Januar 6, 2025
Effizientere Überwachung des Verteilungsnetzes durch Echtzeiteinblicke in die Wasserqualität
Der Insider Blog / 6 Min. zum Lesen
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Hier kommt die Echtzeitfernüberwachung der Wasserqualität ins Spiel, da sie Betreibern die Möglichkeit bietet, ihre Betriebskosten im Griff zu behalten und trotz sich ändernder Bedingungen die Effizienz zu steigern. Der unmittelbarste Vorteil besteht darin, dass die Entnahme von Stichproben reduziert oder sogar ganz vermieden werden kann. Bei der Fernüberwachung der Wasserqualität werden kritische Daten zu einer Reihe von Parametern direkt an SCADA, Analyse- oder andere Softwaresysteme gesendet. Somit muss kein Mitarbeiter mehr vor Ort Proben entnehmen und der Zeitaufwand für die Durchführung von Labortests wird reduziert.
Die so erzielbare Steigerung der betrieblichen Effizienz ist zwar erheblich, aber dennoch nur die Spitze des Eisbergs. Bei sachgemäßer Nutzung kann die Überwachung der Wasserqualität Kosten senken, die Ressourcenzuweisung optimieren und die Einhaltung von Vorschriften nachhaltig unterstützen. Das Ergebnis ist ein intelligenterer, effizienterer Ansatz für die Wasseraufbereitung, der ebenso anpassungsfähig wie kosteneffektiv ist.
Die Überwachung des Chlorgehalts im Verteilungssystem ist für den Schutz der Gesundheit der Bevölkerung, die Einhaltung von Vorschriften und die Steuerung von Geschmack und Geruch von entscheidender Bedeutung. Wenn Sensoren feststellen, dass der Chlorgehalt über oder unter den voreingestellten Grenzwerten liegt, lassen sich die Prozesse in der Anlage schnell anpassen, um die Werte stabil zu halten. Die Anpassung des Chlorgehalts ist auch für die Steuerung von Desinfektionsnebenprodukten (DNP) wichtig, die entstehen, wenn sich Chlor mit natürlichen organischen Stoffen vermischt – ein weiterer Parameter, den Wasserqualitätsmonitore verfolgen können.
Über die Desinfektion hinaus kann es auch erforderlich sein, je nach Gehalt an Schwebstoffen, Nitrat und Phosphat oder Trübung im Zulauf andere Chemikalien wie Koagulierungsmittel anzupassen. Ebenso kann es notwendig sein, Säure oder Lauge hinzuzufügen, um den pH-Wert sowohl in der Anlage als auch im Verteilungssystem aufrechtzuerhalten.
Unabhängig von der zugegebenen Chemikalie erhalten die Betreiber durch die Überwachung der Wasserqualität ein schnelles und genaues Bild von der Zusammensetzung des Wassers beim Eintritt in die Anlage sowie bei der Abgabe ins Verteilungsnetz. So können Anpassungen in Echtzeit vorgenommen werden, und zwar ohne das Risiko einer Überkorrektur und der damit verbundenen unnötigen Kosten für teure Chemikalien. Dadurch können Betreiber sowohl die Wasserqualität als auch die Kosten effizient steuern.
Energieeffizienz ist in Wasserverteilungssystemen von entscheidender Bedeutung, da sie die Betriebskosten senkt, die Umweltbelastung minimiert, die Lebensdauer der Ausrüstung verlängert und die allgemeine Zuverlässigkeit verbessert. Durchfluss und Druck wirken sich auf den Energieverbrauch in Wasserverteilungssystemen aus, da sie bestimmen, wie viel Arbeit die Pumpen leisten müssen. Höhere Durchflussraten und Druckniveaus erfordern einen Pumpenbetrieb mit höherer Leistung, was wiederum den Energieverbrauch steigen lässt.
Echtzeitfernsensoren für die Wasserqualität lassen sich zur Steigerung der Energieeffizienz nutzen, da sie wichtige Daten über den Zustand des Wassers liefern, die zur Steuerung der Spülpläne verwendet werden können. So kann beispielsweise stehendes Wasser in Wassertürmen oder Rohren das biologische Wachstum fördern, da sich das Chlor zersetzt oder verbraucht wird. Echtzeiteinblicke in die Wasserqualität ermöglichen es Betreibern, Spülvorgänge kosteneffizienter durchzuführen, zum Beispiel nachts, wenn der Energiebedarf geringer ist.
Sensoren verhindern auch unnötiges Spülen, indem sie anzeigen, wenn die Bedingungen wieder auf ein akzeptables Niveau zurückgekehrt sind. Das reduziert nicht nur die Energiekosten, sondern minimiert auch den Wasserverlust. Mit der Zeit können Daten zu Chlorrückständen, Trübung und anderen Parametern in Steuerungssysteme eingespeist werden, um den Betreibern dabei zu helfen, den besten Zeitpunkt für das Pumpen zu ermitteln, um Stagnation und das Aufwirbeln abgesetzter Feststoffe zu minimieren.
Rohrreparaturen und andere Wartungsprojekte binden erhebliche Ressourcen des Wasserversorgers, sowohl in Bezug auf Kosten als auch auf Personal. Die Wasserqualität hat einen großen Einfluss auf den Zustand von Rohren und anderer Infrastruktur. So ist beispielsweise die Aufrechterhaltung des pH-Werts wichtig, um Korrosion zu reduzieren, da diese Rohre schwächen und zu Leckagen und Rohrbrüchen führen kann. Mit durchgängig ausgeglichenen pH-Werten können Versorger die Lebensdauer ihrer Anlagen verlängern.
Echtzeitfernsensoren für die Wasserqualität können auch Probleme wie das Eindringen von Salzwasser in Rohrleitungen anzeigen und so auf die Notwendigkeit eines Austauschs oder anderer Maßnahmen hinweisen. Auch wenn Blei nicht direkt gemessen werden kann, können Sensoren doch Veränderungen der Wasserleitfähigkeit oder geringere Konzentrationen von Zusätzen für den Korrosionsschutz erkennen, die beide auf eine Bleiauswaschung hindeuten können. Mit Echtzeitdaten können Betreiber diese Dinge angehen, bevor sie sich zu größeren, kostspieligeren Problemen entwickeln. Dieser proaktive Ansatz reduziert letztlich die Anzahl der Stunden, die vor Ort für die Problemlösung aufgewendet werden müssen.
Bei der Steigerung der betrieblichen Effizienz ist Analysesoftware eines der wertvollsten Hilfsmittel. In Echtzeit generierte Wasserqualitätsdaten bieten zusätzliche Einblicke, die mit bestimmten Bedingungen korrelieren können, sobald diese auftreten. Solche Echtzeitdaten können beispielsweise anzeigen, wann das Wasseralter einen kritischen Punkt erreicht hat, und signalisieren, dass ein Eingreifen erforderlich sein könnte. Dadurch kann Analysesoftware bessere Empfehlungen für die Anpassung von Durchflussmengen abgeben, um Stagnation zu verhindern, insbesondere zu bestimmten Jahreszeiten oder in Zeiten mit geringem Bedarf.
Die Echtzeitüberwachung dient auch als Grundlage für prädiktive Analysen, die es Versorgern ermöglichen, potenzielle Probleme zu erkennen, bevor sie eskalieren. Wenn Betreiber beispielsweise Trends wie eine zunehmende Trübung oder sinkende Chlorgehalte feststellen, können sie die Dosierung von Desinfektionsmitteln proaktiv anpassen oder Rohrleitungen spülen, um die Qualität zu erhalten und Störungen zu vermeiden. Durch die kontinuierliche Datenerfassung werden Muster erkennbar, die auf potenzielle Probleme bei der Qualität oder im Betrieb hinweisen. Durch die Interpretation der Wechselwirkung von Parametern wie Trübung und Chlor können Betreiber mithilfe von Analysen vorbeugende Maßnahmen ergreifen, um Kundenbeschwerden über Geschmack, Geruch oder andere Probleme mit der Wasserqualität zu reduzieren.
Obwohl die Echtzeitfernüberwachung der Wasserqualität eine Vielzahl von Vorteilen bietet, hat sich diese Technologie langsamer durchgesetzt als andere Arten von Sensoren, wie z. B. die Leckageortung mithilfe von Druck- und Akustiksensoren. Oft lässt sich dies auf eine gewisse Bequemlichkeit zurückführen: Die Betreiber haben etablierte Methoden, die funktionieren, sodass wenig Motivation besteht, diese zu ändern. Manchmal liegt es jedoch schlicht und einfach daran, dass den Betreibern nicht bewusst ist, wie effizient diese Technologie helfen kann.
Was auch immer der Grund ist, der beste Ansatz, um diese Hindernisse zu überwinden, besteht darin, klein anzufangen. Durch die Installation einiger weniger Sensoren in strategischen Bereichen des Netzwerks und deren Integration in SCADA oder Analysesoftware können Betreiber selbst erleben, wie diese Daten eine bessere Entscheidungsfindung und Ressourcenzuweisung unterstützen. Wenn sie sich dann mit der Technologie vertraut gemacht haben, lassen sich bei Bedarf jederzeit weitere Sensoren hinzufügen.
Die Fernüberwachung der Wasserqualität in Echtzeit kann Versorgern dabei helfen, Prozesse zu optimieren, ihre Kosten zu senken und Compliance zu gewährleisten. Diese Systeme bieten Betreibern sofortigen Zugriff auf wichtige Wasserqualitätsdaten und ermöglichen ihnen, rechtzeitig Anpassungen vorzunehmen, um bei der Dosierung von Chemikalien, dem Energieverbrauch und der Wartungsplanung die Effizienz zu steigern. Wenn Wasserversorger diese Technologie schrittweise einführen, können sie dank der tieferen Einblicke in den Betrieb besser auf sich ändernde Wasserbedingungen reagieren. So sind sie in der Lage, zukünftige Herausforderungen zu meistern, langfristig Nachhaltigkeit zu gewährleisten und die öffentliche Gesundheit zu schützen.
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