Beschreibung

Modellierung mehrstufiger Trinkwasseraufbereitungsanlagen mittels eines expertensystem-basierten Simulationsmodells am Beispiel von Oberflächenwasser (METREX)

Die Trinkwassergewinnung aus Oberflächenwasser ist ein komplexer mehrstufiger Aufbereitungsprozeß. Jede Teilstufe stellt einen eigenen Prozeß mit verfahrens-, regelungstechnischen, physikalischen und chemischen Anteilen dar, deren Zusammenwirken modelliert werden soll. Das Simulationsmodell berücksichtigt deterministische und heuristische Zusammenhänge über ein angekoppeltes Expertensystem mit fuzzy-linguistischer Begriffsbildung. Die Validierung soll anhand von Betriebsdaten von Wasserwerken sowie Versuchen an einer bestehenden Trinkwasseraufbereitungsanlage im halbtechnischen Maßstab erfolgen. Ziel der Modellierung ist es, Aussagen über eine optimale Betriebsführung des Gesamtprozesses zu gewinnen sowie Auslegungsparameter neuer Trinkwasseraufbereitungsanlagen zu ermitteln. Weiterhin können außergewöhnliche Betriebszustände von großtechnischen Trinkwasseraufbereitungsanlagen simuliert werden, deren direkte Überprüfung in der Praxis entweder zu aufwendig oder zu riskant hinsichtlich der Verantwortung gegenüber dem Trinkwasserverbraucher wären.

Modeling of Multi-step Drinking Water Treatment Plants by Using Simulation Models Based on Expert Systems by the Example of Surface Water

Drinking water treatment is a complex multi-step process. Each treatment step represents thereby an individual process with its own chemical and physical characteristics, settings and effects concerning the removal of water compounds. As the purification effect in each step is influenced by the prior ones, the optimal design or operation of the whole process is not mandatory achieved by an optimal design and operation of each individual process step. The simulation models consider the deterministic and heuristic correlation by a coupled expert system with fuzzy linguistic terms. The simulation results are validated on the basis of operational data from water companies as well as tests at an existing drinking water processing plant in pilot plant scale. An aim of the modelling is to expand knowledge about an optimal operation of the whole process as well as to determine design parameters of new drinking water processing plants. Further unusual operating conditions in industrial drinking water processing plants, whose direct examination in practice either too complex or too risky regarding the responsibility for the drinking water consumer would be, can be simulated.

Projektorganisation

Laufzeit

01.05.1998 - 31.10.2001

Projektleitung im Fachgebiet

Prof. Dr.-Ing. Hans-Dieter Kochs
Dr.-Ing. Dipl.-Inform. Jörg Petersen

Projektbearbeitung

Dipl.-Ing. Natalie Lordick, wiss. Mitarb.
Dipl.-Ing. Michael Rumianiak, wiss. Mitarb.

Zusammenarbeit intern

Institut für Energie- und Umweltverfahrenstechnik

Zusammenarbeit extern

IWW Rheinisch-Westfälisches Institut für Wasserforschung gemeinnützige GmbH, Mülheim an der Ruhr

Förderung

Förderer

BMBF, Berlin

Förderart

Bund

Förderkennzeichen

02 WT 9814/9

Schlagworte

Computational Intelligence, Modellierung, Simulation, Trinkwasseraufbereitungsanlagen