Wasserversorgung Osterburken

Wasserversorgung Osterburken -  Nanotechnik für die Trinkwasseraufbereitung

Nanotechnik macht aus extrem kalkhaltigem Brunnenwasser weiches Trinkwasser, um Hausgeräte und Rohrleitungen zu schonen. Seit Oktober 2010 läuft eine der modernsten Wasserenthärtungsanlagen, zuverlässig gesteuert mit VIPA-Hardware.   

Nanotechnologie ersetzt Chemikalien

Die Brunnen der Stadt Osterburken im Neckar-Odenwald-Kreis fördern aufgrund der geologischen Verhältnisse in der Region nur extrem kalkhaltiges Brunnenwasser zutage. Eine weitreichende Wasserenthärtung war also obligatorisch. Die klassische Wasserenthärtung erfolgte in der Vergangenheit mit Hilfe chemischer Prozesse. Aufwand und Ergebnisse hierbei entsprachen schon lange nicht mehr den Erwartungen an das Lebensmittel Trinkwasser. So entschloss man sich in Osterburken, hier neue Wege zu gehen. Mit Hilfe der Firma Kuhn GmbH aus Höpfingen, die sich über viele Jahre schon mit der Aufbereitung von Trink- und Abwasser beschäftigt, kam man hier zu einer sehr modernen Lösung. Erleichtert wurde das ganze Projekt dadurch, dass Kuhn neben dem Rohrleitungsbau und der maschinentechnischen Ausstattung auch die gesamte Elektro- und Steuerungstechnik lieferte. Hier konnte Kuhn auch seine Erfahrungen mit der Nanotechnologie einbringen. Die Nanotechnologie erlaubt es, gelöste Stoffe, die das Wasser hart machen, ohne chemische Zusätze durch osmotische Filtration aus dem Wasser zu entfernen. In verschiedenen Stufen erfolgt die Aufbereitung des Brunnenwassers, bis die gewünschte Trinkwasserqualität erreicht wird. 

Prozessablauf in mehreren Stufen

Der beschriebene Wasserenthärtungsprozess ist aber nur ein Teil des gesamten Trinkwassergewinnungsprozesses. Es beginnt mit der genau geregelten Entnahme und Weiterleitung des Rohwassers aus den verschiedenen Brunnen in das Rohwasservorratsbecken der Aufbereitungsanlage. Für das Funktionieren der Nanofiltrationsanlage ist es sehr wichtig, dass die Pumpen einen genau definierten Systemdruck erzeugen, da sonst die hochempfindlichen Membranfilter Schaden nehmen könnten. In der Filtrationsanlage selbst finden weitere Prozesse wie Vorfiltration, Membranfiltration, Rieselentgasung und Sammlung des aufbereiteten Wassers in zwei Reinwasserkammern statt. Am Ende der Wasseraufbereitung findet noch eine UV-Entkeimung des Reinwassers statt, bevor das Reinwasser in Trinkwasserqualität in die örtlichen Vorratsbehälter gepumpt wird. Die Aufbereitungsleistung der Anlage beträgt 650 Kubikmeter in 14 Stunden – das entspricht dem durchschnittlichen Tagesbedarf der Stadt Osterburken. Der Härtegrad wird von 26 auf derzeit 11-13° d. H. reduziert.

Komplexe Prozessabläufe erfordern präzise Steuerungstechnik

Angefangen von den Pumpen im Brunnenhaus bis hin zur Einspeisung ins Trinkwassernetz gibt es also eine Vielzahl von Prozessen, die zuverlässig ablaufen müssen, um jederzeit die Verfügbarkeit von Trinkwasser sicher  zu stellen. Als zentrale Steuerung wurde die CPU 314SC/DPM aus der 300S-C-Klasse mit integrierter SPEED7-Technologie eingesetzt, die sowohl über eine PROFIBUS-Schnittstelle als auch über eine Ethernet-Schnittstelle für die Panel-Ankopplung und zum Programmieren verfügt. Dadurch spart man sich teure Kommunikationsprozessoren, die unmittelbar an die CPU angebunden werden müssten. Die CPU erlaubt Zykluszeiten von 2 ms, sodass sich die zahlreich programmierten Softwareregler problemlos handhaben lassen. Zusätzlich in der CPU integrierte digitale und analoge Ein- und Ausgänge tragen zur Platzersparnis im Schaltschrank bei.

Sowohl in den zentralen Einheiten als auch in drei dezentralen Stationen sorgen die kompakten SLIO-Module für eine schnelle und platzsparende Anbindung der Sensor- und Aktorebene über ein PROFIBUS-Netzwerk. Auch die Visualisierung der Anlage wurde mit VIPA-Komponenten realisiert. Das eingesetzte 12“ Touch Panel ist über Ethernet mit der SPS verbunden. Das Panel ermöglicht neben der Vor-Ort-Anzeige und -Bedienung auch das Aufzeichnen von Daten im integrierten Ringspeicher. Ebenso ist ein qualifiziertes Alarmmanagement bei Überschreitung von Grenzwerten oder bei Störmeldungen eingerichtet.  

Vertraute Technik komplett aus einer Hand

Dass die eingesetzte Technik von den SPS-Komponenten bis hin zum Bedienterminal komplett aus dem Hause VIPA kommt, war für Thomas Schäfer, Projektleiter beim Anlagenlieferant Kuhn, ein ausschlaggebendes Argument: . „Es ist eine große Arbeitserleichterung für uns als Anlagenbauer, wenn wir alles aus einer Hand bekommen können.“ Schließlich arbeitet Kuhn schon seit vielen Jahren mit VIPA zusammen.