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KlappentextFrank Scholwin:Durch Prozessregelung zum RotteerfolgEin modellbasiertes Regelungskonzept für biologische aerobe Abfallbehandlungsanlagen auf der Grundlage von Fuzzy Logic288 Seiten. 2005. Preis: 32,00 EuroISBN 3-937231-78-1Band 8. Reihe Manuskripte zur AbfallwirtschaftHerausgegeben von Prof. Dr.-Ing. habil. W. Bidlingmaier (Bauhaus-Universität Weimar) und Prof. Dr.-Ing. Martin Kranert (Universität Stuttgart)Die Kompostierung zählt zu den ältesten Methoden, Abfälle in eine wieder brauchbare Form zu transformieren. Es wurden im Laufe der letzten 100 Jahre vielfältige technische Verfahren zur Umsetzung des biologischen Prozesses entwickelt, um zeiteffektiver ein definiertes Produkt zu erhalten. Allen Entwicklungen ist gemein, dass sie empirisch entstanden sind und stets nur ein relatives Optimum darstellen. Trotz umfangreicher Forschung und Entwicklung ist es der Fachwelt weder gelungen, aus den zahlreichen vorliegenden Arbeiten Bemessungsregeln für den aeroben biologischen Teil von Kompostierungsanlagen, wie es sie analog in der Anaerobtechnik gibt, zu entwickeln, noch wurden allgemeingültige Steuerungsalgorithmen entwickelt.Der Autor hat sich in seiner hier vorliegenden Arbeit mit eben diesem Komplex des Steueralgorithmus beschäftigt. Dabei galt es, den Hygienisierungseffekt ebenso zu berücksichtigen, wie die gewünschte Qualität des Endproduktes. Für die Wahl einer Steuerung, die über eine reine Zeitintervall- oder Temperatursteuerung hinausgeht, welche beide den Nachteil großer Trägheit aufweisen, mussten Parameter definiert werden, die messtechnisch unkompliziert zu bestimmen sind und das Ausgangsmaterial sowie dessen Veränderung über den Abbauprozess charakterisieren. Dies ist durch den Ansatz der Modellbildung auf der Basis der normierten Kohlendioxidfreisetzung gelungen.Die eigentliche modellgestützte Steuerung basiert auf Fuzzy Logic, der Methode, die vielfältige Einflussfaktoren in klare Regeln fasst. Es ist dem Autor gelungen, auf diesem Fundament einen funktionstüchtigen Steuerungsalgorithmus aufzubauen, der für alle geschlossenen Rottesysteme als prinzipiell anwendbar gilt, solange eine aktive Belüftung vorhanden ist. Für jeden Planer und Anlagenbetreiber, auch wenn er dieses System nicht einsetzt, ist das Lesen dieser Arbeit ein Muss, vermittelt sie doch ein umfassendes Verständnis des Rotteprozesses und Anregungen zur Qualifizierung von Rotteprozessen.Prof. Dr.-Ing. habil. Werner BidlingmaierZum Geleit IIVorwort IIIAbbildungsverzeichnis VIITabellenverzeichnis XEinheiten, Symbole und Indizes XIIAbkürzungen XVDefinitionen XVI1. Einleitung 21.1 Ausgangssituation und Problemstellung 21.2 Zielstellung 31.3 Vorgehensweise 42 Grundlagen zur Modellierung und Regelung der biologischen aeroben Abfallbehandlung 82.1 Parameter bei der biologischen aeroben Abfallbehandlung - Einflussgrößen, Beherrschbarkeit, Eignung als Indikator und räumliche Verteilung im Abfallhaufwerk 82.1.1 Temperatur 92.1.2 Wassergehalt und Wasserkapazität 152.1.3 Sauerstoffkonzentration 182.1.4 Kohlendioxidkonzentration 212.1.5 Durchströmung 212.1.6 Luftfeuchte 252.1.7 Chemische Materialeigenschaften 262.1.8 Physikalische Materialeigenschaften 292.1.9 Biologische Diversität 302.1.10 Weitere Einflussparameter 322.2 Interrelationen zwischen den Parametern 322.3 Qualitätskriterien für den Erfolg der biologischen Abfallbehandlung 482.4 Steuerungs- und Regelungskonzepte der biologischen aeroben Abfallbehandlung 502.5 Modelle und Modellierungsansätze der biologischen aeroben Abfallbehandlung 542.5.1 Ansätze zur Modellierung der biologischen aeroben Abfallbehandlung 542.5.2 Teilprozesse der aeroben biologischen Abfallbehandlung 562.6 Simulation der biologischen aeroben Abfallbehandlung 622.7 Schlussfolgerungen zur Modellierung und Regelung der biologischen aeroben Abfallbehandlung 633 Entwicklung eines Konzeptes für die modellbasierte Regelung des biologischen aeroben Abfallbehandlungsprozesses 684 Simulation der biologischen aeroben Abfallbehandlung 724.1 Simulationsanlage - Konzept und Umsetzung 724.1.1 Konzept für die Simulationsanlage 724.1.2 Umsetzung und technische Realisierung der Simulationsanlage 734.1.3 Verwendete organische Abfallstoffe 774.1.4 Analytische Methoden 794.2 Angewandte Methoden der Prozessregelung zur Simulation 804.3 Durchführung der Simulationsversuche 815 Entwicklung des Modells für die aerobe biologische Abfallbehandlung 845.1 Modellierungskonzept und -umgebung 845.1.1 Vorhersage des Prozessverlaufes 845.1.2 Vorhersage von Qualitätskriterien 885.1.3 Berücksichtigung der heterogenen Parameterverteilung 885.1.4 Vorhersage der zeitlichen Dimension des Prozesses 905.1.5 Ableitung eines Modellkonzeptes 905.1.6 Modellierungsumgebung 915.2 Eingangsparameter 925.2.1 Reaktorgeometrie 925.2.2 Umgebungstemperatur und Luftfeuchte 935.2.3 Materialeigenschaften 935.2.4 Durchströmungsverteilung 955.2.5 Abbauaktivität unter Idealbedingungen 975.3 Biologisches Modell 1015.3.1 Prognose der biologischen Aktivität 1025.3.2 Prognose des Materialabbaues 1195.3.3 Prognose der biologischen Wasserfreisetzung 1195.3.4 Prognose der Sauerstoffzehrung 1195.3.5 Prognose der Gaszusammensetzung 1215.4 Physikalisches Modell 1215.4.1 Zugeführter Luftstrom 1225.4.2 Zuluftraum 1245.4.3 Siebboden 1275.4.4 Bodenregion 1275.4.5 Wandregion 1345.4.6 Kernregion 1365.4.7 Deckregion 1375.4.8 Abluftraum 1395.4.9 Sonderfall: Materialwende 1415.5 Stellgrößenregelung 1425.6 Modellprüfung 1425.6.1 Qualität des biologischen Modells 1435.6.2 Qualität des physikalischen Modells 1435.6.3 Qualität des kombinierten physikalischen und biologischenModells 1456 Entwicklung der modellbasierten Regelung für den aerobenbiologischen Abfallbehandlungsprozess 1486.1 Prozessgrößen 1496.1.1 Regelgrößen 1496.1.2 Prozesseingangsgrößen 1506.1.3 Störgrößen 1506.1.4 Prozessausgangsgrößen 1506.2 Prozessziele 1506.3 Steuereinrichtung 1526.3.1 Steuerkurvenanwendung 1536.3.2 Anwendung der herkömmlichen Regelungsmethode 1536.4 Beratungssystem 1556.4.1 Prozessoptimierungsrechnung 1576.4.2 Prozesserfolgsprüfung 1666.5 Umsetzung der modellbasierten Prozessregelung 1736.6 Prüfung der Regelung 1737 Qualitätsvergleich der modellbasierten Regelung mit herkömmlichen Prozessregelungen 1767.1 Vergleich mit der Regelung nach der Temperatur 1767.2 Vergleich mit der Regelung nach Temperatur und Sauerstoffkonzentration 1798 Schlussfolgerungen 1849 Ausblick 19010 Zusammenfassung 19411 Literatur 198Anhang 217Anhang I: Detailangaben der für die Entwicklung und Prüfung der Regelung relevanten Prozesssimulationen 218Anhang II: Verlauf wesentlicher Prozessparameter bei der Prozesssimulation 230Anhang III: Literaturübersicht über Modelle, die für die Modellierung des aeroben biologischen Abbauprozesses von organischen Abfällen relevant sind 246Anhang IV: Regelbasis des biologischen Teilmodells auf Basis von Fuzzy Logic Berechnungen 258
Details
ISBN/GTIN978-3-937231-78-5
ProduktartBuch
EinbandartKartoniert, Paperback
Verlag
Erscheinungsjahr2005
Erscheinungsdatum09.03.2005
AuflageManuskripte zur Abfallwirtschaft (SZ898), Band: 8
Seiten288 Seiten
SpracheDeutsch
Gewicht755 g
Illustrationen68 s/w Abbildungen, 33 s/w Tabellen
Artikel-Nr.16312312
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