Untersuchung von adaptiven fuzzy-genetischen Steuerungssystemen zur Optimierung der Reinigungsleistung bei der Simulation eines fiktiven Belebungsverfahrens innerhalb kommunaler Kläranlagen:
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INHALTSVERZEICHNIS
1
AUFGABENSTELLUNG
UND
ZIELSETZUNG
DIESER
ARBEIT
1
2
EINFUEHRUNG
IN
DIE
ABWASSERREINIGUNG
2
2.1
UEBERBLICK
2
2.2
GRUNDLAGEN
ZUR
FUNKTION
VON
KLAERANLAGEN
3
2.2.1
ALLGEMEINES
3
2.2.2
BELEBUNGSVERFAHREN
8
2.2.3
PROBLEME
DER
PARAMETERBESTIMMUNG
IM
KLAERWERKSBEREICH
9
2.2.4
DER
BIOCHEMISCHE
SAUERSTOFFBEDARF
(BSB5)
10
2.2.5
DER
CHEMISCHE
SAUERSTOFFBEDARF
(CSB)
14
2.2.6
DER
TOTALE
ORGANISCHE
SAUERSTOFF
(TOC)
15
2.3
SIMULATION
DER
BIOLOGISCHEN
REINIGUNGSSTUFE
EINER
KLAERANLAGE
16
3
ALLGEMEINE
BETRACHTUNG
ADAPTIVER
FUZZY-GENETISCHER
STEUERUNGSSYSTEME
17
3.1
BESCHREIBUNG
UND
STAND
DER
TECHNIK
17
3.2
HISTORISCHE
ENTWICKLUNG
DER
EVOLUTIONSSTRATEGIEN
18
3.3
METHODEN
ZUM
AUFBAU
EINER
STEUERUNG
AUF
BASIS
DES
FUZZY-GENETISCHEN
ANSATZES
31
4
ADAPTIVE
FUZZY-GENETISCHE
STEUERUNGSSYSTEME
IN
DER
ANWENDUNG
33
4.1
ARCHITEKTUR
ADAPTIVER
FUZZY-GENETISCHER
SYSTEME
33
4.2
FUNKTIONSWEISE
DER
GENETISCHEN
ALGORITHMEN
UND
IHRE
HAUPTOPERATOREN
37
4.2.1
DARSTELLUNG
DES
GENETISCHEN
ALGORITHMUS
37
4.2.2
DIE
BESTIMMUNG
DER
FITNESS
40
4.2.3
DIE
BESTIMMUNG
DER
SELEKTION
41
4.3
BESCHREIBUNG
DES
ALGORITHMUS
FUER
DIE
ADAPTATION
DES
STEUERUNGSSYSTEMS
47
5
MODELLE
ZUR
REGELUNG
DES
BELEBUNGSVERFAHRENS
BEI
KOMMUNALEN
KLAERANLAGEN
56
5.1
EINFUEHRUNG
IN
DAS
BELEBUNGSVERFAHREN
BEI
KOMMUNALEN
KLAERANLAGEN
56
5.2
DIE
NITRIFIKATION
57
5.3
DIE
DENITRIFIKATION
58
5.4
DIE
KINETIK
CHEMISCHER
UND
BIOLOGISCHER
REAKTIONEN
58
5.4.1
DAS
LOESLICHKEITSPRODUKT
60
5.4.2
DAS
BELEBUNGSVERFAHREN
IM
MODELL
60
5.4.3
MODELL
ZUR
UMWANDLUNG
ORGANISCHER
KOHLENSTOFFE
62
5.4.4
VERHALTEN
DER
BIOMASSENKONZENTRATION
(X
H
)
IM
BELEBUNGSBECKEN
ZUR
ERMITTLUNG
DES
ARBEITSPUNKTES
65
5.4.5
VERHALTEN
DER
BIOMASSENKONZENTRATION
IM
BELEBUNGSBECKEN
(X
H
)
BEI
VARIATION
DER
RUECKLAUFSCHLAMMMENGE
(QW)
69
5.4.6
VERHALTEN
DER
BIOMASSENKONZENTRATION
IM
BELEBUNGSBECKEN
(X
H
)
BEI
VARIATION
DER
ZULAUFSCHLAMMMENGE
(QP)
71
5.4.7
MODELL
ZUR
UMWANDLUNG
GELOESTEN
SAUERSTOFFS
74
5.4.8
MODELL
ZUR
NAEHRSTOFFUMWANDLUNG
85
5.4.9
DEFINITION
DER
PARAMETER
FUER
DIE
REGELSTRECKE
88
5.4.10
DIE
ZULAUFMENGE
95
5.4.11
DIE
RUECKLAUFSCHLAMMMENGE
96
5.4.12
UEBERSCHUSSSCHLAMMMENGE
98
5.4.13
DER
LUFTEINTRAG
100
5.4.14
DAS
REGELUNGSMODELL
101
6
SIMULATIONEN
VON
REGELUNGSSYSTEMEN
BEI
KLAERANLAGEN
MIT
BELEBUNGSVERFAHREN
105
6.1
COMPUTERSIMULATIONEN
KONVENTIONELLER
REGELUNGSSYSTEME
BEIM
BELEBUNGSVERFAHREN
105
6.1.1
PL-CONTROLLER
FUER
DIE
NAEHRSTOFFKONZENTRATION
105
6.1.2
PL-CONTROLLER
FUER
DIE
BIOMASSENKONZENTRATION
107
6.1.3
PL-CONTROLLER
FUER
DIE
SAUERSTOFFKONZENTRATION
114
6.1.4
FAZIT
FUER
DIE
KONVENTIONELLE
REGELUNG
117
7
COMPUTERSIMULATION
DES
ADAPTIVEN
FUZZY-GENETISCHEN
MEHRDIMENSIONALEN
STEUERUNGSSYSTEMS
BEIM
BELEBUNGSVERFAHREN
121
8
ZUSAMMENFASSUNG
UND
AUSBLICK
129
9
ANHANG
130
10
LITERATURVERZEICHNIS
131 |
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