Abwasser als Informationsträger: dezentrales, flächenhaftes Online-Messnetz für neuartige Ansätze zur digitalen Überwachung und Steuerung in Abwassersystemen

Laufzeit

Beschreibung

Über eine systematische Analyse von Abwasser in der Kanalisation können tiefgreifende Informationen über die Situation in Abwassersystemen gewonnen und innovative Lösungen für das Abwassermanagement entwickelt werden. Neue Online-Messsysteme erlauben ein kontinuierliches und flächenhaftes Monitoring verschiedener Stoffe und Zustandsgrößen direkt vor Ort im Abwassersystem. Kombiniert mit einer automatisierten, KI-unterstützten Datenauswertung lassen sich bisher nicht mögliche Betriebs- und die Überwachungsanwendungen entwickeln – für einen effizienten Betriebschemikalieneinsatz über die kontinuierliche Einleiterüberwachung bis hin zur Wasserwiederverwendung und dem Gewässerschutz.

Anhand von drei Case Studies wird die Methodik des Online-Abwassermonitorings kombiniert mit einer KI-gestützten Datenmustererkennung gezeigt. In Case Study 1 werden Schwefelwasserstoffemissionen (H2S) in einem Kanalnetz mit Hilfe vernetzter Online-Sensoren erfasst und in Verbindung mit einem angepassten Modell zur H2S-Bildung ausgewertet. Das Ziel ist es, die H2S-Entstehung zu prognostizieren und die Potenziale zur effizienten Steuerung vorbeugender Maßnahmen zu identifizieren. In Case Study 2 wird mobile Mess- und Probenahmetechnik zur Indirekteinleiterkontrolle im Kanalnetz eingesetzt. Ziel ist die Echtzeitauswertung der Messdaten, um Probenahmen selbst bei sporadisch auftretenden Einleitungen durch Remote Sensing auszulösen und bspw. Verstöße gegen Einleitbedingungen zu detektieren. Dabei sollen Schadstoffeinleitungen, die vor Ort nicht kontinuierlich messtechnisch erfassbar sind, ersatzweise über Mustererkennungen bei Standardparametern, die mit Online-Sensoren messbar sind, identifiziert werden. In Case-Study 3 wird aufbauend auf der dargelegten Indirekteinleiterüberwachung ein geeignetes Risikomanagementsystem für die Wiederverwendung von aufbereitetem Abwasser konzeptionell dargestellt, für das die Prozesse in der bisher als "Black Box" wirkenden Kanalisation zukünftig transparenter gemacht werden können.

Mit den Case Studies soll ein Up-Scaling in einem Abwassersystem vorbereitet werden, bei dem die im Projekt weiterentwickelte Online-Messtechnologie, das Datenmanagement und die KI-gestützten Auswertungsalgorithmen großtechnisch umgesetzt werden. Bei erfolgreicher Projektrealisation werden zudem weitere innovative Anwendungsfälle im Bereich des Abwassermonitorings möglich.