Wasserqualitätsprognose, Risikomanagement und digitale Unterstützung von Arbeitsabläufen

Arbeitspaket 2 „Wasserqualitätsprognose, Risikomanagement und digitale Unterstützung von
Arbeitsabläufen“ leitet das KWB. In diesem Arbeitspaket wird Lösungsbaustein 1, die Wasserqualitätsprognose und Lösungsbaustein 2, das cloudbasierte Datenmanagement entwickelt.

Die Wasserqualitätsprognose (LB1) soll das Risikomanagement bei der Wasserwiederverwendung durch Modellierung der mikrobiologischen Qualität des aufbereiteten Wassers unterstützen und zur Senkung des Energiebedarfs der UV-Anlage durch zulaufabhängige Regelung beitragen. Sie wird als zweistufiger Modellierungsprozess entwickelt. Die erste Stufe prognostiziert die mikrobiologische Ablaufqualität der Kläranlage, also die mikrobiologische Zulaufqualität zur UV-Desinfektion anhand vorhandener Messtechnik zur Aufnahme von Betriebsparametern der Kläranlage, wie Trübung, SAK und Durchfluss. In der zweiten Stufe wird die Desinfektionsleistung der UV-Anlage berechnet. Bei der Entwicklung der Stufen werden verschiedene KI-Modellansätze genutzt und verglichen. Datengrundlage für Modelltraining und -validierung bilden die mit dem aquaBio und Laboruntersuchungen gewonnenen mikrobiologischen Daten aus Arbeitspaket 1. Um die Nachvollziehbarkeit der Ergebnisse und damit die Akzeptanz der Wasserwiederverwendung zu erhöhen, werden Modellierungsansätze aus dem Bereich der erklärbaren KI in den Fokus gerückt.

Für das cloudbasierte Datenmanagementsystem wird die IDRICA-Plattform von Xylem für die lokalen Gegebenheiten und Abläufe in Bad Oeynhausen angepasst. Ziel ist es aufbereitete Daten, die für die täglichen Arbeitsabläufe von verschiedenen Nutzenden der Lösungsbausteine relevant sind, in geeigneter Form, zur Verfügung zu stellen. Die Nutzungsanforderungen werden durch Interviews, Fragebögen und Diskussionsveranstaltungen ermittelt und in Case Studies beschrieben. Anhand der Case Studies wird die Bereitstellung der Daten und Informationen auf dem zentralen Datenmanagementsystem (Interface) entwickelt und in einem iterativen Prozess mit den Nutzenden angepasst. Die Einhaltung der Vorgaben zum Thema KRITIS (BSI-Gesetz) bei der Bereitstellung der Daten wird hierbei überprüft.