Wasser, die Herausforderung des 21. Jahrhunderts · Wasser, die Herausforderung des 21. Jahrhunderts Messtechnische Lösungen, deren Planung und Services in Michael Rumpf Regenbecken

Wasser, die Herausforderung des 21. Jahrhunderts Messtechnische Lösungen, deren Planung und Services in

Regenbecken und KanalnetzMichael Rumpf

Nov 2017

Die KROHNE GruppeGlobale Präsenz und Eckdaten

Anbieter von innovativen

Messtechniklösungen für die

Prozessindustrie

1921 gegründet

100 % in Familienbesitz

Umsatz 2016: 484,1 Mio. Euro

Anzahl Mitarbeiter: 3.700

350 Mitarbeiter in F&E

17 Fertigungsstätten

in 12 Ländern

44 Tochtergesellschaften

und Joint Ventures

55 Vertretungen

►2 ►| KROHNE Gruppe

Produktprogramm der KROHNE GruppeÜbersicht

►3 ►| KROHNE Gruppe

Durchflussmesstechnik Füllstandmesstechnik Druckmesstechnik

Analysenmesstechnik KommunikationTemperaturmesstechnik

KROHNE Service Systemlösungen für die Schifffahrt Systemlösungen für Öl und Gas

Ein neuer Standard bei Wassermessungen Die Notwendigkeit

Anforderungen der Betreiber an diese Messtechnik

► Kosten/ Nutzen-Verhältnis muss auf lange Sicht positiv und

planbar sein

Für genaue Überwachung der Netze werden mehr und mehr

Messstellen benötigt

► Installations- und Wartungskosten dieser Messstellen müssen

gering sein

►4 | W&WW WATERFLUX | 21.11.2017

1. Gesetzliche Anforderungen

2. Messtechnische Lösungen

3. Services

4. Planungshilfe

Agenda




planbar sein




gering sein

►5 | W&WW WATERFLUX | 21.11.2017



3. Services

4. Planungshilfe

Agenda

Wassermarkt

Automatisierung von RegenbeckenBackground

Warum ist Regenwasser ein Zukunftsthema?

KA´s sind bereits betrachtet worden hinsichtlich verbesserter Reinigungsleistung

Regenwasser stellt Haupt-Verursacher für Gewässerverschmutzung

Die ersten Schwallstöße bei immer stärker werdenden Niederschlagsereignissen

sind besonders kritisch (Hydraulische und Frachtbasierte Belastung)

In Mischkanalisation wird bei Starkregen eine große Menge Abwasser direkt in

die Vorflut abgeschlagen!!

Reines Regenwasser erfährt durch größere Urbanisierung und Zunahme des

Verkehrs immer größere Belastung und stellt ebenfalls große Belastung dar

(300-400 mg/l CSB)

Messtechnische Lösungen in RegenbeckenBackground

Bundesweite Verordnung zum Umgang mit Einleitungen in Gewässer

Wichtigste Rechtsquelle ist das Wasserrechtsgesetz 1959, in die auch die

Wasserrahmenrichtlinie der EU Eingang gefunden hat

Wasser(benutzungs)rechte werden gewöhnlich im Wasserbuch eingetragen

Unterteilung in Indirekteinleiter sowie Einleitungen aus öffentlichem Kanalnetz

Allgemeine Abwasseremissionsverordnung https://www.ris.bka.gv.at/GeltendeFassung.wxe?Abfrage=Bundesn

ormen&Gesetzesnummer=10010977

Allgemeine Abwasseremissionsverordnung

Sehr detaillierte Formulierungen über das Messen von Parameter

Nicht zu verallgemeinern von Fall zu Fall verschiedene Wasserbenutzungsrechte

Bewusstsein für den Einsatz von Messtechnik ist vorhanden




planbar sein




gering sein

►15 | W&WW WATERFLUX | 21.11.2017



3. Services

4. Planungshilfe

Agenda


Welche Arten von Regenbecken gibt es?

Regenrückhaltebecken (RRB)

Qzu=Qab

Keine Regenwasserentlastung

In Misch-/Trennsystem

Regenüberlaufbecken (RÜB)

Qzu=Qab+Qü

In Mischsystemen bei großen Kanälen als Fangbecken (oben liegende Entlastung) oder

Durchlaufbecken (unten liegende Entlastung)

Regenklärbecken (RKB) (es gibt bei Schwallstößen vorher noch Verteilerbauwerk, welches einen ersten direkten

Abschlag in Vorflut zulässt)

Qzu=Qab+Qretention

In Trennsystem


Wann kommt Messtechnik in Regenbecken zum Einsatz?

Wenn die Struktur des Betreibers es als sinnvoll erscheinen lässt

Wenn es die Nachweisführung gegenüber Überwachungsbehörden vereinfacht

Wenn Kanalnetzbewirtschaftung betrieben werden soll

Zur Steuerung des Zulaufes zur KA bei Regenereignissen

Wenn Aussage über die Effizienz einer Regenwasserentlastung erforderlich ist

Momentan werden Regenbecken bemessen und somit auf einen bestimmten

Bemessungszufluss/abfluss/retention betrieben

Man hat allerdings keine genauen Messdaten über das reale Verhalten!

Wie effizient und wie nah an der Auslegung arbeiten

Regenwasserentlastungsanlagen? Wie verhalten sie sich bei größeren NS

Besteht zukünftig demnach ein Interesse an Messtechnik


Welche Messtechnik kommt zum Einsatz?

Mengenmessung (MID´s für Teil-/Vollfüllung) mit integrierter Leitfähigkeitsmessung

(Qualität)! (2 Analogausgänge oder PROFINET-Kommunikation)

In Regenbecken, in Einleitstellen zur Vorflut, im Kanalnetz (bei

Kanalnetzbewirtschaftung)

Im Mischsystem, um Rechenschaft über die abgeschlagene Menge zu geben

(gegenüber der oberen/unteren Wasserbehörde)

Im Trennsystem, um Aussage über die eingeleitete Regenmenge zu geben (sobald

Regenwasser Abwasser-Abgabepflichtig wird)

Füllstandmessung (Beckenkapazität messen bei Kanalnetzbewirtschaftung)

Füllstandschalter (Grundaussage, ob die Anlage überhaupt angesprungen ist)

Schlammspiegelmessung (in Regenbecken Aussage über Sedimentationsschicht)

pH-Wert und Temperatur

DN 2,5 – 3000

35 l/h - 100000 m³/h

Mengenmessung - DurchflussmesstechnikOPTIFLUX 2300 C/F – vollgefülltes Durchfluss Messgerät

Gleichzeitige Messung von Durchfluss sowie

Leitfähigkeitsmessung

Detektierung von Elektrodenbelag/- korrosion

Temperaturanzeige

Detektierung von Gasblasen / Feststoffe

Genauigkeitsprüfung

Überprüfung des Strömungsprofils

Teilfüllungserkennung

ATEX / IECEx Zone 1 Genehmigung für explosionsgeschützte Bereiche

Erdeinbau (IP68)

Keine Kalibrierung vor Ort, standardmäßige Werkskalibrierung

Bidirektionale Messung!

Modulare Messumformer je nach Anforderung

DN 200 – 1800

Mengenmessung - DurchflussmesstechnikTIDALFLUX 2300 F – teilgefülltes Durchfluss Messgerät

Zuverlässige Messung von Durchflüssen zwischen 10 und 100% des

Füllstands

Geschlossenes Rohrleitungssystem für eine sichere und saubere

Arbeitsumgebung

Keine Korrosion durch H2S dank der 2 medienberührten Elektroden

ATEX / IECEx Zone 1 Genehmigung für explosionsgeschützte Bereiche

Füllstand als zusätzlicher Ausgang möglich

Die Freispiegelförderung reduziert den Bedarf von Pumpen und bietet

Energiekosteneinsparungen

Geringe Sedimentationsgefahr bei relativ hohen Durchflussgeschwindigkeiten

im Vergleich zu Vollrohrbedingungen

Erdeinbau (IP68)

Keine Kalibrierung vor Ort, standardmäßige Werkskalibrierung

Bidirektionale Messung!

Mengenmessung - DurchflussmesstechnikDWM 1000/2000 – teilgefülltes/vollgefülltes Durchfluss Kontrollgerät

DWM 1000 verwendet eine induzierte Spannung, die in ein Schaltsignal

umgewandelt wird

DWM 2000 verwendet eine induzierte Spannung, die in einen 4...20 mA

Stromausgang umgewandelt wird, der proportional zur

Durchflussgeschwindigkeit ist

Highlights

IP 68-Ausführungen für getauchte Anwendungen

für Rohrdurchmesser DN25…<400

Für geschlossene Leitung sowie offene Gerinne

Mengenmessung - DurchflussmesstechnikSonderlösung

Messung in drucklosen Leitungen mit einem „normalen“ MID

FüllstandmesstechnikOPTIWAVE 5200 C/F – berührungsloses Radar Messgerät

2-Leiter (stromschleifengespeist) HART® 10 GHz FMCW-

Radar-Füllstandmessgerät für Flüssigkeiten und Pasten

Einzigartige PP Wave Hornantenne mit Gewindeanschluss

oder PTFE Wave Hornantenne mit Flanschanschluss

Horizontale oder vertikale Gehäuseausführung für alle

Einbauanforderungen

Bajonett-Verriegelung garantiert einfaches Öffnen und

Schließen der Gehäuseabdeckung, auch nach vielen Jahren

Betrieb

Getrennter Messumformer kann bis zu 100 m von der

Antenne entfernt installiert werden

Schnellkupplungssystem ermöglicht das Entfernen des

Messumformers unter Prozessbedingungen und seine 360°

Drehung, um das Ablesen der Anzeige zu erleichtern

Messbereich bis 30 m

FüllstandmesstechnikOPTIWAVE 5200 C/F – berührungsloses Radar Messgerät

FüllstandmesstechnikOPTIBAR LC 1010 – hydrostatischer Druck (Tauchsonde)

Robuste frontbündige keramische Messzelle

Hochbeständiges TPE Kabel

Optional: HART®-Kommunikation

Optional: integrierter Pt100 Temperatursensor

Optional: Trinkwasserzulassung

Messbereiche von 1mH2O bis zu 100mH2O

Schlankes Design

Hohe Überlastfaktoren

„Die Tauchsonde prallt aus großer Höhe auf die Wasseroberfläche oder

den Grund“

Harte Keramik

„Ablagerungen können einfach mit einer Bürste entfernt werden.“

Korrosionsbeständig

FüllstandmesstechnikOPTIBAR LC 1010 – hydrostatischer Druck (Tauchsonde)

Schlammspiegelmessung

Projekt Hochschule Biberach

Regenrückhaltebecken,

Autobahnen und Bundesstraßen

Messfunktion: Zonentracking

TS-Gehalt , max. Tiefe 7,00 m

Datenübertragung über Funk

Schlammabsaugung mittels Saug-

wagen soll dadurch koordiniert

werden

Optisch:

Zuverlässige Erkennung von Schlammwolken

Überwachung des Absetzverhaltens

Ultraschall:

Indirektes Verfahren

Störanfällig aufgrund Signaldämpfung und

Fehlreflexionen

Darunterliegende Schichten werden nicht

erkannt

Die Lösung:

Direkte Messung durch optischen Sensor, der

in allen Schlammschichten die Konzentration

misst

Schwimmschlamm

Klarwasserzonen

Schlammwolke

Klarwasserzone

Schlammspiegel

Absetzschlamm

Beckenboden

t t

SchlammspiegelmessungOptisches Verfahren im Vergleich zum Ultraschall-Verfahren

Sensor wird durch das Medium bewegt

Optisches Verfahren zur TS-Konzentrations-

messung

NIR-Durchlichtverfahren unabhängig von der

Schlammfarbe

Absorption des Lichtstrahls durch

Schlammpartikel ist proportional zur

Konzentration des Feststoffgehalts

Schwimmschlamm

Klarwasserzonen

Schlammwolke

Klarwasserzone

Schlammspiegel

Absetzschlamm

Beckenboden

Sender Empfänger

nahes Infrarot (880 nm)

SchlammspiegelmessungMessprinzip OPTISYS SLM 2100

Profilmessung

(Schlammspiegel +

Konzentrationen des

Feststoffgehalts)

Überwachung von

Schlammspiegel und

Schlammwolken (gleichzeitige

Überwachung von zwei

verschiedenen

Konzentrationen)

Zonenverfolgung

(kontinuierliche Überwachung

eine spezifischen “Zone”)

3 Messmodi in einem Gerät

Klarwasser

Schlammwolke

Klarwasser

Schlammspiegel

Abgelagerter Schlamm

Schlammwolke

SchlammspiegelSchlammspiegel

Konzentration an Feststoffen

Höhe

SchlammspiegelmessungOptisches Verfahren - Betriebsweise

pH-Wert und TemperaturSMARTPAT sowie OPTITEMP

pH-Wert:

Stromschleifengespeister 2-Leiter-Sensor mit integrierter Transmitter-

technologie

Hochwertiger und präziser digitaler Glassensor mit Offline-

Kalibrierfunktion

Spezielle digitale Kunststoff-Sensorausführung für raue Applikationen

Installation in explosionsgefährdetem Bereich, Zone 0

Temperatur:

Optional mit ATEX-Zulassung

Einsteckthermometer, Einschraubthermometer, Flanschthermometer

RegenbeckenGemeinschaftsmodell

• Neue Zukunftsapplikation im Bereich Abwasser

• Fokus der letzten 20 Jahre lag im Bereich Optimierung von Kläranlagen verschiebt

sich jetzt in das Kanalnetz

• Aufgrund von Klimawandel (mehr und mehr Starkregenereignisse)

• Immer weniger natürliche Retentionsflächen (mehr und mehr versiegelt Flächen)


Zwei große Herausforderungen

• Unkontrollierte Niederschlagseinleitungen in Flüsse sind verantwortlich für eine

stetig steigende Gewässer-/Umweltverschmutzung

• Mehr und Mehr Länder/Bundesländer erstellen Gesetze zur Automatisierung von

Regenbecken – Hauptfokus dabei ist das Messen (Ableitmenge) und kontrollierter

Ablauf/Abschlag

• Unkontrollierte Niederschlagsableitung kann ebenfalls Überflutungsprobleme

verursachen

• Viele Länder investieren hier große Mengen Geld um ein aktives

Hochwassermanagement System zu erstellen

Regelventil TIDALFLUX

Kläranlage

Vorflut

Regenüberlaufbecken

Stadt mit mehr und mehr

versiegelten Flächen

Rainfall

Animation

MAX. FLOW

TIDALFLUX

../../../M.Rumpf/Wasser_Abwasser/Projekte Abwasser/Projekte/Regenbecken automatisieren/RÜB/Bilder und Video Hannover Messe/15_2_011_13_HANNOVER_MESSE_2015_Kooperationsmodell_Wasser_Abwasser_de_de.wmv


►3

5

►KROHNE stellt komplettes Portfolio

- TIDALFLUX 2300 F

- OPTIBAR LC 1010

- OPTITEMP TRA S 11 with TT20C

- OPTISWITCH 6600

- SMARTSENS COND 5200

- OPTIWAVE 5200

- OPTIFLUX 2300

RegenbeckenReferenzprojekt Regenüberlaufbecken Schlangen/NRW

Kunden-Referenzprojekt

• Gemeindewerke Schlangen – TIDALFLUX DN200, VAG, AUMA, Phoenix Contact


Umbau der vorhandenen Messung

• 1. Schritt: Rückbau einer mechanischen Hydroslideblende, weil von den Behörden eine

Überprüfung der Messgenauigkeit/Abschlagsmenge laut Überwachungsverordnung

gefordert war Wettbewerbsmessung über Level installiert

• 2. Schritt: Rückbau der Levelmessung, da die gewünschte Funktion nicht erfüllt werden

konnte Einbau eines TIDALFLUX für teilgefüllte Rohrleitungen in Verbindung mit

AUMA Regelantrieb mit VAG Plattenschieber und Phoenix Contact Automation

Zukünftig ist eine Überprüfung laut SüwVO möglich

Zukünftig ist eine aktive Kanalnetzbewirtschaftung möglich



Kläranlage

Diagnosefunktionen bei den OPTIFLUX Geräten

Diagnosefunktionen sind

Standardmäßig bei allen OPTIFLUX-

sowie TIDALFLUX-geräten integriert

und liefern neben bedeutenden

Überwachungsfunktionen des

Gerätes auch hilfreiche

Informationen über den Prozess wie

z.b. die integrierte

Leitfähigkeitsmessung

Installations-/ Wartungskosten

einer herkömmlichen

Leitfähigkeitsmessung entfallen

grüne Kurve:

Indikations-

messgerät

Optiflux 2300 C

orangefarbende

Kurve: Präzisions-

messgeret

Optisens 1050 W




planbar sein




gering sein

►42 | W&WW WATERFLUX | 21.11.2017



3. Services

4. Planungshilfe

Agenda

Überprüfung von Messungen nach Eigenkontrollverordnungen

Überprüfung von Messungen nach EigenkontrollverordnungenPrüfprotokoll nach Eigenkontrollverordnungen




planbar sein




gering sein

►45 | W&WW WATERFLUX | 21.11.2017



3. Services

4. Planungshilfe

Agenda

Planungshilfe - Erstellung von LeistungsverzeichnissenRechtlicher Hintergrund

• Öffentliche Aufträge stellen

bedeutenden Wirtschaftsfaktor

dar (meist hohe Bausummen)

• Vergaberegeln erschaffen zur:

• Vermeidung von

Wettbewerbsverletzungen

• Wirtschaftliches Handeln mit

öffentliche Mittel

• Marktgerechter Wettbewerb


Vergaberecht in Deutschland

Rahmen

• GWB (Gesetz gegen Wettbewerbsbeschränkungen)

• Enthält wesentliche Vorschriften zur Vergabe öffentlicher Aufträge (keine Details)

• VgV (Vergabeverordnung)

• Enthält wesentliche Bestimmungen für die Anwendung des EU Rechts in Dtl.

• Verbindung zw. GWB und den Verdingungsordnungen

• VOB, VOL, VOF (Verdingungsordnungen) enthalten detaillierte Vorschriften zur

Vergabe und zur Durchführung des Vergabeverfahren

• VOB – Verdingungsordnung für Bauleistungen

• VOL – Verdingungsordnung für Leistungen

• VOF – Verdingungsordnung für Freiberufliche Leistungen


• D.h. alle Projekte der

öffentlichen Hand sowie

Projekte mit erheblichen

staatlichen Förderanteil

müssen die VOB, VOL

anwenden!!

• In den Verdingungsordnungen

für Leistungen ist

festgeschrieben, dass für

öffentliche Ausschreibungen

Leistungsverzeichnisse zu

erstellen sind, in denen die

Bauleistung ausreichend

beschrieben wird

Notwendigkeit einer Planungshilfe

• Total widersprüchliche LV Texte im Umlauf

• Hersteller kann nicht Applikationsgünstig anbieten

• Für einfache Applikationen zu anspruchsvolle LV Texte

• Für jedes Projekt muss ein frischer, neuer

Ausschreibungstext mit wenig Aufwand generiert

werden. Somit werden korrekte LV-Texte generiert

• Unspezifische Ausschreibungen, welche oft zu

Rückfragen führen, entfallen somit

Planungshilfe - Erstellung von Leistungsverzeichnissen

• Herkömmliche

Wasserapplikation

Planung neuer AnlagenPlanungshilfe

Planningtool.krohne.com

Webinar Planungshilfe

Kostenloses Webinar zur Planungshilfe

für Wasser- und Abwasserprozesse

http://krohne.link/w7xro

YouTube Seminar:

https://youtu.be/1zojXj1NPGg



Christian Eberharter: Vorarlberg, Tirol, Salzburg

Christoph Wagner: Oberösterreich und westliches Niederösterreich

Christoph Wagner: Wien und Niederösterreich Ost

Christian Grünanger: Kärnten, Steiermark, Niederösterreich Süd, Burgenland

Christian Ballmüller: Analysemesstechnik gesamt Österreich

Planerfachberater Nord und SüdUnterstützung bei allen Planungen der W&WW

Christian Grünanger

Christoph Wagner

Christoph Parkfrieder

Christian Ballmüller

Christian Eberharter

Fragen?

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