Optimierungsbasierte Regelung verfahrenstechnischer Prozesse Teilantrag 4: Dynamische Modellierung und Echtzeitoptimierung einer Abwasseraufbereitungsanlage mit getauchter Membrantrenneinheit

Abwasseraufbereitungsanlagen mit integrierten getauchten Membranen zur Rückhaltung partikulärer Substanzen sind attraktive Alternativen zu herkömmlichen Belebungsanlagen.您的资质和资质都很好，而且您还拥有一个非常优秀的铂合金刀。Allerdings bedingen der höhere Energiebedarf und der Membraner-höhere Betriebskosten im Vergleich zur conventionellen Prozessvariante.这种成本通过最小化韦尔登的优化方法得以解决。在Rahmen，这些研究在”生物学”和“膜移植”的过程中得到了广泛的应用。这是在Folgenden分开的betrachtet和modelliert。在Anlagenteile之前，模型将不受限制地复杂化，在Anlagenersatzmodels和Optimierung中将韦尔登。生物吸附与膜过滤的相互作用是一个很好的模型。Weiterhin wurden mit großem Erfolg Verfahren und Konzepte zur Echtzeitoptimierung und model-prädiktiven Regelung der beiden Prozesseinheiten entwickelt und implementiert. Zulaufrate和-conzentrationen sowie the Sonneneinstrahlung和Zulauftemperatur wurden als wesentliche dynamische Störgrößen erkannt and parametriert. Es wurde damit begonnen，Konzepte für die integrierte Prozessführung der Gesamtanlage zu entwickeln.在这两种情况下，劳动力必须保持平衡，并为韦尔登的总体发展提供一个完整的概念。Dabei müssen die unterschedlichen Zeitskalen und Prozesseinheiten mit Hilfe von Dekompositions- und Dezentralisierungsstrategien berücksichtigt韦尔登. Dies soll zunächst für den nominalen Fall geschehen，das heißt ohne explanizite Behandlung der Prozessunsicherheiten.在一个双胞胎中，必须在现实中不断地使用韦尔登和工具。Das dritte Arbeitspaket widmet sich speziell der modellgestützten Prädiktion der externen Störgrößen（z.B. Zulaufmenge und -konzentrationen），deren Güte wesentlich zum erfolgreichen Einstrument der optimierungsbasierten Prozessführung in der industriellen Praxis beiträgt.

Abwasseraufbereitungsanlagen mit integrierten getauchten Membranen zur Rückhaltung partikulärer Substanzen 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 „Membrantrennung" 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. Die Zulaufrate und -konzentrationen sowie die Sonneneinstrahlung und Zulauftemperatur wurden als wesentliche dynamische Störgrößen erkannt und parametriert. Es wurde damit begonnen, Konzepte für die integrierte Prozessführung der Gesamtanlage zu entwickeln. In der hier beantragten zweiten Antragsphase sollen die vorliegenden Arbeiten konsequent weiterverfolgt und zu einem integrierten Konzept für die Prozessführung der Gesamtanlage zusammengeführt werden. Dabei müssen die unterschiedlichen Zeitskalen und Prozesseinheiten mit Hilfe von Dekompositions- und Dezentralisierungsstrategien berücksichtigt werden. Dies soll zunächst für den nominalen Fall geschehen, das heißt ohne die explizite Behandlung der Prozessunsicherheiten. In einem zweiten Schritt sollen dann die in der Realität immer vorhandenen Modell- und Messfehler berücksichtigt werden. Das dritte Arbeitspaket widmet sich speziell der modellgestützten Prädiktion der externen Störgrößen (z.B. Zulaufmenge und -konzentrationen), deren Güte wesentlich zum erfolgreichen Einsatz der optimierungsbasierten Prozessführung in der industriellen Praxis beiträgt.