Im Rahmen dieses Forschungsvorhabens wurde die mathematische Modellierung anaerober Vergärungsprozesse genutzt, um eine geeignete Prozesssteuerung zur Stabilisierung und Optimierung des Betriebes von Anaerobreaktoren zu entwerfen. In der Betriebspraxis von Anaerobreaktoren gibt es häufig das Problem, dass höchst unterschiedliche Substrate zugegeben werden. Durch Hemmungsreaktionen oder Übersäuerung des Reaktors können dann beispielsweise die Methanogenese und daraus folgend die Acetogenese stark eingeschränkt werden oder ganz zusammenbrechen. Es liegt also ein äußerst instabiles Prozessgefüge verschiedener Abbauschritte vor. Mittels einer Prozesssteuerung können u.a. durch die Messung von H2, Methangas, organischen Säuren und pH-Wert frühzeitig zukünftige Betriebsprobleme erkannt werden, und es kann durch geeignete Maßnahmen gegengesteuert werden (Zugabe basischer Mittel, Stoppen des Zuflusses, etc.).
Anhand vorhandener Messdaten zur Vergärung wurden international anerkannte Simulationsmodelle weiterentwickelt und kalibriert. Danach konnte die Leistungsfähigkeit verschiedener Steuerungsstrategien auf Basis von Fuzzy Control für dynamische Zulaufdaten am mathematischen Modell getestet werden. Es war durch die Simulation möglich, detaillierte Prognosen und Steuerungsstrategien für zahlreiche Abwasserzuläufe und Betriebszustände im Anaerobreaktor zu entwickeln, die sonst nur durch aufwendige und teure Messphasen ermittelt werden könnten. Für das Übertragen der Erkenntnisse aus der Simulation in die Praxis war eine genaue Kalibrierung des mathematischen Modells an den vorhandenen Praxisdaten nötig.
Projektleitung an der TUM: Prof. Dr.-Ing. M. Wichern
Projektleitung: LS für Siedlungswasserwirtschaft (TU München)
Quelle: http://www.ruhr-uni-bochum.de/siwawi/Forschung/Forschungsvorhaben%20betreut.html