Kein Albtraum auf der Schwäbischen Alb

Wasserwerk Langenau steigt auf pneumatische Schwenkantriebe um

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Das Wasserwerk Langenau in Baden-Württemberg entschied sich beim Ausbau seiner Anlagen für pneumatische Automatisierung. Die auf mehrere Jahrzehnte Betriebszeit ausgelegten Anlagen verlassen sich jetzt auf die Schwenkantriebe DAPS von Festo – garniert mit Ventilinseln vom Typ CPX/VTSA in Schaltschränken. So wird der Schwaben-Albtraum zum Schwäbische-Alb-Traum.

Auf den ersten Blick scheint Baden-Württemberg von der Natur reich beschenkt zu sein. Wiesen, Wälder und Ackerflächen so weit das Auge reicht. Wenn da nicht das Wasser wäre. Ausreichend davon steht zwar zur Verfügung, nur nicht immer dort, wo es gebraucht wird. Weiten Landstrichen, wie etwa der Schwäbischen Alb, mangelt es an Grundwasser – ein wahrer Albtraum. Schuld ist der Untergrund. Auf einer Fläche von rund 40 mal 200 km erstreckt sich das größte zusammenhängende Karstgebiet Deutschlands. Doch es gibt Stellen, an denen sich Wasser sammelt und große Grundwasserbecken bildet. Eines der größten ist das Donauried bei Langenau in der Nähe von Ulm mit einer Fläche von 315 km2. Es fasst rund 1 Mrd. m3 Grundwasser. Im Donauried lässt es sich an 204 Brunnen relativ bequem aus einer durchschnittlichen Tiefe von 8 m entnehmen.

Auch wenn das Grundwasser für seine weite Reise von der Schwäbischen Alb bis ins Donauried rund 12 Jahre benötigt und dort daher schon in sehr reinem Zustand ankommt, setzt die Landeswasserversorgung auf eine gründliche Wasseraufbereitung. Grundwasserfiltration und Entcarbonisierungsanlage sorgen für eine nachhaltig hohe Wasserqualität. Organische Stoffe werden entfernt, ein zu hoher Kalkgehalt wird reduziert.

Hoher Kalkgehalt

Denn auf seinem langen Weg durch den Karstuntergrund reichert sich das Grundwasser stark mit Kalk an und verfügt bei der Entnahme über durchschnittlich 22° deutscher Härte. Damit ein zu hoher Kalkanteil bei der Erwärmung des Wassers nicht zu unerwünschten Ablagerungsprozessen in Wasserleitungen und Industrieanlagen führt, senken Entcarbonisierungsreaktoren die Wasserhärte auf 12° deutscher Härte.

Sowohl in der Entcarbonisierung als auch bei der Grundwasserfiltration sorgt eine Vielzahl von Schwenk- und Linearantrieben von Festo für ein hohes Maß an Zuverlässigkeit. Darauf legt die Landeswasserversorgung auch besonders großen Wert. Denn die Laufzeit der Anlagen in Langenau bemisst sich auf mehrere Jahrzehnte. Für die Wasseraufbereitung braucht es Dauerläufer mit einem langen Atem in der Prozessautomation. Pneumatische Produkte aus einer Hand – wie Schaltschränke, Verschlauchungen und Antriebe mit Zubehör – bieten den dauerhaften Vorteil kurzer Reaktionszeiten und vereinfachter Bestellvorgänge. Gleiches gilt für zukünftige Wartungsarbeiten.

Nebenprodukt Kalkpellets

Reduzierte bis zum Jahr 2016 noch eine Langsam-Entcarbonisierungsanlage (LEC ) den Härtegrad des Grundwassers, so beschleunigt seither eine neue Schnell-Entcarbonisierungsanlage (SEC) die Prozesse. In den zehn Meter hohen Reaktoren mit einem Durchmesser von vier Metern steigt das harte Grundwasser nach oben, wird dabei mit einer Base in Form von Kalkwasser versetzt und durch Kalk-Impfkörner angereichert.

An diese lagert sich der ausgefällte Kalk des Grundwassers an, bis die Körner zu Pelletgröße angewachsen sind, aufgrund ihrer Schwere nach unten sinken und abgezogen werden können. Das weiche Wasser steigt nach oben und fließt ab. Für die Regelung des Zu- und Abflusses zeichnen mit pneumatischen Festo-DAPS-Schwenkantrieben ausgestattete Klappen verantwortlich. Zuverlässigkeit steht auch bei der modernen SEC-Technologie an erster Stelle.

Zukunftssichere Filterreinigung

Eine Investition in die Zukunft der Wasserversorgung ist die Grundwasserfiltration mit modernen Mehrschichtfiltern. Seit 2014 in Betrieb, entfernen solide Sand- und Aktivkohleschichten organische Stoffe. Sieben Filterbecken sorgen mit ihrem zwei Meter starken Filtersubstrat, verteilt auf jeweils 50 m2 Grundfläche, für sauberes Trinkwasser, frei von Trüb- und Schwebstoffen. Von Zeit zu Zeit müssen die Filterbecken allerdings von Schmutzpartikeln gereinigt werden. Dies erfolgt durch eine Rückspülung mit Frischwasser und Luft. Hierzu verschließen insgesamt zehn pneumatische Absperrklappen schnell und sicher den Grundwasserzulauf per DAPS-Schwenkantrieb mit Stellungsregler. Die freigespülten Sedimente werden mittels Schlammwasserabscheider abgezogen. Die Schlammwasserklappe steuert ein geregelter Linearantrieb DFPI von Festo.

Insgesamt sorgen 77 Schwenk- und geregelte Linearantriebe von Festo für zuverlässige Prozesse. Vorteil der Pneumatik: Bei einer Störung, wie beispielsweise einem Stromausfall, fahren die mit DAPS und DFPI ausgestatteten Klappen dank stromloser Grundstellung automatisch in ihren Ausgangszustand zurück. Der Filterprozess kann wieder aufgenommen werden, kein mit Sedimenten belastetes Wasser gelangt in das Zulaufsystem. Ein hohes Sicherheitsniveau gewährleisten auch die dezentral, direkt bei den Mehrschichtfilterbecken angebrachten Schaltschränke mit Ventilinseln CPX/VTSA. Die Schaltschränke steuern sämtliche pneumatischen Armaturen an und nehmen zusätzliche Sensoren für Messsignale sowie Endschalter auf. Speziell auf die Funktionen von Filtern und Reaktoren abgestimmt, zeigt sich das Konzept der Ventilinseln als gleichermaßen flexible wie sichere Lösung für die hohen technischen Anforderungen des Wasserwerks Langenau.

Die gesamte Anlagenlandschaft des Wasserwerks Langenau verfügt über einen hohen Automatisierungsgrad. Nur zwei Mitarbeiter in der Zentralwarte können sämtliche Anlagen überwachen und steuern – von der Wassergewinnung bis zu den insgesamt 400 000 m3 fassenden Wasserbehältern. Bis zu 5000 Pumpen, Verschlussorgane und Einrichtungen des gesamten Trinkwassergewinnungs-, Aufbereitungs- und Verteilungsbetriebs liefern rund 3500 Messwerte. Mit seinen rund 300 Automatisierungsgeräten zählt das Steuerungssystem zu den größten und modernsten Leitsystemen deutscher Wasserversorgungsunternehmen. So wird die Wasserversorgung auf der Schwäbischen Alb nicht zum Albtraum.

www.prozesstechnik-online.de

Suchwort: cav0319festo


Autor: Ralf Baumann

Fachjournalist


Tobias Brucker arbeitet im Vertrieb Deutschland Prozessautomation bei Festo

Nachgefragt  bei Tobias Brucker

Herr Brucker, was war für Sie bei diesem Projekt das Besondere?

Tobias Brucker: Einmal die Zusammenarbeit mit einem der wegweisenden Wasserversorger Baden-Württembergs. Und dann die Aufgabe, ein bislang überwiegend mit Elektroantrieben arbeitendes Wasserwerk von der Pneumatik zu überzeugen.

Wie konnten Sie das Wasserwerk Langenau für pneumatische Antriebe gewinnen?

Brucker: Meine Kollegen und ich haben die Verantwortlichen des Wasserwerks Langenau auf Besuchen zu Referenzanlagen begleitet. Hinzu kamen Tests mit unseren Antrieben auf Armaturenprüfständen. So konnten wir unseren Ansprechpartnern die Vorzüge der pneumatischen Steuerungstechnik in der Wasserwirtschaft wie beispielsweise deren hohe Zuverlässigkeit und Arbeitsgeschwindigkeit zeigen.

Was war Ihres Erachtens das Hauptargument, weshalb sich die Landeswasserversorgung für Festo entschieden hat?

Brucker: Da gibt es sicherlich mehrere – Nachhaltigkeit, Service, Zuverlässigkeit, Innovation, Produkte und Dienstleistungen aus einer Hand. In meinen Augen war ein entscheidender Aspekt auch, dass die Anlagen der Wasserversorgung auf mehrere Jahrzehnte Betriebszeit ausgelegt sind und Festo dank seiner unternehmerischen Stabilität langfristig als Servicepartner zur Verfügung steht.

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