Wenn ein Wasserversorgungsunternehmen undichte Abwasserrohre hat, kann dies dazu führen, dass Regenfälle in das Abwassernetz eindringen. Dadurch kann das Abwassersystem bei starkem Regen oder Sturm überlastet werden, was dazu führt, dass ungeklärte Abwässer in die Umwelt gelangen. Außerdem erhöht sich dadurch das Risiko einer Kreuzkontamination des Trinkwassers - auch wenn dies selten vorkommt.
Zufluss von Oberflächenwasser
Niederschläge dringen durch nasse Böden oder durch direkt an das Abwassersystem angeschlossene Abflüsse in das Abwassernetz ein, wodurch das Abwassersystem in Zeiten von Starkregen oder Sturmereignissen empfindlich auf Niederschläge reagiert. Der Klimawandel verschärft das Problem zusätzlich, indem er zu häufigeren und extremeren Regenereignissen führt.
Bei solchen Ereignissen kann bis zu 10-mal mehr Regenwasser als normal durch das Abwassersystem gedrückt werden. Dies stellt eine zusätzliche Belastung für die Abwasserpumpen dar und erfordert zusätzliche Kapazitäten, Investitionen und Energie, um den zusätzlichen Zustrom zu bewältigen.
Die Pumpen leiten dann die zusätzlichen Niederschläge zu den Kläranlagen weiter, die ebenfalls zusätzliche Kapazitäten benötigen, um den erhöhten Zustrom zu bewältigen.
Da es keine genauen Angaben darüber gibt, wo und wann der Zustrom stattfindet, entscheiden sich viele Versorgungsunternehmen dafür, die Kapazität der Abwasserableitung und -behandlung zu erhöhen, um zu verhindern, dass die Abwassersysteme völlig überlastet werden. Damit wird das eigentliche Problem jedoch nicht gelöst.
Um Umweltgefahren und Fehlinvestitionen in die Aufbereitungskapazität zu vermeiden, besteht die Herausforderung darin, festzustellen, wann und wo der Zustrom stattfindet, und die richtigen Maßnahmen zu ergreifen, um Leckagen zu beheben, das Eindringen von Regenwasser zu verringern und Starkregenperioden und Sturmereignisse abzufedern.
Überwachung des Zustroms
InfoTiles nutzt die Daten des Steuerungssystems (SCADA), um das Trocken- und Nasswetterverhalten von Kläranlagen zu analysieren. Die Menge des Zuflusses in jeder Pumpstation wird in Echtzeit berechnet, so dass die Wassermanager Trends und die daraus resultierenden Kosten erkennen und feststellen können, wo der Schwerpunkt der Wartung liegen sollte.
Sobald die wichtigsten Problembereiche identifiziert sind, können Internet-of-Things-Geräte (IoT) an kritischen Punkten in den gesammelten Daten platziert werden, um in die Live-Dashboards aufgenommen zu werden und detailliertere Messungen zu erhalten.
Vorteile der Überwachung in Echtzeit
Bei einem der Kunden von InfoTiles, einem Wasserversorgungsunternehmen in Norwegen, wurde festgestellt, dass die Pumpen jährlich fünf Millionen Kubikmeter (m3) Abwasser förderten, von denen 20 % Oberflächenwasser waren (mehr als eine Million m3).
Die Kosten für die Behandlung dieses zusätzlichen Zuflusses von Brauchwasser in das Abwassersystem beliefen sich auf rund 1,5 Millionen Euro, wobei die Energiekosten für den Transport des Wassers zur Behandlung noch gar nicht berücksichtigt sind.
Etwa 50 % des einströmenden Wassers wurde von drei der insgesamt etwa 30 Pumpstationen des Versorgungsunternehmens bewältigt. Auf diese Weise konnte das Wartungsteam rasch Schwerpunkte für weitere Messungen ermitteln und schließlich die kritischen Punkte identifizieren, die behoben werden müssen, um den Zufluss zu verringern.
Darüber hinaus wurde bei der Analyse mit Hilfe der digitalen Wasserplattform festgestellt, dass einige Pumpen ständig überlastet waren und auch bei trockenem Wetter Wasser einströmte. Die stromaufwärts gelegenen Rohre befanden sich in Ufernähe des nahegelegenen Flusses, in einem Boden, der ständig mit Wasser aus dem Fluss gesättigt war.
Das Abwassersystem diente im Wesentlichen dazu, Flusswasser aufzusaugen und abzupumpen, es zu behandeln und nach der Behandlung wieder in den Fluss zu leiten.
Die drei fraglichen Pumpen waren aufgrund der Belastung bereits zur Aufrüstung ausgewählt worden, aber mit den zusätzlichen Erkenntnissen, die durch die Nutzung von InfoTiles gewonnen wurden, könnte diese Entscheidung in Frage gestellt werden, da eine alternative und besser platzierte Investition darin bestünde, stattdessen die Integrität der stromaufwärts gelegenen Abwasserrohre zu verbessern.
Mit Hilfe von InfoTiles wurden dem Versorgungsunternehmen die tatsächlichen Kosten des Zuflusses klarer, und es konnten fundierte finanzielle und betriebliche Entscheidungen getroffen werden, um die anfälligsten Teile des Abwassernetzes zu verbessern.