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Automatisierung

Ifat 2016 – Wie die Automatisierung in der Wassertechnik neue Impulse setzt

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Von der Kläranlage zum Öko-Kraftwerk

Sozusagen in die Vollen geht die Stadt Wien, die ab 2020 ihre Hauptkläranlage in Simmering zum Öko-Kraftwerk ausbaut, in dem durch die Nutzung von Klärgas die zur Abwasserreinigung benötigte Energie selbst erzeugt wird. Auch hier spielen die Prozessautomatisierung und ihre Komponenten, die von Siemens geliefert werden, eine große Rolle. Das größte Umweltprojekt der Stadt Wien soll dann eine jährliche Eigenleistung von 78 GWh Strom und 82 GWh thermische Energie haben.

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Empfehlungen für Praktiker

Bei der überwiegenden Zahl der öffentlichen und industriellen Abwasseranlagen wird die Selbstüberwachung vom Betriebspersonal durchgeführt. Um den analytischen Gesamtaufwand zu vereinfachen, wurden hierfür unter dem Oberbegriff „Betriebsanalytik“ Messverfahren entwickelt. Zur Vervollständigung der analytischen Qualitätssicherung wurde in einem neuen DWA-Arbeitsblatt neben der Labor- nun auch die Prozessanalytik einbezogen, sodass mit dem Arbeitsblatt DWA-A 704 jetzt ein praxisnaher Rahmen für die gesamte Betriebsanalytik besteht. Zu diesem Thema veranstaltet die DWA am 2. November 2016 in Hennef ein eintägiges Seminar mit dem Titel „Qualitätssicherung in der Betriebsanalytik“.

Ein anderes Arbeitsblatt beschäftigt sich mit der energetischen Optimierung von Abwasseranlagen. „Energiecheck und Energieanalyse – Instrumente zur Energieoptimierung von Abwasseranlagen“ beschreibt erstmals eine einheitliche Methodik zur Einschätzung der Energieeffizienz von Anlagen zur Abwasserbehandlung und -ableitung und formuliert Anforderungen an die Ausführung. Wegen der komplexen Abläufe in der Abwasserbeseitigung ist die Energieoptimierung von Abwasseranlagen allerdings nur durch eine systematische Vorgehensweise und mit umfangreichem Fachwissen möglich. Weitere Informationen unter www.dwa.de.

Bisher zählte die Kläranlage zu den größten kommunalen Energieverbrauchern der Stadt. Insgesamt sollen so rund 40.000 Tonnen CO2 pro Jahr eingespart werden. Der Auftrag umfasst die Migration und Erweiterung des bestehenden Prozessleitsystems Simatic PCS 7 auf die Version 8.1. Diese Umstellung erfolgt parallel zum laufenden Betrieb. Darüber hinaus liefert Siemens Prozessinstrumente, Geräte zur Gasanalyse sowie Netzwerkskomponenten inklusive Verkabelung, Montage und Inbetriebnahme. Die redundante Stationsleittechnik verarbeitet sämtliche Datenpunkte aus der Energieversorgung und liefert diese in die übergeordnete Schaltanlagenleittechnik und in weiterer Folge zur Gesamtüberwachung in die neue Prozessleittechnik.

Effektives Energiemanagement

Wenn selbst Kläranlagen als Kraftwerke fundieren, erfordert dies ein Umdenken bei der Energieversorgung. Da konventionelle Energieträger und erneuerbare Energiequellen wie Erdwärme, Biomasse, Wind- und Wasserenergie parallel genutzt werden, spielen auch die Steuerungsart und die Anzahl der Steuerungsanforderungen eine Rolle. Mitsubishi Electric unterstützt Unternehmen bei der Entwicklung eines effektiven Energiemanagements. Dieses ist in der Lage, Energiequellen in Echtzeit miteinander zu vergleichen, die jeweils günstigste auszuwählen und unterbrechungsfrei zwischen Anbietern zu wechseln.

So führte die „Hybrid Power Source“ (HPS)-Technologielösung in einer Wasserpumpstation zu über 30 Prozent Energieeinsparungen bei einem ROI von geringfügig mehr als drei Jahren. Dabei nutzt das HPS vorrangig eigenproduzierte Solarenergie. Nur bei Bedarf wird Netzstrom bezogen.

Industrie 4.0 für die Wasserwirtschaft

Im Rahmen des Technologieprogramms „Smart Service Welt – Internet-basierte Dienste für die Wirtschaft“ untersucht derzeit ein Forschungsprojekt, wie die Wasserbranche für Industrie 4.0 profitiert. Gemeinsam mit den Projektpartnern Pegasys, Südwasser, Gecoc und Ieem sowie dem Konsortialführer HST Systemtechnik werden im Projekt webbasierte Plattformen, darauf aufbauende Anwendungstools und entsprechende Geschäftsmodelle entwickelt, um z.B. für kommunale Betreiber wasserwirtschaftlicher Objekte wie Kanalnetze, Pumpwerke oder Kläranlagen innovative Anwendungen von Industrie 4.0-Konzepten zu schaffen und den Weg der digitalen Transformation zu ebnen. Schwerpunkt der Arbeiten des Ifak e.V. ist die Entwicklung sicherer und intelligenter Simulationsservices für den integrierten Prozessentwurf und die Automatisierung kommunaler, abwassertechnischer Systeme.

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