DE19819875C1 - Verfahren zum Steuern und Regeln der Belüftung von intermittierenden Kläranlagen - Google Patents
Verfahren zum Steuern und Regeln der Belüftung von intermittierenden KläranlagenInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern und Regeln der Belüftung von intermittierenden Kläranlagen, bei denen die Nitrifizierung und Denitrifizierung in einem Becken durch intermittierende Belüftung erfolgt. DOLLAR A Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, schmutzfrachtabhängig die jeweils richtigen Zeitpunkte des Belüftungsbeginns zum Einleiten der belüfteten Phase und des Belüftungsendes zum Einleiten der nicht belüfteten Phase aus Meßgrößen des Belebungsbeckens zu ermitteln. DOLLAR A Erfindungsgemäß werden aus relevanten Meßgrößen Signalzeitreihen gebildet und aus diesen Merkmale abgeleitet, die anzeigen, wann der Zustand des Belebungsbeckens das Ein- bzw. das Ausschalten der Belüftung erforderlich macht, um im Online-Verfahren die Belüftung zu starten bzw. zu beenden. Mit Hilfe der Fuzzy-Pattern-Klassifikation werden die Merkmale aus den Signalzeitreihen, die einen ähnlichen Zustand des Belebungsbeckens anzeigen, in einer Lernphase in Klassen vereinigt, als unscharfe Klassen gemäß der Theorie der Fuzzy-Pattern-Klassifikation beschrieben und auf diese Weise als unscharfe Klassifikatoren angelernt, mit deren Hilfe in der Anwendungsphase die Berechnung der optimalen Schaltzeitpunkte erfolgt.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern und Regeln
der Belüftung von intermittierenden Kläranlagen, bei denen die
Nitrifizierung und Denitrifizierung in einem Becken durch
intermittierende Belüftung erfolgt, auf der Basis einstufig
arbeitender Belebtschlammanlagen sowie Anlagen, bei denen die
Biomasse immobilisiert ist.
Die biologische Reinigung von Abwässern erfolgt u. a. in
Kläranlagen, bei denen die Nitrifizierung und Denitrifizierung
in einem Becken durch intermittierende Belüftung erfolgt. Dies
können sowohl einstufig arbeitende Belebtschlammanlagen
(Durchflußprinzip), Sequence-Batch-Reactor Anlagen (SBR)
(Aufstauprinzip), aber auch anders geartete Verfahren, wie
z. B. Festbettanlagen sein. Die Nitrifizierung und
Denitrifizierung wird hier in einem Becken durchgeführt. Dazu
muß die Luftzufuhr so gesteuert werden, daß durch die
ablaufenden biochemischen Prozesse eine weitgehende
Elimination von Stickstoff-, Kohlenstoff- und
Phosphorverbindungen erfolgt. Der Prozeß muß in der Kläranlage
so gesteuert werden, daß auch bei den unterschiedlichsten
Zulaufbedingungen maximale Reinigungsleistungen erzielt
werden.
Der Klärprozeß läuft dabei in verschiedenen Phasen ab:
- - oxische Phase (belüftete Phase) Durch die Belüftung erfolgt der Sauerstoffeintrag in das Abwasser. Der Sauerstoff steht den Bakterien in gelöster Form zur Verfügung. Sie sind somit in der Lage, den Kohlenstoff zu oxidieren und durch Nitrifizierung den Ammoniumstickstoff in Nitrat zu überführen.
- - anoxische Phase (nicht belüftete Phase): Bei ausgeschalteter Belüftung wird zunächst bei Abklingen der oxischen Phase der noch gelöste Sauerstoff durch die Bakterien aufgezehrt. Es entsteht die anoxische Phase, in der die Bakterien zur Aufrechterhaltung ihres Stoffwechsels gezwungen werden, den benötigten Sauerstoff durch Denitrifizierung aus dem Nitrat zu entnehmen, wobei molekularer Stickstoff freigesetzt wird. Es kommt zur weitgehenden Stickstoffeliminierung.
- - anaerobe Phase (nicht belüftete Phase): Es ist Sauerstoff weder in gelöster Form noch in Form von Nitrat vorhanden. Die Bakterien geraten in eine Streßsituation, in der sie aus ihrer Biomasse Phosphat abgeben. Da sie in der nachfolgenden oxischen Phase mehr Phosphat wieder aufnehmen, als in der anaeroben Phase rückgelöst wurde, wird mit dem abgezogenen Überschußschlamm Phosphor aus dem System entfernt. Es kommt zu einer weitgehenden Eliminierung von Phosphat.
Zur intermittierenden Nitrifikation/Denitrifikation im
allgemeinen und zu den möglichen Kläranlagenformen hierfür
siehe z. B.
- - DE 43 39 630 C1
- - Korrespondenz Abwasser 38 (1991), S. 228
- - Umwelt 28 (1998), S. 36
- - DE 39 06 943 A1
Im einfachsten Fall erfolgt eine Zeitsteuerung der Phasen. Die
Längen der einzelnen Phasen werden aus Erfahrungswerten
gewonnen. Schwankungen der Schmutzfrachtbelastung und die
verschiedenen biochemischen, umgebungsbedingten und
anlagenspezifischen Einflußfaktoren finden dabei keine
Berücksichtigung, so daß diese Art der Steuerung wenig
effizient ist. Aus diesem Grunde sind Steuerungen eingesetzt
worden, die die Schmutzfrachtbelastung durch Messung der BSB-,
Ammonium- oder Nitratwerte erkennen und danach die genannten
Phasen steuern. Der Nachteil dieser Steuerungen besteht in
einem erheblichen Kostenaufwand für die Online-Analysatoren
und deren Betriebskosten.
Daher wird versucht, aus einfach meßbaren Größen, die die
Schmutzfrachtbelastung indirekt anzeigen, Steuerungskriterien
zu gewinnen. Es ist bekannt, daß die Phasen sich durch
charakteristische Verläufe solcher Meßgrößen wie
Gelöstsauerstoff, pH-Wert, Redoxpotential, Leitfähigkeit,
Trübung etc. im Belebungsbecken unterscheiden. Sie werden
deshalb auch nach dem Stand der Technik für die Regelung der
Belüftung in unterschiedlichen Kombinationen herangezogen, die
Meßgrößen Gelöstsauerstoff und Redox sogar einzeln.
So wird in DE 38 35 374 A1 angegeben, die Zeiten für die
Nitrifikation und Denitrifikation in Abhängigkeit von der in
das Belebungsbecken eingetragenen Sauerstoffmenge zu
berechnen. Die Berechnung setzt die Kenntnis einer Reihe von
Größen voraus, die unter realen Bedingungen nur schwer zu
beschaffen sind. In der DE 44 17 259 A1 wird vorgeschlagen, aus
dem Verlauf der Sauerstoffkonzentration und dem Verlauf der
Belüftungsleistung die Belastung zu ermitteln. Dabei wird
davon ausgegangen, daß dieser Verlauf, der der
Sauerstoffzehrung entspricht, proportional der realen
Belastung des Klärwerks ist. Die Erfahrung jedoch zeigt, daß
die Sauerstoffzehrung neben der Belastung auch von der
Beschaffenheit der Biomasse abhängt, so daß der direkte Schluß
von der Sauerstoffzehrung auf die Belastung nicht immer
richtig sein muß.
In DE 39 14 357 A1 wird beschrieben, die Denitrifikation nach
dem Einsetzen eines Knicks (starker Abfall des Redoxverlaufes
in der Denitrifikationsphase) abzuschalten. Erfahrungen jedoch
zeigen, daß ein aus Differenzenbildung des Redoxabfalls
detektierbarer Knick nicht in jedem Falle nach der Beendigung
der Denitrifikation (Abbau von Nitrat) auftritt. In diesem
Fall muß eine Zeitsteuerung aktiviert werden, wodurch das Ziel
einer lastabhängigen Steuerung der Denitrifikationsphase nicht
erreicht wird.
Zusammengefaßt stößt die Regelung der Vorgänge im
Belebungsbecken deshalb auf Schwierigkeiten, weil die
quantitativen Beziehungen der Prozeßparameter des praktischen
Klärwerksbetriebes selbst unterschiedlichen und wechselnden
Ganglinien unterworfen sind. Die gegenseitigen Abhängigkeiten
treten nur fließend und "unscharf" in Erscheinung, denn die im
Belebungsbecken ablaufenden biochemischen Prozesse sind
komplexer Natur und stark verkoppelt. Die Vielzahl von
Einflußgrößen gestatten derzeitig keine ausreichende
quantitative Beschreibung der Zusammenhänge von
Abwasserzusammensetzung im Zulauf, Prozeßparametern im
Belebungsbecken und Reinigungsergebnis im Ablauf. Mit den
verfügbaren Meßgrößen und -verfahren sind eine Reihe von
Erscheinungen, die diese kausal beschreiben, überhaupt nicht
erfaßbar. Dazu gehören u. a. die tatsächliche Art und
Zusammensetzung der abzubauenden Schmutzfracht, Struktur und
Zusammensetzung der Biozönose im Belebungsbecken, die
Milieubedingungen der Bakterien und Mikroorganismen
(wachstumsfördernd, hemmend, toxisch auf die einzelnen Arten
wirkend), Schwimm- und Blähschlammbildung etc.
Mit Hilfe der Fuzzy-Technologie lassen sich diese "unscharf"
zu Tage tretenden Zusammenhänge im Verlauf wichtiger
Kenngrößen des Klärwerksbetriebes in eine für die Optimierung
des Verfahrens auswertbare Form bringen. So sind Verfahren
bekannt, auf der Grundlage von regelbasierten Fuzzy-Control-
Ansätzen unter Zuhilfenahme der Inferenzregel Signale für die
Belüftungsregelung zu gewinnen, siehe z. B. DE 41 40 915 A1 oder
Diss. J. Hansen, Univ. Kaiserslautern 1997, "Der Einsatz von
Fuzzy-Control für Regelungsaufgaben im Bereich der
Nährstoffelimination in kommunalen Kläranlagen". Jedoch tritt
auch hier das Problem zutage, daß durch Experten explizit
formulierte Regeln über Fuzzy-Mengen der Eingangs- und
Ausgangsgrößen als WENN-DANN-Statements formuliert werden
müssen.
Gegenwärtig häufen sich die Versuche, aus einfach meßbaren
Parametern wie Redoxpotential, pH-Wert, Leitfähigkeit,
Gelöstsauerstoff und Trübung den Ammonium-, bzw. Nitratgehalt
durch Fuzzy- und Neurofuzzy-Technologien nachzubilden und
diese Ersatzgrößen zum Regeln des Klärwerkes zu benutzen.
(Babel: "Fuzzy Klassifikation zur Situationsbewertung in
Klärwerken", Tagungsband 10. Chemnitzer Kolloquium, Shaker
Verlag Aachen 1995, S. 97-110; Köhne, M., u. a.: "Schätzung
wichtiger Prozeßgrößen der Abwasserreinigung mit Hilfe
neuronaler Netze", Korrespondenz Abwasser 3/96, S. 368-378).
Es hat sich jedoch gezeigt, daß die Allgemeingültigkeit der
angelernten neuronalen Netze bzw. Fuzzy-Klassifikatoren über
längere Zeiträume nicht gegeben ist. Daher wäre ein
permanentes Nachlernen der Modelle erforderlich, was eine
aufwendige permanente Nitrat- bzw. Ammoniummessung erfordert.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde,
schmutzfrachtabhängig die jeweils richtigen Zeitpunkte des
Belüftungsbeginns zum Einleiten der belüfteten Phase und des
Belüftungsendes zum Einleiten der nicht belüfteten Phase aus
Meßgrößen des Belebungsbeckens zu ermitteln.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt mit dem kennzeichnenden Teil
des Anspruches 1. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den
Unteransprüchen angegeben.
Erfindungsgemäß werden aus relevanten Meßgrößen
Signalzeitreihen gebildet und aus diesen Merkmale abgeleitet,
die anzeigen, wann der Zustand des Belebungsbeckens das Ein-
bzw. das Ausschalten der Belüftung erforderlich macht, um im
Online-Verfahren die Belüftung zu starten bzw. zu beenden. Mit
Hilfe der Fuzzy-Pattern-Klassifikation werden die Merkmale aus
den Signalzeitreihen, die einen ähnlichen Zustand des
Belebungsbeckens anzeigen, in einer Lernphase in Klassen
vereinigt, als unscharfe Klassen gemäß der Theorie der Fuzzy-
Pattern-Klassifikation beschrieben und auf diese Weise als
unscharfe Klassifikatoren angelernt mit deren Hilfe in der
Anwendungsphase die Berechnung der optimalen Schaltzeitpunkte
erfolgt.
Dazu werden erfindungsgemäß die Meßgrößen Redoxpotential,
Gelöstsauerstoff und pH-Wert und im Falle einer
Belüftungsregelung statt des Gelöstsauerstoffs die
Belüftungsleistung einzeln oder in Kombination über
entsprechende Sonden erfaßt und ausgewertet. Anstelle des
Parameters Gelöstsauerstoff können auch Größen, die die
Sauerstoffkonzentration indirekt darstellen, z. B. über die
elektrische Leistungsaufnahme der Belüftungsaggregate bei
Drehzahlregelungen, erfaßt werden. In Abhängigkeit von
äußeren Bedingungen und vom Zustand der Biomasse, der Art und
des Umfangs der Schmutzfrachtbelastung und der eingebrachten
Luftmenge stellen sich während der belüfteten und der
nichtbelüfteten Phasen jeweils charakteristische Verläufe der
Zeitreihen der Meßgrößen ein. In gewissen Zeitabständen
werden aus den Signalzeitreihen mit Hilfe von Methoden der
Signalanalyse Merkmale berechnet, die Signalmuster bilden.
Diese Signalmuster werden in einer Lernphase zu Klassen
zusammengefaßt, die sich im Hinblick auf den Zustand des
Belebungsbeckens unterscheiden. Diese Klassen werden in
einer Lernphase mit Hilfe der Theorie der Fuzzy-Pattern-
Klassifikation unscharf beschrieben und bilden auf diese
Weise unscharfe Klassifikatoren. In einer Anwendungsphase
werden in gleichen Zeitabständen wie in der Lernphase aus den
Meßgrößen Signalzeitreihen und daraus die in der Lernphase
genutzten Merkmale berechnet und mit Hilfe der unscharfen
Klassifikatoren unscharfe Zugehörigkeitswerte zu den Klassen
berechnet. Wenn die Zugehörigkeit zur jeweiligen Klasse
maximal ist, die das Ende der gewünschten biochemischen
Reaktion der nichtbelüfteten bzw. der belüfteten Phase
anzeigt, wird die Belüftung zu bzw. abgeschaltet.
Im Folgenden soll die Erfindung an Ausführungsbeispielen näher
erläutert werden.
In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Belebungsbeckens,
Fig. 2 Signalzeitreihen für Redoxpotential und
Gelöstsauerstoff und
Fig. 3 einen Verfahrensablauf in einer Steuereinrichtung.
Fig. 4 weitere Signalzeitreihen für Gelöstsauerstoff und
Redoxpotential während einer Nitrifikationsphase,
Fig. 5 zugehörige Histogramme von Gelöstsauerstoff und
Redoxpotential,
Fig. 6 Merkmalsmuster aus den Histogrammen,
Fig. 7 die Änderung der Merkmalsmuster durch taktweise
Neuberechnung der Histogramme,
Fig. 8 die Merkmalsmuster nach einer Klasseneinteilung durch
Clusterung,
Fig. 9 die Darstellung einer daraus entstandenen
Klassenzugehörigkeitsfunktion für zwei Merkmale,
Fig. 10 eine Trajektorie durch den Merkmalsraum der Funktion
nach Fig. 9 und
Fig. 11 ein Ausgangssignal nach Auswertung der
Zugehörigkeitsfunktionen aller Klassen.
Fig. 1. zeigt eine schematische Darstellung eines
Belebungsbeckens 1 mit einer Einrichtung zur Durchführung des
Verfahrens. Das an sich bekannte Belebungsbecken 1 ist mit
einer Belüftungseinrichtung 1a versehen angeordnet.
Belüftungseinrichtung 1a besteht aus einem elektrischen
Antriebsmotor 2, einem Gebläse 3 und Belüftungselementen 4 an
sich bekannter Bauart. Der Antriebsmotor 2 wird über eine
Steuer- und Meßleitung 5 gesteuert bzw. geregelt. Von
Meßsensoren 7 führen die Signalleitungen 8 zu einer
Steuereinrichtung 6. Diese besteht aus einem PC 10 und einer
I/O-PC-Karte 9 für die Analog-Digital-Wandlung der von den
Meßsensoren 7 aufgenommenen Meßgrößen und für die Ausgabe der
Schaltsignale für den Antriebsmotor 2.
Die Fig. 2 zeigt Signalzeitreihen für das Redoxpotential und
den Gelöstsauerstoff während der Nitrifizierung (I) und der
Denitrifizierung (II) für mehrere Zyklen.
Die Fig. 3 zeigt ein Schema des Verfahrensablaufes in der
Steuereinrichtung.
In einer Lernphase werden erfindungsgemäß die Signale über die
Meßsensoren 7 aufgenommen, über die Signalleitungen 8 und die
Steuer- und Meßleitung 5 der I/O-PC-Karte 9 zugeführt. Hier
werden die analogen Signale der Meßgrößen im Analog-Digital-
Umsetzer (ADU) 11 digitalisiert, wodurch Signalzeitreihen der
Meßgrößen entstehen. Diese werden dem PC 10 zugeführt. Im PC
werden die Signalzeitreihen im Softwaremodul 12 in
Signalabschnitte der belüfteten und nichtbelüfteten Phasen
getrennt. Für die Signalabschnitte werden im Softwaremodul 13
Merkmale berechnet, die Form und Lage der Signalzeitreihen
widerspiegeln. Solche Merkmale können u. a. aus
Signalhistogrammen gewonnen werden. Es werden im Softwaremodul
14 durch Clusterung der Merkmale Klassen mit Ähnlichkeiten der
Merkmalswerte gebildet, die gleichzeitig Klassen ähnlicher
Zustände des Belebungsbeckens sind. Für diese Klassen werden
im Softwaremodul 15 unscharfe Klassen entsprechend der Theorie
der Fuzzy-Pattern-Klassifikation berechnet. Diese Klassen
werden als Klassifikatoren in einer Klassifikatordatenbank 16
auf dem PC 10 gespeichert und stehen in der Anwendungsphase
für das Schalten der Belüftung zur Verfügung.
Während der Anwendungsphase werden die Signalzeitreihen in
gleicher Weise wie in der Lernphase gebildet, die genannten
Merkmale durch Softwaremodul 13 berechnet und durch das
Softwaremodul 17 werden mit Hilfe der in der Lernphase
berechneten Klassifikatoren unscharfe Zugehörigkeitswerte
berechnet, aus denen das Einschaltsignal der Belüftung für die
Einleitung der belüfteten bzw. das Ausschaltsignal der
Belüftung für den Beginn der nichtbelüfteten Phase im
Softwaremodul 18 gewonnen wird.
Die folgenden Ausführungen wurden am 14.06.99 nachgereicht.
Beim aus dem Stand der Technik bekannten regelbasierten
Ansatz ist die Anzahl, Form und Lage der Eingangs- und
Ausgangszugehörigkeitsfunktionen von Experten beim
Reglerentwurf festzulegen und muß als WENN-DANN-Statement
formuliert werden. Eine mehr oder weniger günstige Wahl der
verwendeten Größen hat unmittelbaren Einfluß auf das
Reglerverhalten. Im praktischen Fall ist deshalb noch ein
"Feintuning" vorzunehmen, um im "trial and error"-Verfahren
ein gewünschtes Reglerverhalten zu erzielen.
Nach dem erfindungsgemäßen Fuzzy-Pattern-Klassifikation
werden dagegen, wie gesagt, in einer Lernphase Klassen von
Prozeßsituationen angelernt. Die Klassen werden durch
unscharfe ("Fuzzy-") Klassifikatoren repräsentiert. Die
unscharfen Klassifikatoren wiederum stützen sich auf
unscharfe Zugehörigkeitsfunktionen im n-dimensionalen
Merkmalsraum. Die Zugehörigkeitsfunktionen werden aus realen
Daten des zu modellierenden Prozesses gewonnen.
Inhaltlich können die Klassen z. B. folgendermaßen
interpretiert werden:
- - "Nitrifikation ist in vollem Gang"
- - "Nitrifikation befindet sich im Abklingen"
- - "Nitrifikation ist abgeschlossen"
- - "Denitrifikation ist in vollem Gang"
- - "Denitrifikation befindet sich im Abklingen"
- - "Redoxknick ist erreicht"
- - "Denitrifikation ist abgeschlossen"
Während der Klärprozeß läuft, werden zeitgetaktet, für
Nitrifikation und Denitrifikation getrennt, Merkmalsmuster
berechnet, die aus signifikanten Meßgrößen wie
Redoxpotential, Gelöstsauerstoff, ggf. pH-Wert oder anderen
Größen, wie z. B. die oben genannte Leistungsaufnahme der
Belüftungsaggregate, gewonnen werden. Mit deren Hilfe werden,
nachdem die entstandenen Datenmuster nach Ähnlichkeiten
sortiert und durch einen Experten in Prozeßklassen eingeteilt
wurden, unscharfe Klassenzuordnungen vorgenommen. Die
unscharfe Klassenbeschreibung erfolgt nach den Regeln der
Fuzzy-Pattern-Klassifikation. Im Ergebnis liegen die
Parameter der Fuzzy-Zugehörigkeitsfunktionen für jede der
Prozeßklassen vor.
Am Beispiel der Prozeßphase Nitrifikation kann das z. B.
unter Benutzung der Prozeßgrößen Redoxpotential und
Gelöstsauerstoff folgendermaßen erläutert werden:
Fig. 4 zeigt dazu den Signalverlauf von Gelöstsauerstoff und
Redoxpotential während einer Nitrifikationsphase. Die
Merkmalsmuster werden aus den Zeitreihen gewonnen, indem
fortlaufend Histogramme mit festgelegter Anzahl von
Histogrammklassen (Stützwerte der Histogramme) gebildet
werden, wobei das Histogrammintervall sich mit jedem Takt
weiterbewegt und sich immer vom Start des Zyklus bis zum
aktuellen Takt erstreckt. Fig. 5 zeigt ein zu Fig. 4
zugehöriges Histogramm zu einem bestimmten Zeitpunkt. Aus den
Stützwerten der Einzelhistogramme werden gemeinsame
Merkmalsmuster gebildet, siehe Fig. 6.
Durch taktweise immer neue Berechnung der Histogramme ergeben
sich zeitlich sich ändernde Merkmalsmuster, wie Fig. 7 zeigt.
In der Lernphase werden diese Musterverläufe über eine Reihe
von Nitrifikationsphasen (und genauso für die
Denitrifikationsphasen) aufgenommen. Wie auch im obigen
Ausführungsbeispiel beschrieben, werden in einer Clusterung
ähnliche Merkmalsmustergruppen zu Klassen vereinigt. Eine
solche Klasseneinteilung zeigt Fig. 8 (K1 entspricht der
Semantik "Nitrifikation hat eingesetzt", K5 "Nitrifikation
ist beendet").
Nach der Klasseneinteilung wird die Berechnung der unscharfen
Klassifikatoren entsprechend der Fuzzy-Pattern-Klassifikation
vorgenommen. Ein Beispiel der entstehenden
Klassenzugehörigkeitsfunktionen zeigt Fig. 9 für zwei
Merkmalsmuster (der gesamte Merkmalsraum ist 14-dimensional
und daher graphisch nicht darstellbar).
Während der Nitrifikation durchläuft der Prozeß wie in der
Lernphase die Situationen, die durch die unscharfen Klasse K1
bis K6 repräsentiert werden. Der Nitrifikationsprozeß verläuft
dabei entlang der in Fig. 10 eingezeichneten Trajektorie durch
den Merkmalsraum (zur Verdeutlichung wieder nur
zweidimensional dargestellt). Das (Ausgangs-)Schaltsignal wird
durch Auswertung der Zugehörigkeitsfunktionen aller Klassen
(im Softwaremodul 17) gewonnen, das z. B. den in Fig. 11
dargestellten Verlauf nimmt. Überschreitet diese
Ausgangssignal einen festgelegten Schwellwert, so wird die
Nitrifikationsphase durch Ausschalten der Belüftung
abgebrochen.
Claims (3)
1. Verfahren zum Steuern und Regeln der Belüftung von
intermittierenden Kläranlagen, bei denen die
Nitrifizierung und Denitrifizierung in einem Becken durch
intermittierende Belüftung erfolgt, auf der Basis
einstufig arbeitender Belebtschlammanlagen sowie Anlagen,
bei denen die Biomasse immobilisiert ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß aus Signalzeitreihen von signifikanten chemischen,
physikalischen und/oder biochemischen Parametern der
Schmutzfracht Merkmale berechnet werden, Merkmalsmuster in
einer Lernphase durch Signalklassifikation zu Klassen
zusammengefaßt werden, die Klassen mit Hilfe der Methode
der Fuzzy-Pattern-Klassifikation als unscharfe Klassen in
Form von Klassifikatoren abgelegt werden und diese
Klassifikatoren in einer Anwendungsphase zur Festsetzung
des Starts der belüfteten bzw. der nichtbelüfteten Phase
genutzt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß zur Bildung der Merkmale aus den Signalzeitreihen
Histogramme der Signalzeitreihen berechnet werden und die
Stützwerte der Histogramme als Merkmale verwendet werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1, oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß bei der Regelung der Belüftung um einen Sollwert des
Gelöstsauerstoffs zur Signalklassifikation neben den an
sich bekannten Meßgrößen Redoxpotential und pH-Wert
einzeln oder in Kombination zusätzlich die
Belüftungsleistung als Meßgröße zur Merkmalsbildung
herangezogen wird.
Priority Applications (1)
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DE19819875A DE19819875C1 (de) | 1998-04-27 | 1998-04-27 | Verfahren zum Steuern und Regeln der Belüftung von intermittierenden Kläranlagen |
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