Das Archiv gibt einen Überblick über in der Vergangenheit von der HSGSim bearbeitete Schwerpunktthemen:
- Integrierte Modellierung,
- Kläranlagensimulation,
- AFS63,
- Digitaler Zwilling,
- Energieoptimierung.
Weitere Informationen über die Arbeit und Ergebnisse der bisherigen Schwerpunkte finden sich auch in der Publikationsliste.
Integrierte Modellierung
Ziel des Schwerpunkts “Integrierte Modellierung” war es, integrierte Modellansätze zur Simulation urbaner Entwässerungssysteme in Forschung und Praxis zu fördern. Die Themen des Schwerpunkts waren:
- Gemeinsame Betrachtung der Komponenten:
- Urbanes Einzugsgebiet,
- Kläranlage und
- Gewässer.
- Identifikation der maßgeblichen Prozesse und Variablen
- Wahl der notwendigen Detaillierungsgrade der einzelnen Teilsysteme.
- Mechanismen zur Kopplung einzelner Modelle.
Aus der Arbeit an diesen Themen ist unter anderem der Leitfaden “Integrierte Modellierung von Kanalnetz, Kläranlage und Gewässer” entstanden.
Kläranlagensimulation
Das Hauptziel des Schwerpunkts “Dynamische Simulation von Belebtschlammanlagen” war es, die Akzeptanz der dynamischen Simulation in der Praxis zu erhöhen. Die Themen des Schwerpunkts waren:
- Anwendung der dynamischen Simulation bei der Feinplanung von Belebtschlammanlagen.
- Beurteilung der Güte von Simulationsergebnissen.
- Erarbeitung von Richtlinien für die Durchführung von Simulationsstudien bei Belebungsanlagen.
Aus der Arbeit an diesen Themen hat sich die IWA Task Group “Good Modelling Practice” entwickelt, die internationale Standards für Simulationsstudien erarbeitet.
AFS63
Mit dem Erscheinen des Arbeitsblattes DWA‑A 102 im Dezember 2020 wurde der Parameter AFS63 (feine abfiltrierbare Feststoffe mit einem Korndurchmesser > 0,45 µm und < 63 μm) zur Bewertung der Verschmutzung von Niederschlagsabflüssen in Deutschland neu eingeführt.
In Ermangelung einer normativen Festlegung bei der Bestimmung dieses Parameters wurde beim HSGSim-Treffen in Darmstadt (#38) im Februar 2017 die Ad-Hoc-Arbeitsgruppe zum Thema “AFS63” eingerichtet, um (1) die zahlreich vorhandenen Erfahrungen innerhalb der Gruppe auszutauschen und um (2) mittelfristig einen Leitfaden mit Empfehlungen zur Bestimmung des AFS63 zu erarbeiten, um eine Vergleichbarkeit von durchgeführten AFS63-Bestimmungen sicherzustellen.
Erste festgestellte Einflussfaktoren bei der Bestimmung des AFS63, welche im Rahmen von standardisierten Vergleichsmessungen innerhalb der HSGSim gewonnen wurden, wurden im Rahmen der Aqua Urbanica 2018 in Landau präsentiert und auch veröffentlicht [Baum et al., 2018].
Danach wurden die gemeinsamen Arbeiten zu diesem Thema vorerst einmal eingestellt und können bei Bedarf und Interesse aber jederzeit wieder reaktiviert werden.
Digitaler Zwilling
Die Arbeitsgruppe Digitaler Zwilling beschäftigte sich mit dem Thema digitaler Zwilling in der Siedlungswasserwirtschaft. Beginnend mit der Frage seiner Definition und Abgrenzung gegenüber existierenden Konzepten der Digitalisierung, setzt sich die Arbeitsgruppe damit auseinander, wie und für welche Anwendungen digitale Zwillinge einen Mehrwert für die Siedlungswasserwirtschaft darstellen können. Dabei ging es u. a. um folgende Themen:
- Definition und Einordnung im Vergleich zu „altbekannten“ Konzepten aus dem Bereich der Digitalisierung in der Siedlungswasserwirtschaft (z. B. Simulationsmodelle, modellprädiktive Regelung usw.)
- Anwendungsfelder und Konzepte für den Einsatz
- Praktische Aspekte rund um die Implementierung
Das in der Arbeitsgruppe gemeinsam Erarbeitete wird demnächst in einem KA-Beitrag veröffentlicht werden.
Energieoptimierung
Die Arbeitsgruppe Energieoptimierung beschäftigte sich mit der Implementierung gängiger Energie Regelwerke/Leitlinien/Normen (z. B.: DWA‑A 216, Energiecheck und Energieanalyse) in die Modellierung und dynamischer Simulation von Abwasserreinigungsanlagen. Durch die Modellierung und dynamischer Simulation ergeben sich neue Ansätze zur Beurteilung der Energieeffizienz, innovativer Betriebsweisen bestehender Anlagen und nachhaltige Planung energieintensiver abwassertechnischer Prozesse. Darüber hinaus wird durch die Verknüpfung der biologisch/chemischen Reinigungsprozesse und dem Energieverbrauch ein Lückenschluss zwischen einer optimalen Reinigungsleistung und einem effizienten Energieeinsatz vollzogen. Im Sinne der ganzheitlichen modellbasierten Betrachtung (digitaler Zwilling) können sich zukünftig neuartige Beurteilungsparameter hinsichtlich des Energieverbrauchs ergeben.
- Eruieren des Potenzials der dynamischen Simulation in Bezug zur Energieoptimierung auf Abwasserreinigungsanlagen.
- Diskussion der Regelwerke/Normen/Leitlinien hinsichtlich deren Methodik, Unterschiede und Schwerpunkte.
- Anwendbarkeit der Regelwerke/Normen/Leitlinien für die Modellierung und dynamischer Simulation.
- Beurteilung adäquater Systemgrenzen, welche für die Betrachtung der Energieoptimierung auf Abwasserreinigungsanlagen sinnvoll sind.
- Aufzeigen innovativer Energieoptimierungspotenziale durch Beispielkläranlagen.