S::Control® - Steuerung des optimalen Schlammalters

Das Konzept

S::Select® macht aufgrund der hervorragenden Schlammabsetzeigenschaften hohe Schlammkonzentrationen in der Belebung möglich. Ziel muss es allerdings sein, gerade ausreichend viel Schlamm im System zu behalten, so dass die geforderten Ablaufwerte sicher erreicht werden und die hervorragenden Schlammabsetzeigenschaften dauerhaft erhalten bleiben. Ist das Schlammalter höher als notwendig, so wird ein Teil der Belüftungsenergie verschwendet. Gleichzeitig wird die Gasausbeute in der Faulung geringer, da der Schlamm zu stark stabilisiert wird. Vor allen Dingen aber wird das Risiko der Blähschlammbildung massiv vergrössert. S::Control® stellt das Schlammalter gerade so ein, dass ausreichend Schlamm zur Erreichung der Reinigungsziele vorhanden ist, aber nicht mehr. Die Energiebilanz wird bei sicherer Einhaltung der Ablaufwerte optimiert. Die guten Schlammabsetzeigenschaften werden dauerhaft erhalten.
Aerobes Schlammalters und Energiebilanz
Aerobes Schlammalters und Energiebilanz
 
 

Bildung stabiler Schlammflocken

Der S::Select®-Effekt wird möglich, indem die Bakterien animiert werden, EPS (extrazelluläre Polymere) im Übermaß zu produzieren. Erst dann können ausreichend große und stabile Schlammflocken geschaffen werden. Die Produktion der EPS wird ausgelöst, indem die Biomasse in kurzen Intervallen, immer wiederkehrend einer Stresssituation ausgesetzt wird. Dies führt unmittelbar zur Produktion von EPS.
EPS
EPS
 
 

Die Regelung

Die Regelung des prozessoptimalen Schlammalters erfolgt aufgrund der Steilheit des pH-Abfalles in der belüfteten Phase. Das Δ pH ist eine ideale Kenngrösse, da es die Leistungsfähigkeit der Nitrifikation unabhängig von Schlammkonzentration, Wassertemperatur, Belastungsschwankungen usw. erkennt. Während der Lernphase des Reglers wird das Ziel-Δ pH auf die angestrebte NH4-Konzentration abgestimmt. Der Schlammabzug erfolgt dann auf der Basis des aktuell gemessenen Δ pH so, dass der Ziel-NH4-Wert immer gerade sicher eingehalten wird.
Δ pH, pH-Sättigung und Redox-Knick
Δ pH, pH-Sättigung und Redox-Knick
 
Der Regler erkennt die Geraden und errechnet nur aus diesen Abschnitten das Δ pH. Die Güte der Erkennung wird mit der Zugehörigkeit bewertet. Bei einer nicht ausreichenden Zugehörigkeit wird die Steilheit nicht in die Auswertung einbezogen.
Δ pH und Güte der Erkennung
Δ pH und Güte der Erkennung
 
Die Grafik zeigt beispielhaft den Verlauf des gemittelten Δ pH (exponentielle Glättung) über einen Zeitraum von 8 Wochen. Es ist eindrücklich, wie stark sich dieser Parameter durch die verschiedenen Einflussgrössen verändert bzw. wie enorm wichtig die Regelung des idealen Schlammalters ist. Diese Erkenntnis wird bei der grossen Mehrzahl der Belebungsanlagen ignoriert.
Δ pH über einen Zeitraum von 8 Wochen
Δ pH über einen Zeitraum von 8 Wochen
 
Der Verlauf des pH in der belüfteten Phase bzw. der Übergang aus der Geraden in die Sättigung ist ein sicherer Indikator dafür, dass das NH4 deutlich substratlimitierend wirkt bzw. die NH4-Konzentration sehr niedrige Werte erreicht hat. Die Belüftung wird jetzt abgeschaltet.
pH-Sättigung (blau) und Güte der Erkennung (schwarz)
pH-Sättigung (blau) und Güte der Erkennung (schwarz)
 
Der Redoxknick ist ein sicherer Indikator für das Erreichen von NOx = 0. Sobald diese Situation ausreichend genau erkannt ist, wird dies als Ende der Denitrifikation interpretiert und die Belüftung wird wieder eingeschaltet.
Der Redoxknick kennzeichnet das Ende der Denitrifikation
Der Redoxknick kennzeichnet das Ende der Denitrifikation
 
 
S::Control® basiert auf Fuzzy-Pattern-Technik.
Muster werden erkannt und mit dem aktuellen Kurvenverlauf verglichen. Fuzzy-Pattern ist ein in der Statistik vielfach angewendetes Analyseverfahren (die Identifizierung eines Fingerabdruckes basiert zum Beispiel auf Fuzzy-Pattern).

S::Control® benötigt nur die Parameter pH und Redox. Nach der Anlernphase ist es einfach, robust und äusserst zuverlässig.

S::Control® ist entscheidend für die dauerhafte Erhaltung der guten Schlammabsetzeigenschaften. S::Control® ist darüber hinaus die ideale Ergänzung zu S-Select® im Hinblick auf Energiebilanz, Robustheit und hervorragenden Ablaufergebnissen.
Mustererkennung über Referenzmuster
Mustererkennung über Referenzmuster
 
 
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