gwf Wasser/Abwasser IT-Branchenlösungen für die Wasserwirtschaft (Vorschau)

Abwasserbehandlung | FACHBERICHTE |
abnehmender Drehzahl reduziert, sodass die tatsächliche
Einsparung geringer ausfällt (Bild 1). Zudem verlängert
sich bei einem verminderten Förderstrom die Pumpenlaufzeit.
Nicht berücksichtigt ist hier der Anteil der geodätischen
Förderhöhe, welche unabhängig vom Durchfluss ist
und entsprechend das reale Einsparpotenzial reduziert.
Weiterhin senkt die Drehzahlreduzierung die Fließgeschwindigkeit,
was ggf. Ablagerungen in der Druckleitung
verursachen kann.
Bisher wurden drehzahlgeregelte Pumpen vor allem in
großen Hauptpumpwerken mit guter bis sehr guter Messausrüstung
genutzt. Ein großes energetisches Einsparpotenzial
besteht aber auch darin, die wesentlich zahlreicheren
kleineren Pumpwerke, welche meist nur über eine
Füllstandsmessung verfügen, umzurüsten. Bisher fehlen
auch intelligente Steuerstrategien, welche energetische
und betriebliche Belange ausgewogen berücksichtigen.
Auf dem Markt existieren bereits Systeme, die eine
drehzahlgeregelte Steuerung von Abwasserpumpen
realisieren können [5, 6]. Aktuelle Zuflüsse zur Pumpstation
und Pegelstände in der Pumpenvorlage zur
Steuerung der Drehzahl werden jedoch nicht berücksichtigt,
sodass eine energieeffiziente Steuerung nur
eingeschränkt möglich ist.
2. Ziel
In einem gemeinsamen Projekt des Pumpenherstellers
WILO SE, des Abwasserzweckverbandes Darß und der
Universität Rostock, gefördert von der Deutschen Bundesstiftung
Umwelt (DBU), werden deshalb in der Praxis
häufig vorkommende Szenarien von Abwassertransportsystemen
untersucht und Strategien zur energieoptimalen
Förderung von Abwasser mittels drehzahlregelbarer
Pumpen bestimmt.
Ziel des Projektes ist es, eine Steuerung für drehzahlregelbare
Abwasserpumpen zu entwickeln, die sowohl
deren Energieverbrauch senkt, als auch die Betriebssicherheit
des Fördersystems gewährleistet. Dabei werden
verschiedene Varianten von Abwasserfördersystemen
untersucht und die Strategien darauf angepasst.
Für die Entwicklung von Steuerstrategien wurden
folgende Anforderungen definiert:
• Die Strategien müssen für den Betreiber nachvollziehbar
und einfach handhabbar sein.
• Da in der Praxis häufig nur einfache Messgrößen zur
Verfügung stehen, muss die Steuerung auf die Bedingungen
vor Ort anpassbar sein.
• Durch die Steuerung darf die Betriebssicherheit des
Systems nicht beeinträchtigt werden. Hierzu zählen z. B.
das Verhalten bei hohen hydraulischen Belastungen
oder bei fehlender oder falscher Messgröße, die
Gewährleistung des Feststofftransports und der
Entlüftung.
Zum Test der Strategien wurde das Druckentwässerungssystem
auf der Halbinsel Fischland-Darß-Zingst
Bild 1. Änderung der Leistungsaufnahmekennlinie bei Verminderung
der Drehzahl.
Bild 2. Verlauf der Druckrohrleitung Prerow.
gewählt, welches die Gemeinden Born, Wieck und Prerow
einschließt. Das anfallende Schmutzwasser der drei
Orte wird über die Kläranlage in Wieck gereinigt. Das
Abwasser, das in Prerow (Prerow Ost/West) und auf dem
Campingplatz in Prerow (Prerow Nord) anfällt, wird über
das Hauptpumpwerk (HPW) Prerow über eine ca. 2,5 km
lange Druckrohrleitung (DN 400) in die Kläranlage Wieck
gefördert (Bild 2).
Der Einfluss von Tourismus ist in dieser Region sehr
hoch. Im Sommer wird das Abwasser von ca. 16 000 und
im Winter von ca. 2 800 Personen über die Pumpstation
entsorgt. Schneidräder an den Tauchmotorpumpen einleitender
Hauspumpstationen sorgen dafür, dass keine
groben Verunreinigungen in das Pumpwerk gelangen.
3. Entwurf der Pumpenstrategie
Die Abwasserpumpstation Prerow ist ein Fallbeispiel
mit einem in der Praxis häufig vorkommenden Szenario.
Dieses Szenario wurde zunächst untersucht und
eine optimale Förderstrategie bestimmt. In dem Szenario
wird einem Pumpensumpf eines Abwasserpumpwerks
im Trennsystem ständig Schmutzwasser
zugeführt, während eine drehzahlregelbare Pumpe
das Abwasser über eine Druckleitung zu einem entfernt
Mai 2014
gwf-Wasser Abwasser 641