Sei du der Betriebsleiter!
Heute sitzt du am Prozessleitsystem: Pumpen schalten, Belüftung regeln und auf Störungen reagieren. Deine Entscheidungen wirken sich direkt auf die Kläranlage aus. Läuft alles rund – oder bringst du die Anlage an ihre Grenzen?
Die Kläranlage am PLS steuern
Ein Aggregat im Schaubild auswählen und auf Ein, Aus oder Automatik stellen. Im Schnitt werden Wasserstand, Durchmischung und Belüftung sichtbar. Pumpen- und Gebläsestörungen lassen sich auslösen, quittieren und beheben. Starkregen erhöht den Zulauf; die Messwertkurven zeigen die Auswirkungen der Bedienung.
1 · Grenzwerte Ablauf einstellen
Eigene Grenzwerte für die Ablaufparameter festlegen. Überschreitungen werden in der Simulation unmittelbar als Grenzwertmeldung angezeigt.
2 · Simulierte Abwassertemperatur
Die eingestellte Abwassertemperatur beeinflusst die biologischen Umsatzraten der Simulation.
3 · Szenarien und Störungen
Störung auslösen, quittieren und Ursache beheben. Nach der Behebung das Aggregat wieder auf EIN oder AUTOMATIK setzen.
Normaler Zulauf
Beispiel für einen stark stickstoff- und phosphorbelasteten Industrie-/Gewerbeeinleiter. Die erhöhte N-Fracht belastet Nitrifikation und Denitrifikation; die P-Elimination hängt zusätzlich von der Fällmitteldosierung ab.
Normaler Zulauf · C:N:P etwa 100:20:3
Zulaufpumpe
Die Förderung stoppt; der Wasserstand im Pumpensumpf steigt.
Keine Störung
Gebläse
Sauerstoff sinkt; Ammonium steigt zeitverzögert.
Keine Störung
Rücklaufschlammpumpe
Der Schlammspiegel in der Nachklärung steigt.
Keine Störung
Deni-Rührwerk
Durchmischung fällt aus; der Nitratabbau wird schlechter.
Keine Störung
Interne Rezirkulation
Nitratrückführung fällt aus; Nitrat steigt in Belebung und Ablauf.
Keine Störung
Überschussschlammpumpe
Schlammabzug fällt aus; der Schlammspiegel steigt.
Keine Störung
Fällmitteldosierpumpe
Phosphatfällung fällt aus; Orthophosphat im Ablauf steigt.
Keine Störung
Blähschlamm · Microthrix
Fadenförmige Organismen verschlechtern die Absetzeigenschaften. Der Schlammspiegel steigt, flockiger Schlamm gelangt zunehmend in den Ablauf.
Keine Störung
Fachliche Einordnung der Lernsimulation
Die Vorgänge laufen für die Darstellung beschleunigt ab. Reale Reaktionszeiten liegen je nach Vorgang bei Stunden bis Tagen. Die Simulation zeigt typische Zusammenhänge; sie ist nicht mit Betriebsdaten einer konkreten Anlage kalibriert.
Der Zulauf enthält im Modell 400–600 mg/l Gesamt-CSB und 20–50 mg/l Gesamt-Stickstoff. Die Deni-Anzeige beschreibt eine lokale Messstelle nach teilweiser Einmischung der Rückführungen. Dort wird der gelöste CSB betrachtet; im Ablauf umfasst der CSB bei Schlammabtrieb zusätzlich die ausgetragenen Feststoffe. NH₄-N, NO₃-N und NO₂-N sind jeweils als mg N/l angegeben. Ihre Summe ist anorganischer Stickstoff und kein Gesamt-N.
Die Automatik strebt niedrige Ablaufwerte an. Ein Wert unter 5 mg/l ist bei Kälte, Kohlenstoffmangel, Überlastung oder Störungen nicht garantiert. Die interne Rezi ist auf 500 % begrenzt; übliche Auslegungen liegen häufig bei 200–400 %. Mehr Rückführung kann zugleich mehr Sauerstoff in die Deni eintragen. Unter 10 °C wird die Nitrifikation langsamer, fällt aber nicht allein wegen dieser Temperatur aus.
Orthophosphat wird als mg PO₄³⁻/l dargestellt, nicht als mg P/l. Die Fällung bindet gelöstes Phosphat an Feststoffe; diese werden mit dem Überschussschlamm entfernt. Schlammabtrieb erhöht vor allem die partikulären Anteile, nicht automatisch das gelöste Orthophosphat.
Der Störfall „Blähschlamm · Microthrix“ ist als beschleunigte Lernsimulation umgesetzt: schlechte Absetzeigenschaften lassen den Schlammspiegel steigen und können Schlammabtrieb begünstigen. Die reale Entwicklung und Bekämpfung ist deutlich komplexer und erfolgt nicht innerhalb weniger Minuten.
Fische und Blaulicht sind ein symbolischer Hinweis auf eine mögliche Gewässerbelastung. Eine reale Wirkung hängt auch von Gewässerabfluss, Sauerstoff, Temperatur und pH ab. Wenn die Fische wieder schwimmen, wird die Lernszene zurückgesetzt; tote Fische werden in der Realität nicht wieder lebendig.
Fachliche Grundlage: EPA Nutrient Control Design Manual und EPA: Auswirkungen hoher Zuflüsse.
4 · Messwertverläufe beobachten
Größere Diagramme zeigen die Reaktion auf Schaltbefehle und Störungen. Gleichbleibende Messwerte bleiben eine gerade Linie.
Der Verlauf wird ab Seitenaufruf aufgezeichnet.
Simulation bereit. Zulaufpumpe ausgewählt.
Automatik: Zulaufpumpe schaltet nach Wasserstand; Deni-Rührwerk läuft; Gebläse läuft in Automatik kontinuierlich und regelt seine Leistung über den Frequenzumformer innerhalb der eingestellten Sauerstoffgrenzen. Interne Rezirkulation und Rücklaufschlamm laufen nur in Automatik durchgehend. Die Überschussschlammpumpe wird ebenfalls nur in Automatik über die eingestellten Grenzen gesteuert: EIN ab dem oberen Schlammspiegel, AUS am unteren. Bei manueller EIN-Stellung läuft sie dauerhaft, bei AUS steht sie. Bei Ausfall der Rücklaufschlammpumpe steigt der Schlammspiegel; erreicht er den Ablauf, gelangt Schlamm ins Gewässer. Nach der Störungsbehebung die Rücklaufschlammpumpe wieder einschalten. Vereinfachte Simulation ohne Verbindung zu einer echten Anlage. NH₄ und NO₃ werden als Stickstoffkonzentrationen (NH₄-N/NO₃-N) gezeigt. CSB in Deni und Belebung beschreibt den gelösten Anteil; Der Ablauf-CSB berücksichtigt zusätzlich organische Schlammanteile bei Schlammabtrieb. Steigt der Schlammspiegel bis zum Ablauf, erhöht sich dieser Wert stark und klingt nach Wiederherstellung der Schlammabtrennung verzögert ab. Im Starkregenszenario wird anhaltende Verdünnung abgebildet, ohne anfänglichen Schmutzstoß. Kohlenstoffmangel ist eine mögliche Folge der geringeren Verfügbarkeit und kürzeren Kontaktzeit, nicht allein der proportionalen Verdünnung. Hoher Durchfluss kann auch bei niedrigem Schlammspiegel einen leichten Schlammabtrieb auslösen. Die Nachklärung trennt Schlamm ab, entfernt gelöstes Ammonium und Nitrat im Modell aber nicht zusätzlich.