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EIN Belebtschlammmodell ist ein allgemeiner Name für eine Reihe mathematischer Methoden zur Modellierung Belebtschlammanlagen. Die Forschung in diesem Bereich wird von der Internationaler Wasserverband, kurz IWA, wegen der Austauschbarkeit von Modellen und Forschungsergebnissen. Belebtschlammmodelle werden unter anderem in der wissenschaftlichen Forschung verwendet, um die biologischen Prozesse in hypothetischen Kläranlagen zu untersuchen. Allerdings werden solche Modelle auch in der Praxis eingesetzt, nämlich zur Optimierung Kläranlagen in vollem Umfang, nach sorgfältiger Kalibrierung mit Referenzdaten der Schlammproduktion und Nährstoffe im Abwasser.

Um 1983 wurde eine Arbeitsgruppe von der ehemaligen Internationaler Verband für Wasserqualität (IAWQ, eine von zwei Organisationen, die in IWA fusionierten). Ziel war es, einen allgemeinen mathematischen Modellierungsrahmen für die Modellierung von Belebtschlammsystemen für Stickstoffentfernung im Abwasser.[1][2] Dabei war es wichtig, die Komplexität so gering wie möglich und die Darstellung so einfach wie möglich zu halten, ohne auf Genauigkeit zu verzichten. Nach vier Jahren wurde das erste IAWQ-Modell namens ASM1 veröffentlicht. ASM1 war ein Basismodell, das Körper- und Stickstoffentfernung, Sauerstoffbedarf, bakteriell Wachstum und Degradation vorhersagen.

Ein Belebtschlammmodell besteht aus:

  • Statusvariablen: das sind die verschiedenen Fraktionen im Abwasser, wie BSB, Biomasse, organische Schadstoffbelastung und anorganische Fraktion
  • eine Beschreibung der dynamische Prozesse: eine Übersicht über die verschiedenen biologischen Prozesse, die modelliert werden, zusammen mit der Formel, die den Prozess am besten annähert
  • Parameter: Variablen, die die Bedingungen des biologischen Systems beschreiben, wie Wachstumsrate, Abbaurate, Halbwertszeit der Hydrolyse usw.

Geschichte

Vor den Arbeiten an ASM1 im Jahr 1983 gab es etwa 15 Jahre Erfahrung in der Belebtschlammmodellierung. Jede Forschungsgruppe verwendete jedoch ihre eigenen, nicht austauschbaren Modelle mit jeweils einer spezifischen Darstellung. ASM1 beschleunigte die Forschung und hatte einen großen Einfluss auf die Modellierung von Belebtschlamm.

ASM1 war die Basis für mehrere Erweiterungen.[2] Diese Verbesserungen umfassen unter anderem eine bessere Vorhersage der Stickstoff- und Phosphorentfernung. Beispiele für häufig verwendete Modelle sind ASM2, ASM2d und ASM3P. Zum Zeitpunkt der Veröffentlichung des ASM1-Modells war die biologische Phosphorentfernung bereits im Einsatz, obwohl der zugrunde liegende Prozess noch nicht vollständig bekannt war. Grundkenntnisse hierzu wurden in ASM1 eingebracht und die Parameter entsprechend angepasst. Folglich wurde 8 Jahre nach ASM1 das umfassendere ASM2-Modell veröffentlicht.

ASM2 nutzt jedoch noch nicht den Zusammenhang zwischen Phosphatspeichernde Organismen, noch der Beziehung zwischen biologischer Phosphorentfernung und Stickstoffentfernung. Mit den Erkenntnissen zur biologischen Phosphorentfernung in der zweiten Hälfte der 1990er Jahre wurde das ASM2-Modell in mehreren Schritten auf das ASM2d-Modell erweitert.

Siehe auch