Passgenaue Konzepte für das Asset-Management und den Betrieb von Trinkwasserverteilungssystemen sind die wesentlichen Grundlagen für eine nachhaltige und zukunftsfähige Trinkwasserversorgung in Deutschland. Das TZW unterstützt seine Kunden bei dieser Aufgabe mit langjähriger Erfahrung und innovativen Ansätzen aus Forschungs- und Entwicklungsprojekten.
Mit zustandsorientierten Spülungen Ablagerungen effizient beseitigen
Das TZW legt den Fokus seiner Aktivitäten und Entwicklungsarbeiten seit vielen Jahren darauf, die Prozessabläufe in den Trinkwasserverteilungssystemen zu analysieren und zu bewerten. So können Strategien und Empfehlungen für den Betrieb der Netze mit dem Ziel entwickelt werden, eine hohe Trinkwasserqualität zu sichern. Dabei ist eine wesentliche Erkenntnis der Untersuchungen, dass Endstrangspülungen unter dem Gesichtspunkt der Vermeidung einer Aufkeimung nicht erforderlich oder zielführend sind. Trinkwassernetze sollten gespült werden, um Ablagerungen auszutragen. Die Wissenschaftler am TZW arbeiten daher mit dem Konzept der zustandsorientierten Netzspülung, bei dem die Leitungen entsprechend der Geschwindigkeit der Bildung der Ablagerungen gespült werden. Darüber hinaus können mit systematischen Spülungen mikrobiologische Kontaminationspunkte identifiziert und die leitungskonkrete Besiedlung des Netzes mit Invertebraten bestimmt werden. Das Spülen großdimensionierter Leitungen (Link zum Projekt) stellt für Unternehmen eine deutliche Herausforderung dar. Mittlerweile existieren Konzepte zum Austrag von Ablagerungen ohne Versorgungsunterbrechung bzw. zur Vermeidung der Anreicherung kritischer Ablagerungsmengen durch ein angepasstes Betriebsregime.
Die Wasserinfrastruktur für zukünftige Generationen erhalten
Neben dem Betrieb sind auch für den nachhaltigen Erhalt der Wasserinfrastruktur spezifische Konzepte erforderlich. Bedingt durch das Alter der Trinkwassersysteme werden die kommenden Jahre erhebliche Anstrengungen erfordern, die nur durch ein ökonomisch tragbares Asset-Management bewältigt werden können. Neben der Instandhaltung spielen dabei auch die grundhafte Erneuerung und der Ausbau der Netze und Anlagen eine wichtige Rolle. Voraussetzung für den effizienten Einsatz der dafür notwendigen finanziellen Mittel und Kapazitäten sind neben einer möglichst genauen Zustandserfassung und -bewertung vorhandener Netze und Anlagen in Verbindung mit einer Einschätzung der Versorgungssicherheit auch Konzepte für die zukünftige Netzgestaltung und Wege für deren schrittweise Umsetzung in bestehenden Systemen.
Die Aktivitäten des TZW zur Zustandserfassung konzentrierten sich in den letzten Jahren auf der Entwicklung einer Methodik zur in situ-Erfassung der Korrosionsgeschwindigkeit von Trinkwasserleitungen (Link zum Projekt), um konkrete Schlussfolgerungen zur Schärfung der Rehabilitationsstrategie abzuleiten. Zudem wurde ein Ansatz zur Bewertung des Zustands von Schiebern, basierend auf bei der Betätigung gewonnener spezifischer Daten, etabliert. Ziel der weiteren Arbeiten ist in Zusammenarbeit mit einschlägigen Firmen, innovative zerstörungsfreie Verfahren zur Inspektion von Rohrleitungen, z. B. unter Nutzung faseroptischer Sensoren, weiterzuentwickeln und zu prüfen. Weiterhin werden auch digitale Innovationen im Bereich der Armaturen verfolgt, indem diese mit Sensoren zur Aufnahme von Parametern wie beispielsweise Druck und Temperatur ausgestattet werden. Aussagen zum Zustand von Netzen können darüber hinaus auch durch die multikriterielle Auswertung von bereits im Netz vorhandenen Sensoren erwartet werden. Sie generieren umfangreiche Datenreihen. Erste Arbeiten konzentrierten sich auf die Auswertung von Störungen bzw. Abweichungen vom Normalbetrieb des Versorgungsnetzes, z. B. zur Erfassung von Wasserverlusten. Ein weiterer Schwerpunkt der Arbeiten am TZW sind Materialprüfungen als wichtiger Bestandteil der Zustandserfassung von Anlagen der Wasserverteilung.
Verbrauchsdaten analysieren für eine nachhaltige Netzgestaltung
Die zukünftige Netzgestaltung wird maßgeblich durch die Entwicklung des Wasserverbrauches, die sich aus der Notwendigkeit der Sicherung der Wasserbeschaffenheit ergebenden Anforderungen und den Möglichkeiten der Nutzung von Online-Messtechnik in Verbindung mit einer multikriteriellen Datenanalyse zur Optimierung des Netzbetriebes bestimmt. Im Rahmen eines vom DVGW geförderten Vorhabens werden derzeit die Wasserverbrauchsdaten von mehr als 25 Wasserversorgungsunternehmen hinsichtlich der Entwicklung des Spitzenverbrauchs (Link zum Projekt) ausgewertet. Auf dieser Grundlage sollen die Spitzenfaktoren für die Planung von Versorgungsnetzen angepasst werden, wobei methodisch eine individuelle Differenzierung und neue Aspekte - wie Klimawandel und Demografie - besser einbezogen werden sollen. Die Ergebnisse des ebenfalls vom DVGW geförderten Vorhabens zur Kurzzeitprognose für den Wasserbedarf (Link zum Projekt) werden sowohl für die Entwicklung angepasster Betriebsstrategien als auch für strategische Entscheidungen zum Netzausbau von Bedeutung sein. Auswirkungen auf die zukünftige Netzgestaltung können sich auch aus dem laufenden Projekt zu erhöhten Wassertemperaturen (Link zum Projekt) im Verteilungsnetz ergeben. Hier sollen Handlungsempfehlungen zum Umgang mit der Problematik entwickelt und unter praktischen Bedingungen getestet werden. Die Möglichkeiten der Nutzung der IT-Entwicklung werden im Rahmen des EU-Vorhabens FIWARE4Water (Link zum Projekt), an dem das TZW beteiligt ist, untersucht.
Veröffentlichung
Korth, A.; Donath, O.: Zustandsorientierte Spülstrategie für Trinkwassernetze. DVGW energie|wasser-praxis 11/2018, 36-41 (2018)
