Ablauf- werte und des Energieeinsatzes genutzt werden. Die optimale Hebung dieses Potenzials ist allerdings eine herausfordernde interdisziplinäre Ingenieurs- aufgabe. Bei Gewährleistung, besser noch Verbesse- rung, der verfahrenstechnischen Funktion der Kläran- lage als Aufgabe für den Verfahrensingenieur (Sied- lungswasserwirtschaftler) muss eine abgestimmte Maschinentechnik (Pumpenstaffeln, Belüfterele- mente, Belegungsdichte, Luftverteilsystem, Gebläse- staffel, Schieberauslegung) installiert werden, um die Anforderungen mit hohem Wirkungsgrad um- setzen zu können, und letztlich muss eine darauf ab- gestimmte Automatisierungstechnik mit Hilfe der Ausrüstung das Verfahren stabil, schnell und lastab- hängig in den jeweils besten Arbeitspunkten halten. Ein leistungsfähiges Werkzeug für die Planung, Di- mensionierung und den Betrieb von Kläranlagen ist die Nutzung von Simulationen. Mit dieser Methode wird ein „digitaler Zwilling“ als Computermodell er- stellt, welches alle relevanten Komponenten enthält (Abbildung 1). In diesem Computermodell werden alle Interaktionen innerhalb der Kläranlage virtuell analysiert und optimiert. Der Vorteil einer Analyse von Energieverbräuchen unter Zuhilfenahme der Simulation liegt in der dy- namischen Abbildung der verfahrenstechnischen Prozesse. Veränderungen in den Randbedingungen sowie der Prozessführung werden simuliert und damit Kon- zepte zur Verbesserung der Reinigungsleistung oder Verringerung des Energieverbrauchs entwickelt. Dies stellt einen maßgeblichen Vorteil im Vergleich zur statischen Bilanzierung ausschließlich anhand von Betriebswerten einer Kläranlage dar. 3
Origin: /Land/Sachsen-Anhalt/LENA
Tags: Stickstoffelimination ? Sachsen-Anhalt ? Abwasserbehandlung ? Gewährleistung ? Wasserreinigung ? Energiebedarf ? Energieeinsparung ? Energieverbrauch ? Mathematisches Modell ? Reinigungsleistung ? Simulationsmodell ? Wirkungsgrad ? Energieeffizienz ? Digitaler Zwilling ? Belüftung ? Klärtechnik ?
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Language: Deutsch
Issued: 2019-06-21
Modified: 2019-06-21
Time ranges: 2019-06-21 - 2019-06-21
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