Betrieb, 11. März 2021

Mit Informationsvorsprung Abwasser reinigen

Digitalisierung im CHEMPARK Krefeld-Uerdingen

Am Beispiel der Kläranlage im CHEMPARK Krefeld-Uerdingen zeigte sich, wie sich Betriebsabläufe allein datenbasiert/digital optimieren lassen, ohne in Reinigungstechnik investieren zu müssen

Im CHEMPARK Krefeld-Uerdingen werden seit einiger Zeit die Abwassermengendaten an Betrieben, im Kanalnetz sowie Kläranlagenzulauf erfasst. Dies bietet die Perspektive, den Reinigungsaufwand im Klärwerk exakter zu prognostizieren sowie die Abwasserreinigung weiter zu optimieren.

Daten sind das Gold des 21. Jahrhunderts. Wer sie besitzt, versteht und zu nutzen weiß, dem gehört die Zukunft. Übertragen auf den CHEMPARK gilt es zahlreiche Informationen, wie Mess- oder Zählerdaten, zusammen zu führen und sinnvoll auszuwerten und damit über ihren bisherigen Nutzen hinaus aufzuwerten.

Jüngstes Beispiel ist ein Digitalisierungsprojekt am Standort Krefeld-Uerdingen, das die bei Kundenbetrieben gemessenen Abwassermengen mit Anlagenzuständen der Kläranlage in Verbindung bringen möchte. Ziel ist es, vorhersagen zu können, wie die Kläranlage auf eingeleitete Schadstofffrachten reagiert. „Durch die Verknüpfung kann die Kläranlage vorausschauender betrieben werden und sich auf das zuströmende Abwasser einstellen“, berichtet der CURRENTA-„Data Steward“ Jannick Kappelmann. Dadurch sollen kritische Anlagenzustände vermieden werden und die Entsorgungssicherheit für den CHEMPARK erhöht werden.  

Datensammeln mit System

Vor einem Jahr hat der Biotechnologie begonnen, Daten aus dem robotron ecount System (Datenbank für alle Zählerdaten) sowie dem Prozessleitsystem der Kläranlage zu sammeln und in den CURRENTA-Datensee einzuspeisen. In diesem abstrakten „Gewässer“ oder Cluster sind viele Computer miteinander verbunden. Im Vergleich zu einer gewöhnlichen Datenbank werden die Daten auf mehreren Rechnern verteilt gespeichert. Das sorgt für hohe Verfügbarkeit und sogenannte „horizontale“ Skalierbarkeit beim Verarbeiten und Speichern großer Datenmengen.  Ferner ist so ein Cluster um beliebige „Services“ erweiterbar wie zum Beispiel die Auswertung und Mustererkennung in großen Mengen an Bilddateien.

Für seine Prognosen benötigt Jannick Kappelmann möglichst viele, aber vor allem die richtigen Daten.

Kernaufgabe des „Datenjongleurs“ ist es aber nicht, so viele Daten wie möglich in den Datensee fließen zu lassen, sondern dafür zu sorgen, dass Sensoren die richtigen Informationen für das vorher definierte Ziel liefern. Würde man zum Beispiel beim Uerdinger Projekt die Abwassermenge nicht dem richtigen Betrieb zuordnen und somit falsch verorten, könnten daraus völlig falsche Schlüsse gezogen werden. Daher ist die Kooperation mit den jeweiligen Fachbereichen die wichtigste Voraussetzung für den Projekterfolg. Im derzeitigen Projekt können die Ergebnisse von den Abwasserexperten der CURRENTA, die die Zusammensetzung des Abwassers jedes Betriebes kennen, bewertet werden.

Gute und transparente Zusammenarbeit

Die Grundlage für das Digitalisierungsprojekt lieferten die Mitarbeiter*innen des CURRENTA-Metering und des Uerdinger Abwassermanagement. Sie hatten 2019 begonnen, die Technik zur Erfassung der Abwassermengen in den Kundenbetrieben zu installieren. Diese Technik weiter auszubauen ist eine fortlaufende Aufgabe eines CURRENTA-Projektes. Darüber hinaus sind die Daten leicht zugänglich, da die Kläranlage erst vor wenigen Jahren ein modernes Prozessleitsystem in Betrieb genommen hat.

Weitere Optimierungen möglich

Die datengestützte, zuverlässige Vorhersage der Abwasserzusammensetzung („predictive processing)“ ist grundsätzlich auch an den anderen CHEMPARK-Standorten möglich. „Neben der Verbesserung der Entsorgungssicherheit könnten zum Beispiel auch Hilfs- und Betriebsstoffe maßgeschneidert dem Klärprozess zugegeben werden“, schildert Dr. Martin Veith, Betriebsleiter der Wasserversorgung und -reinigung im CHEMPARK Krefeld-Uerdingen, das Potenzial. Das erhöhe die Effizienz der Entsorgungseinrichtungen und stärke langfristig die Wirtschaftlichkeit des Standortes.

 

Bisher hat sich das Digitalisierungsprojekt nur auf die Abwassermengen konzentriert. Die Messung der Kohlenstoffkonzentration mit den abgebildeten DOC-Messgeräten (dissolved organic carbon analyzer) kommt im nächsten Schritt.
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