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    Aufbau und Erprobung eines Entscheidungsunterstützenden Systems zur Optimierung der Betriebsführung der Kläranlage der BASF AG, Ludwigshafen

    Beschreibung

    Projektlaufzeit: 2000 - 2003

    Bearbeiter:

    • Dipl.-Ing. Lars Schuchardt
    • Dr.-Ing. Joachim Hansen

    Die BASF AG betreibt am Standort Ludwigshafen eine Kläranlage, in der die Abwässer aus dem Werk Ludwigshafen, der Stadt Ludwigshafen, der Stadt Frankenthal sowie der Gemeinde Bobenheim-Roxheim mechanisch-biologisch behandelt werden. Im Sommer 1998 erhielt tectraa von der BASF AG Ludwigshafen den Auftrag, eine Studie zur Optimierung der Prozessführung der Kläranlage durchzuführen.

    Die von tectraa durchgeführte eingehende Bestandsaufnahme und -analyse ergab, dass auf der Anlage eine erhebliche Anzahl an Messgeräten vorhanden ist, die bisher jedoch fast ausschließlich zu Dokumentations- und Überwachungszwecken eingesetzt werden. Nur wenige Prozesse sind automatisiert, viele Eingriffe erfolgen manuell, eine übergeordnete Regelstrategie existiert bislang nicht. Aufbauend auf den im Rahmen der Bestandsaufnahme und -analyse gewonnenen Erkenntnissen wurde ein Gesamtkonzept zur Optimierung der Betriebsführung entwickelt.

    Da die vorgeschlagene Konzeption sehr komplex ist, die Umsetzung einen Zeitraum von mehreren Jahren erfordert und die BASF AG zudem nur bewährte und erprobte Strategien großtechnisch umsetzen kann, bietet sich eine sukzessive Umsetzung der Konzeption an. Das Projekt Aufbau und Erprobung eines entscheidungsunterstützenden Systems EUS zur Optimierung der Betriebsführung der Kläranlage der BASF AG, Ludwigshafen hat dabei folgende wesentlichen Inhalte:

    • Dem EUS werden online gemessene Größen wie bspw. der Ammonium- sowie der BSB5-/DOC-Gehalt im Zulauf der Biologie, der Zulaufvolumenstrom, die Sauerstoffkonzentrationen in der Biologie sowie Ammonium- und Nitratkonzentrationen im Ablauf der biologischen Stufe zugeführt. Daneben verwertet das EUS auch offline Messgrößen, die im Rahmen der Eigenkontrolle erhoben werden wie z. B. Trockensubstanz (TS)-Gehalte in der Biologie, Überschussschlammengen und TS-Gehalte im Überschussschlamm, Schlammspiegel und Schlammindizes.
    • Das EUS verwertet diese Größen zur Charakterisierung der Abwasserverhältnisse und des Reinigungsverlaufs unter Verwendung von wissensbasierten Elementen und liefert „Vorschläge“ für die optimale Einstellung von relevanten Stellgrößen. Beispiele hierfür sind die optimale Größe der belüfteten und unbelüfteten Beckenzonen, aktuelle Sauerstoffsollwerte, das optimale Schlammalter und der hierzu erforderliche TS-Gehalt sowie der Überschussschlammabzug zum Erreichen des optimalen Schlammalters.
    • Die Verwertung der Vorschläge und das Umsetzen in Regeleingriffe erfolgt - nach einer entsprechenden Kontrolle durch das Betriebspersonal - auf manuellem Wege.
    • Nach Erprobung des Systems werden die entwickelten und dann bewährten Strategien zur aktiven Regelung der Prozesse durch eine Anbindung an die Stellglieder in die Großtechnik umgesetzt.

    Finanzierende Institution(en)

    • BASF AG Ludwigshafen