Verbesserung der Wasserqualitätskontrolle in Tarragona, Spanien

Das System umfasst 23 Pumpstationen, mehr als 100 Abgabestellen (Gemeinden und Industriebetriebe) und über 400.000 Kubikmeter Speicherkapazität. Um ein so großes und komplexes Netz zu verwalten, die Wasserqualität zu erhalten und kritische Anlagen zu schützen, sind präzise Echtzeitdaten erforderlich.

Die Rohwasserversorgung von CAT unterliegt starken Schwankungen. Saisonale Veränderungen, der Betrieb von Stauseen, Algenblüten, Industrieabwässer und Abwassereinleitungen beeinflussen die Wasserchemie. Ohne kontinuierliche Überwachung könnten diese Veränderungen die Trinkwassersicherheit gefährden und den Betrieb stören.

Die alternde Infrastruktur Spaniens und der zunehmende Wasserstress haben zu einer verstärkten Fokussierung auf digitale Lösungen geführt. Die Digitalisierung ist für die Modernisierung und den Ausbau der Wasserinfrastruktur unerlässlich, und CAT hat sich in diesem Bereich als Vorreiter positioniert. Dabei kombiniert der Versorger zentral sowie netzweit installierte Tools zur Anlagenüberwachung aus dem BlueEdge-Portfolio von Badger Meter.

Die Geräte zur Überwachung der Wasserqualität liefern einen 3D-Spektralfingerabdruck der Reservoirbedingungen in moni::tool.

Wasserqualitätskontrolle in der Anlage

In der Wasseraufbereitungsanlage Ampolla messen hochmoderne Sensoren bis zu 18 verschiedene Parameter, darunter Leitfähigkeit, Trübung, UV254-Absorption, pH-Wert, Temperatur, gelöster Sauerstoff, Farbe, freies Chlor, Nitrate, gelöster organischer Kohlenstoff (DOC), gesamter organischer Kohlenstoff (TOC), das UV-Vis-Wasserspektrum und andere Indikatoren. Dabei sind die Multiparameter-Spektralphotometer-Sonden spectro::lyser und i::scan als Überwachungsstation für die Wasserqualität konfiguriert und liefern kontinuierliche Messwerte zur Chemie des Rohwassers.

Die Wasserqualität von CAT unterliegt saisonalen Schwankungen, ist abhängig vom Betrieb der Stauseen, von Algenblüten und weiteren Faktoren. Stationen zur Überwachung der Wasserqualität liefern kontinuierlich Messwerte zur chemischen Zusammensetzung des Rohwassers.

Die Überwachung beginnt an den Kanaltoren, wo Sensoren das einströmende Flusswasser vor der Aufbereitung überprüfen, um sicherzustellen, dass etwaige Anomalien frühzeitig erkannt werden. Echtzeitdaten zur Wasserqualität unterstützen verschiedene Aufbereitungsprozesse, darunter Ozonierung, Filtration und UV-Desinfektion.

Analysegeräte für gelöstes Ozon optimieren die Dosierung vor und nach der Ozonierung zur Desinfektion, während UV-Transmissionsmessungen die richtige UV-Dosierung für eine sichere Desinfektion gewährleisten.

Die kontinuierliche Überwachung hat auch die Resilienz gegenüber klimabedingten Herausforderungen verbessert. Steigende Temperaturen, Algenblüte, Dürren und ein höherer Salzgehalt im Ebro stellen allesamt Risiken dar. Mit mehr Analysegeräten und Vorhersagemodellen kann CAT jedoch auf sich ändernde Bedingungen reagieren.

„Wir können jetzt ungewöhnliche organische Stoffe (wie z. B. eine Ölverschmutzung durch einen Industriebetrieb) in unserem Rohwasserspektrum erkennen, bevor wir davon aus den Nachrichten erfahren“, so Aleix Martorell, Betriebsleiter bei CAT.

Während des Filterprozesses verbessert das FilterSmart-System die Rückspülleistung und reduziert den Wasserverbrauch für die Reinigung um 35 %. FilterSmart misst die Medienausdehnung und Trübung, um ein klares Bild der Wasserbedingungen während des Rückspülprozesses zu vermitteln. Die kontinuierliche Überwachung ersetzt den manuellen Aufwand für die Datenerfassung und vereinfacht die Filteroptimierung.

Der FilterSmart-Sensor befindet sich oben auf einem Schwerkraftfilter, direkt unterhalb der Oberkante der Spülwanne. Während einer Rückspülung verfolgt der Ultraschallsensor den Füllstand des Mediums und der Trübungssensor misst, wie sauber oder verschmutzt das Spülwasser ist, wenn es in die Spülwanne fließt. Trendberichte helfen den Betreibern, die Prozesse zu optimieren, um Medienverluste und die Bildung von Schlammklumpen nahezu vollständig zu vermeiden. Bei CAT hat FilterSmart den Filterspülprozess optimiert und den Wasser- und Energieverbrauch reduziert.

FilterSmart hat den Filterspülprozess verbessert und optimiert, wodurch CAT Energie und Wasser einsparen konnte.

Überwachung der Anlagen im Netzwerk

Im gesamten Verteilungsnetz betreibt CAT 14 Wasserqualitäts-Warnstationen, die freies Chlor, Trübung, Leitfähigkeit, Farbe, UV254, TOC und DOC überwachen.

Mit dem con::cube V3 IoT-Terminalzentralisiert CAT alle Daten und berechnet abgeleitete Werte wie die Gesamtmenge an gelösten Feststoffen (TDS), die Gesamtmenge an suspendierten Feststoffen (TSS), Bromid und den Langelier-Index, um die Wasserstabilität zu bewerten. Die Mitarbeiter vor Ort haben mobilen Zugriff auf diese Messwerte, um frühzeitig auf Anomalien reagieren zu können.

Das Überwachungssystem hat CAT einen beispiellosen Einblick in die Wasserqualität verschafft. Die Betreiber können Daten über einen längeren Zeitraum vergleichen, Wartungsarbeiten im Netzwerk steuern, ungewöhnliche Ereignisse erkennen und schnell auf potenzielle Verunreinigungen reagieren.

Überwachung von Reservoirs

Um die Strömungsdynamik und den Restchlorgehalt in großen Speichertanks zu verstehen, hat Badger Meter eine maßgeschneiderte Lösung zur Überwachung von Reservoirs implementiert, die speziell auf die Bedürfnisse von CAT zugeschnitten ist.

Diese tragbare Lösung, bestehend aus einem spectro::lyser und einem redo::lyser Oxidations-Reduktions-Potential (ORP/Redox)-Sensor, misst die Wasserchemie in einem großen Speichertank, um detaillierte Informationen über die Trinkwasserqualität zu liefern. Diese Maßnahme war so erfolgreich, dass der Versorger plant, in Zukunft weitere Überwachungsstationen zu installieren, um die Wasserqualitätsdynamik in großen Speichertanks besser nachvollziehen zu können.

Eine maßgeschneiderte Lösung zur Überwachung von Reservoirs unterstützt den Betreiber dabei, die Strömungsdynamik und den Restchlorgehalt in großen Speichertanks zu verstehen.

Optimierung und Systemstabilität

Die kontinuierliche Überwachung in der Trinkwasseraufbereitungsanlage hat die Resilienz des Systems gegenüber klimabedingten Herausforderungen wie Dürren, hohem Salzgehalt und Algenblüte gestärkt. Durch optimierte Prozesse konnten die Betriebskosten gesenkt werden, indem der Chemikalienverbrauch reduziert und während des Filterprozesses Wasser eingespart wurde. Integrierte Lösungen für die Überwachung der Wasserqualität im Verteilungsnetz haben CAT dabei unterstützt, über sein gesamtes System hinweg umfassende Transparenz zu erreichen. Die Betreiber können Ereignisse frühzeitig erkennen, die Aufbereitungsprozesse in Echtzeit anpassen und die Ursachen für hydraulische Belastungen genau lokalisieren, um zukünftige Wasserverluste zu minimieren. Seit vielen Jahren baut das Wasserkonsortium Tarragona mit BlueEdge-Lösungen ein intelligenteres und resilienteres Wassernetz auf. Die kontinuierliche Überwachung gewährleistet die Trinkwasserversorgung von mehr als einer Million Menschen und schützt gleichzeitig die Infrastruktur vor Risiken im Hinblick auf die Wasserqualität. Durch die Ausweitung der Digitalisierung und die Installation weiterer Analysegeräte in den kommenden Jahren ist CAT bestens aufgestellt, um auch künftige Herausforderungen souverän zu meistern.