Modernisierung als Grundlage für eine wirtschaftliche Kläranlagen-Betriebsführung

Übersicht

Schnecken im Zulaufpumpwerk  

Die Schnecken fördern bis zu 846 m3 Abwasser pro Stunde in die Kläranlage

  • Die Kläranlage Monsheim ist im laufenden Betrieb gründlich zu modernisieren.
  • Die neuen Konzepte sollen die zur Verfügung stehenden Ressourcen optimal nutzen und eine Reduzierung des Energieverbrauchs unterstützen.
  • Mit der modularen, leistungsfähigen Steuerungstechnik lassen sich die Feldgeräte einfach an das Leitsystem anbinden. Zusätzliche Automatisierungskomponenten runden das Anlagenkonzept und Steuerungssystem ab.
  • Das durchgängige Konzept schafft die Grundlage für einen wirtschaftlichen Betrieb der Kläranlage.

Kundenprofil

Überblick über die Kläranlage Monsheim  

Drei rheinland-pfälzische Verbandsgemeinden leiten ihr Abwasser in die Kläranlage ein

Die Kläranlage Monsheim verfügt über eine Aufbereitungsleistung von 46.500 Einwohnerwerten, die zur Weinlese auf 120.000 anwachsen kann. Im gesamten Verbandsgebiet sind viele Kilometer an Kanalisation verlegt, jeweils mehr als zehn Regenüberlaufbecken und Staukanäle sowie drei Pumpwerke gebaut worden.

Anwendung

Werkleiter Ralf Schmidt  

Werkleiter Ralf Schmidt hat sein Augenmerk auf eine komplette Lösung gelegt.

Als die Kläranlage Monsheim in den 1970er und 1980er-Jahren errichtet wurde, lag der Fokus auf dem Gewässerschutz. Auch wegen des stetig steigenden Energieverbrauchs beschloss der Abwasserzweckverband Mittleres Pfrimmtal als Betreiber im Jahr 2014 eine umfassende Modernisierung durchzuführen. Diese sollte im laufenden Betrieb stattfinden und 2017 beendet sein. Insgesamt wurden rund 6,3 Millionen Euro mit dem Ziel investiert, die Arbeit prozessorientierter zu gestalten sowie nachhaltig Ressourcen einzusparen. Die neuen Konzepte sollten vor allem zu einer Verringerung des Energieverbrauchs beitragen. Außerdem war angedacht, dass der Eigenbedarf perspektivisch zu 100 Prozent selbst erzeugt wird. Um diese Anforderungen umzusetzen, musste neben der Optimierung der einzelnen Prozessschritte auch die komplette in der Kläranlage eingesetzte Automatisierungstechnik erneuert werden.

Lösung

Axioline-Steuerung AXC 3050  

Axioline-Steuerung AXC 3050 mit angereihten digitalen und analogen Baugruppen

Bei der Modernisierung haben die Verantwortlichen ihr Augenmerk auf eine modulare, leistungsfähige Steuerungstechnik gelegt, die eine einfache Anbindung der Feldgeräte an das Leitsystem sicherstellt. Zehn SPS, die über die gesamte Anlage verteilt montiert sind, steuern nach dem Retrofit sämtliche im Klärwerk ablaufende Prozesse. Von den Steuerungen abgesehen wurde die komplette Elektroinstallation in neuen Schaltschränken untergebracht. Vom Zulauf über die Gebläse bis zu den Blockheizkraftwerken werden die Messwerte nun über analoge und digitale Schnittstellen erfasst und in den dezentral verbauten SPS verarbeitet. Diese steuern den Klärprozess auf der Grundlage der aufgenommenen oder vorhandenen Messwerte.

Damit das definierte Ziel einer maximalen Effizienz erreicht wird, vervollständigen zusätzliche Automatisierungskomponenten das Anlagenkonzept und Steuerungssystem. So ist zum Beispiel mit intelligenten Switches in der gesamten Anlage ein redundanter Netzwerkring auf LWL-Basis realisiert worden. Auf diese Weise wird eine hohe Verfügbarkeit erzielt. Die Mitarbeiter können sich auf den in der Anlage verteilt angebrachten Bedienpanels über den aktuellen Status der einzelnen Prozesse und Komponenten informieren und bei Bedarf Einfluss auf den jeweiligen Ablauf nehmen.

Ein weiteres Ziel war die Einsparung von Kosten während des Engineering-Prozesses. Eine Möglichkeit zur Verbesserung der Abläufe besteht in der effizienten Verknüpfung der Automatisierungs- und Visualisierungsebene. Deshalb haben die Kläranlagen-Mitarbeiter zur Programmierung und Erstellung der Applikationen die Bibliothek Waterworx verwendet. Mit den verschiedenen in der Bibliothek enthaltenen Bausteinen lassen sich die unterschiedlichen Feldgeräte einfach in die Anwendung einfügen. Die integrierte Visualisierungsschnittstelle von Warterworx ermöglicht eine einfache Ankopplung der Prozessparameter an das Leitsystem. Ferner werden der Programmierer und Betreiber durch andere branchenspezifische Funktionen bei der Umsetzung der Applikation unterstützt. Durch das Konzept lässt ich eine Vielzahl von Feldgeräten über vorgefertigte Bausteine und Objekte in die Automatisierungslösung einbinden.

Fazit

„Mit der Modernisierung der einzelnen Aufbereitungsschritte in Kombination mit der neuen Automatisierungstechnik und den intelligenten Feldgeräten steht uns jetzt ein durchgängiges Konzept zur Verfügung, das den Grundstein für den wirtschaftlichen Betrieb unserer Kläranlage schafft“, erklärt Werkleiter Ralf Schmidt. Um nach der Sanierung einen möglichst hohen Effizienzgrad zu erzielen, reichen ein modernes Steuerungssystem sowie zuverlässige Komponenten nicht aus. Vielmehr muss das Augenmerk auf die komplette Lösung gelegt werden. Nutzt der Anwender vorgefertigte Bausteine zur Anbindung komplexer Feldgeräte an das Leitsystem, lassen sich die Komponenten einfacher integrieren sowie die Verfügbarkeit der Applikation während des gesamten Betriebs erhöhen.

PHOENIX CONTACT AG

Zürcherstrasse 22
CH-8317 Tagelswangen
+41 (0) 52 354 55 55
Referrer: