Eine effiziente Überwachung der Trinkwasseraufbereitung durch online-Messtechnik gewinnt, u. a. aufgrund neuer Regularien, zunehmend an Bedeutung. Ziel des DVGW-Forschungsvorhabens TRINKcontrol war es, innovative Einsatzmöglichkeiten der online-Messtechnik, z. B. zur automatischen Prozesssteuerung sowie zur weitergehenden mikrobiologischen Qualitätsüberwachung näher zu untersuchen und Empfehlung für den Praxiseinsatz auszuarbeiten.
Die hierzu durchgeführte Literaturrecherche erfasste sowohl den wissenschaftlichen und praxisbezogenen Kenntnisstand zu Online-Analysenverfahren als auch deren mögliche Entwicklungen. Dabei fanden KI-gestützte Auswertungen von online-Messdaten mit dem Ziel, sie zur automatischen Prozesssteuerung einzusetzen, besondere Berücksichtigung. Als Treiber für neue Entwicklungen wurden zum einen neue Typen oder alternative Konzepte von/für Sensoren ermittelt. Zum anderen wird die zunehmende Digitalisierung künftig einen großen Einfluss auf das Datenmanagement haben.
Bei der Befragung von Wasserversorgern zur Analyse des Ist-Zustands in Wasserwerken hinsichtlich der Online-Messtechnik konnten z. T. sehr detaillierte Antworten zu 40 Trink-wasseraufbereitungsanlagen in Deutschland und dem benachbarten Ausland ausgewertet werden. Neben den fast in allen Werken verwendeten Standard-Online-Parametern, wie z. B. pH-Wert und elektrische Leitfähigkeit, kommen bei der komplexeren Oberflächenwasseraufbereitung häufig zusätzliche Online-Messgeräte z. B. die Partikelmessung mittels Laserabschattung oder die Fluoreszenz- bzw. SAK254-Messung zum Einsatz. Entwicklungsbedarf wird hinsichtlich betriebsstabiler, wartungsarmer Sensortechnik sowie insbesondere bei der Online-Erfassung mikrobiologischer Parameter gesehen.
Letzteres, d. h. die Online-Erfassung mikrobiologischer Parameter, war ein zentrales Arbeitspaket des TrinkControl-Projekts. Dabei kamen drei Geräte mit den online-fähigen mikrobiellen Parametern Adenosintriphosphat, Enzymaktivität und Zellzahl zum Einsatz. Alle drei Messverfahren bzw. Geräte erwiesen sich als tauglich für den praktischen Einsatz. Sie arbeiten betriebsstabil, haben ausreichend hohe Empfindlichkeiten und können in Ergänzung zu den periodisch durchzuführenden Kulturverfahren eingesetzt werden, um Veränderungen der mikrobiologischen Wasserbeschaffenheit schnell zu erkennen.
Ein weiterer Arbeitsschwerpunkt war die automatische Steuerung der Flockungsfiltration bei der Aufbereitung von Oberflächenwasser beeinflussten Rohwässern. Hierzu wurden zunächst langjährige Erfahrungen mit derartigen Steuerungsprozessen in mehreren Wasserwerken ausgewertet. Dies war die Basis zur Entwicklung einer Mess- und Dosiertechnik, die in einem Quellwasserwerk mit stark schwankender Rohwasserbeschaffenheit eingebaut und über mehrere Monate getestet bzw. optimiert wurde. Das Ergebnis ist eine allgemein anwendbare Empfehlung zur Vorgehensweise bei der Implementierung einer automatischen Steuerung der Flockungsmittelzugabe.
Aus den im Arbeitspaket 5 beschriebenen Erfahrungen zu KI-basierter Prozesssteuerung kann zusammenfassend abgeleitet werden, dass sie zur Optimierung von Trinkwasseraufbereitungsprozessen sinnvoll eingesetzt werden können.
