Projekt: Intelligente Kanalbewirtschaftung

Der Umwelt­clus­ter Bay­ern ver­lieh gestern im Augs­burg­er Max­i­m­il­ian­mu­se­um die Ausze­ich­nung als Leucht­turm­pro­jekt 2018 an die Schraml GmbH und die Stad­ten­twässerung Nürn­berg (Sun) für deren gemein­sames Pro­jekt ein­er inno­v­a­tiv­en Kanal­net­zbe­wirtschaf­tung. Die Sun stand mit immer häu­figeren Starkre­genereignis­sen, zunehmender Flächen­ver­siegelung und höheren Gewässer­schutzan­forderun­gen vor der Auf­gabe, das Kanal­netz für die neuen Her­aus­forderun­gen fit zu machen. Dafür starteten die Nürn­berg­er bere­its seit den 1990er Jahren auf Basis des damals einge­führten Prozessleit- und Fer­n­wirksys­tems AQASYS der Vagen­er Fir­ma Schraml eine sys­tem­a­tis­che Daten­samm­lung und ‑analyse aller Vorgänge im Kanal­netz, sozusagen ein „Kanal­netz 4.0‑Projekt“. Die daraus abgeleit­eten Erken­nt­nisse und die Instal­la­tion intel­li­gen­ter Fer­n­wirk­tech­nik, eben­falls aus dem Hause Schraml, sowie die langjährige Erfahrung der Sun Mitar­beit­er haben dazu geführt, dass das Nürn­berg­er Kanal­netz heute eine deut­lich stärkere Resilienz gegenüber extremen Regenereignis­sen aufweist. Die Nutzung der Stau­räume wurde verbessert, die Ableitung von Mis­chwass­er in die Nürn­berg­er Gewäss­er wurde sig­nifikant reduziert und der Zulauf zu den Klär­w­erken kon­tinuier­lich­er gestaltet.

Um das Kanal­netz von Nürn­berg mit sein­er Länge von 1471 km, den 31 Pump­w­erken, 66 Regen­beck­en und den Stau­raumkanälen in eine effiziente Bewirtschaf­tung zu über­führen, mussten die Prozesse und Schalt­stellen im Kanal­netz umfassend ver­standen und dig­i­tal miteinan­der ver­bun­den wer­den. Ziel war es, die kaskaden­för­mig ange­ord­neten Stau­raumkanäle nicht nur in ihrer Funk­tion als Mis­chwasser­spe­ich­er, son­dern auch als „Trans­portkanäle“ zu nutzen, in denen sich die Fließgeschwindigkeit des Abwassers der Inten­sität der Regen­wasser­be­las­tung und der Füll­stand­shöhe der einzel­nen Kam­mern anpasst. Damit soll­ten eine opti­mierte Aus­nutzung der vorhan­de­nen Stau­raumka­paz­itäten und ein ges­teuert­er Zufluss zu den Klär­w­erken erre­icht wer­den. Eine schnellere Entleerung der einzel­nen Kam­mern sollte dazu führen, dass auch bei Fol­gere­gen wieder Stau­raum zur Ver­fü­gung steht.

Transparenz zu Vorgängen im Kanalnetz

Das AQASYS Prozessleit­sys­tem von Schraml liefert die notwendi­ge Visu­al­isierung (inklu­sive Prozess­bildzeitraf­fer, im Sinne eines Videos, um Abläufe im Kon­text und in Rei­hen­folge zu sehen) und die Möglichkeit­en der Date­nauf­bere­itung (Pro­tokolle, RÜB-Ereignis­berichte, Gan­glin­ien mit hochau­flösenden Archivw­erten im Minuten- und Sekun­den­raster). Damit wer­den die Zustände und Abläufe im gesamten Kanal­netz – Niveau-/Beck­endurch­fluss­werte, Befül­lungs- und Entleerungsphasen, Schieber­ak­tiv­itäten, Zulauf zu den Kläran­la­gen und Ent­las­tun­gen in den Vor­fluter – per­ma­nent überwacht und ausgewertet.

Intelligente und vernetzte Fernwirktechnik steuert Prozesse im Kanalnetz

Die über DSL, LAN und GPRS „ver­net­zte“ Kanal­net­zbe­wirtschaf­tung, d.h. die Steuerung der einzel­nen  Kanal­ab­schnitte und Stau­räume in Abhängigkeit voneinan­der und von der jew­eili­gen Belas­tung der Nürn­berg­er Klär­w­erke, wird durch das Fer­n­wirk- und Automa­tisierungssys­tem von Schraml ermöglicht. Ganz entschei­dend für die hohe Wirk­samkeit der ver­net­zten Bewirtschaf­tung ist, dass die Sta­tio­nen direkt miteinan­der inter­agieren und wenn nötig, auch autark (unab­hängig von der Zen­trale) Entschei­dun­gen tre­f­fen kön­nen. Dadurch wird eine kanal­net­züber­greifende, aus­fall­sichere und flex­i­ble Abflusss­teuerung erreicht.

Kombination von menschlicher Erfahrung und Kompetenz mit innovativer Technik

Dass die ökonomis­chen wie ökol­o­gis­chen Ergeb­nisse des Pro­jek­ts so pos­i­tiv aus­ge­fall­en sind, liegt neben der Tech­nik vor allem an der lan­gen Erfahrung und dem großen Fach­wis­sen aller Beteiligten. Das Team der SUN betrieb von Anfang an mit hoher Moti­va­tion und Eigenini­tia­tive das Pro­jekt und ließ die eige­nen Erfahrungswerte aus der jahrzehn­te­lan­gen Anla­gen­be­treu­ung kon­stant ein­fließen. In vie­len Iter­a­tio­nen wur­den und wer­den immer wieder Opti­mierun­gen vorgenom­men und deren Wirk­samkeit im Gesamt­sys­tem verfolgt.