Untersuchungen zur Effizienz einer Verbundsteuerung von Kanalnetz und Kläranlage auf der Basis innovativer Messtechniken

摘要

New radar and sound-based precipitation recording and prediction methods for the continuous recording of wastewater pollution in sewer networks and measuring devices for the direct determination of the settling properties of activated sludge provide a new stimulus for interconnected control systems for sewer networks and wastewater treatment plants. Against this background, the paper explains the control potential, which these measurement techniques and their practical implementation offer. An interconnected control model was developed for an existing sewer network, which, based on optimisation calculations, specifies the inflow into wastewater treatment plants as well as tank overflow and stormwater overflow rates with a view to minimising pollution of waterbodies to a predefined level. It becomes clear that peak loads and their frequencies can be considerably reduced by such control systems. Thus the primary objective of the control system was achieved. A significant reduction in stormwater overflow volumes - determined by a few major rainfall events -could not be achieved. The quality of precipitation predictions by radar, which, of course, is limited because of the variability of rainfalls, has a decisive influence on the efficiency of the control system.%Neue Methoden zur Niederschlagserfassung und -vorhersage durch Radar sowie Sonden zur kontinuierlichen Erfassung der Abwasserverschmutzung im Kanalnetz und Messgeräte zur direkten Ermittlung der Absetzeigenschaften des belebten Schlamms geben neue Impulse für die Verbundsteuerung von Kanalnetz und Kläranlage. Vor diesem Hintergrund wird das Steuerpotential durch den Einsatz dieser Messtechniken und deren praktische Anwendbarkeit exemplarisch beschrieben. Dazu wurde ein Verbundsteuermodell entwickelt, das am praktischen Beispiel eines bestehenden Kanalnetzes auf der Basis von Optimierungsrechnungen den Kläranlagenzufluss sowie Becken- und Entlastungsabflüsse vorgibt, mit dem Ziel, die individuell festzulegende Gewässerschädigung zu minimieren. Es zeigte sich, dass durch die Steuerung die Entlastungsspitzen und-häufigkeiten erheblich reduzierbar sind. Damit konnte das primäre Ziel der Steuerung umgesetzt werden. Eine signifikante Reduktion der Entlastungsvolumina - bestimmt durch wenige ausgeprägte Regenereignisse - war nicht möglich. Einen wesentlichen Einfluss auf die Effizienz der Steuerung übt die Qualität der Niederschlagsvorhersage durch Radar aus, die naturgemäß durch die Variabilität des Niederschlagsgeschehens begrenzt wird.