Startseite - Forschung - Forschungsprojekt

Abwasseraufbereitungsanlagen mit integrierten getauchten Membranen zur Rückhaltung partikulärer Substanzen (Membranbioreaktoren, MBR) sind attraktive Alternativen zu herkömmlichen Belebungsanlagen. Sie vereinbaren erhöhte Abwasserqualität und erhöhte Betriebssicherheit mit einem verringerten Platzbedarf. Allerdings bedingen der höhere Energiebedarf und der Membranersatz höhere Betriebskosten im Vergleich zur konventionellen Prozessvariante. Diese Kosten sollen durch Methoden der optimierungsbasierten Prozessführung minimiert werden.

Im Rahmen dieses Forschungsvorhabens wurde die Gesamtanlage zunächst in die Prozesseinheiten „Biologie” und „Membranfiltration” unterteilt. Diese wurden im Folgenden separat betrachtet und modelliert. Für beide Anlagenteile wurden Modelle unterschiedlicher Komplexität erstellt, die als Teil des Anlagenersatzmodells und in der Optimierung verwendet werden. Die Interaktion zwischen der biologischen Abwasserbehandlung und der Membranfiltration wurde anhand dieser Modelle untersucht und bewertet. Weiterhin wurden mit großem Erfolg Verfahren und Konzepte zur Echtzeitoptimierung und modell-prädiktiven Regelung der beiden Prozesseinheiten entwickelt und implementiert.

Derzeit werden die vorliegenden Arbeiten zu einem integrierten Konzept für die Prozessführung der Gesamtanlage zusammengeführt. Dabei müssen die unterschiedlichen Zeitskalen und Prozesseinheiten mit Hilfe von Dekompositions- und Dezentralisierungsstrategien berücksichtigt werden. Einen weiteren Schwerpunkt stellt die Entwicklung von geeigneten Ansätzen zur Zustands- und Parameternachführung unter großer Unsicherheit dar.

Im Rahmen der Forschungsarbeiten wurde ein Konzept zur modell-basierten Regelung von Membranfiltrationsprozessen entwickelt, das derzeit an einer Pilotanlage mit großem Erfolg eingesetzt wird. Diese praktischen Arbeiten werden mit großem Einsatz weiterverfolgt und sollen auf weitere Anwendungsfelder ausgeweitet werden.