Mathematische Beschreibung der Temperaturabhängigkeit der Nitrifikation in der Simulation

Die Abwassertemperatur hat eine entscheidende Bedeutung für die biologischen Prozesse in einer Kläranlage. Um die Prozesse der biologischen Abwasserreinigung in den Programmen zur dynamischen Simulation von Kläranlagen auch unter variablen Temperaturbedingungen realistisch abbilden zu können, werden geeignete mathematische Ausdrücke für die Beschreibung der Temperaturabhängigkeit benötigt. Dies ist insbesondere für die Nachbildung von Abwasserreinigungsanlagen in anderen Klimazonen von großer Bedeutung und somit auch eine Voraussetzung für den Export dieser Technologie in solche Gebiete.
Unter Verwendung eines neuen Temperaturterms konnte die in einer kommunalen Kläranlage durch eine langanhaltende Kälteperiode verursachte Problematik mithilfe der Simulation erfolgreich nachgebildet und erklärt werden.

Die neuen Temperaturterme ermoglichen eine realistische Abbildung der Temperaturabhangigkeit des Mikroorganismenwachstums. Durch Variation der Parameter kann der Verlauf der Korrekturfunktion sehr flexibel und gezielt angepasst werden. Im Vergleich zu den bisher verwendeten Temperaturtermen kann die Modellmatrix vereinfacht werden (Elimination des Absterbeprozesses).
Die Simulation zeigt das prinzipielle Verhalten des biologischen Systems unter veranderlichen Temperaturen. Man kann nicht davon ausgehen, dass die Effekte in der realen Klaranlage genau bei den angegebenen Temperaturen so ablaufen und die Zeitraume exakt so lang sein mussen.
Unter Verwendung der neuen Temperaturterme konnte ein au.ergewohnlicher Betriebszustand der untersuchten Klaranlage erfolgreich in der Simulation nachgebildet und erklart werden. Dieses Beispiel demonstriert die Einsatzmoglichkeit der Simulation als Softsensor, da uber die Berechnung der zeitliche Konzentrationsverlauf einer ansonsten nicht direkt online messbaren Stoffgruppe (autotrophe Biomasse) erhalten wird und aus diesen Ergebnissen wichtige Schlussfolgerungen uber den Zustand des Systems abgeleitet werden konnen.



Copyright: © Vulkan-Verlag GmbH
Quelle: GWF 01/2013 (Januar 2013)
Seiten: 8
Preis: € 8,00
Autor: Dr. Frank Uhlenhut
 
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