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Einsatz von künstlicher Intelligenz (KI) in unserem Hauptklärwerk
Seit 2017 arbeiten wir in unserem Hauptklärwerk mit einer künstlichen Intelligenz.
Die KI wertet die Daten aus unserem bestehenden Prozessleitsystem durch einen selbstlernenden intelligenten Algorithmus - ein sogenanntes künstliches neuronales Netz - aus und optimiert auf diese Weise unterschiedliche Prozesse in der Kläranlage im Sinne der Energieeffizenz. Durch den Einsatz von KI sparen wir im Bereich Abwasser jährlich 300.000 kWh Strom ein.
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1. Ausbaustufe: Optimierung der biologischen Reinigung (2017)
Der Aufbau unserer künstlichen Intelligenz im Klärwerk erfolgte im ersten Aufbauschritt, um die biologischen Reinigungsprozesse zu optimieren. Zu Beginn regulierte die KI ausschließlich die Luftzufuhr der Bakterien, die wir bei unserer biologischen Reinigung einsetzen. Das System optimiert die Reinigungsleistung in der Biologie bei gleichzeitiger Energieeinsparung. Im Ergebnis betreiben wir uns Hauptklärwerk seitdem energieneutral. Der erste Meilenstein in dem Gesamtprojekt.Nachdem dieser Schritt erfolgreich etabliert war, erfolgte im Jahr 2019 die zweite Ausbaustufe.
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2. Ausbaustufe: Verbreitung der Bakterien (2019)
Nach der erfolgreichen Anwendung der KI bei der Regulierung der Luftzufuhr im biologischen Reinigungsprozess des Abwassers, kam nach zwei Jahren ein weiterer Awendungsfall hinzu. Durch die Einspeisung von zusätzlichen Daten, reguliert unsere künstliche Intelligenz seit 2019 auch die Verteilung der Bakterien selbst. Hierdurch konnte der biologische Phosphatabbau, welcher eigentlich durch die Zugabe von Fällmittel entfernt wird, gestärkt werden, was eine verringerung der eingesetzen Betriebsmittel mit sich führt.
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3. Ausbaustufe: Energetische Ausregelung des Gesamtareals (2020)
Nach den Erfolgen im biologischen Reinigungsprozess kam im Jahr 2020 ein ganz neuer Anwendungsfall auf unsere künstliche Intelligenz zu. Durch die Fütterung mit weiteren Daten ist der Algorithmus in der Lage, eine Prognose der nächsten 72 Stunden zu erstellen, wie hoch der Energiebedarf des Klärwerks selbst und unseres angrenzenden Energie- und Technikparks ist. Aufgrund der Fütterung mit aktuellen Wetterdaten umfasst die Prognose unserer KI auch das Erzeugungspotenzial unserer PV-Anlagen. Auf diese Weise könnte die KI optimal ausregeln, wieviel Energie in den Blockheizkraftwerken auf dem Gelände produziert werden müsste und wieviel Klärschlamm für "schlechtere Zeiten" zurückgehalten werden könnte. Mit einer Bedarfsabdeckung von 110 Prozent würden auf diese Weise sowohl das Hauptklärwerk selbst und der Energie- und Technikpark energieneutral mit der im Klärwerk selbst erzeugten Energie versorgt.
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4. Ausbaustufe: Kanalnetzmanagement (2021)
Unser Abwasser wird durch ein Pumpsystem in unser Hauptklärwerk gepumpt. Seit 2021 arbeiten wir mit unserem Dienstleister an der nächsten Anwendung für unsere KI: Im Rahmen seiner Wetter- und Energiebedarfsprognose für die kommenden 72 Stunden, soll das Programm in Zukunft auch die Abwasserzufuhr ins Klärwerk auszuregeln. Ziel ist es die Spitzenzeiten zu denen zuvor besonders viel Abwasser ins Klärwerk geflossen ist, glattzuziehen. Das Kanalnetz dient in diesem Fall als Speicher für überschüssiges Abwasser. So kann einerseits zusätzlich Energie gespart werden, da das Klärwerk mehr Abwasser reinigt, wenn mehr Energie zur Verfügung steht. Andererseits kann durch die Speicherung des Abwassers im Kanalnetz potenzielle Energie, die in den Blockheizkraftwerken erzeugt werden kann, für "schlechte Zeiten" zurückgehalten werden.
Durch die Verarbeitung von mittlerweile circa 10.000 Rechenschritten pro Sekunde reguliert unsere künstliche Intelligenz demnach nicht nur den Reinigungsprozess im Klärwerk und den Energieverbrauch unserer Anlagen, sondern schützt auch die Umwelt durch intelligentes Pumpwerk- und Kanalnetzmanangement bei wechselnden Wetterverhältnissen.
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