10. OWL-Abwassertag bei Pentair Jung Pumpen

Kanalnetzalterungs- und Prognosemodelle

Zunächst stellte Dr. Robert Stein (S&P Consult, Bochum) Kanalnetz-alterungsmodelle vor, die es dem Netzbetreiber erlauben, die gegenwärtigen und zukünftigen Kosten zu prognostizieren. Hier knüpfte Prof. Kerres von der FH Aachen an. Er gab zu bedenken, dass sich die verschiedenen Prognosemodelle deutlich unterscheiden und dass das richtige Modell für die passende Sanierungsstrategie ein klar formuliertes Leistungsverzeichnis des Betreibers voraussetzt. Dazu muss dieser genau wissen, was er will.

Datenerhebung und Sanierungsstrategie

Wie dies im optimalen Fall funktioniert, zeigten die Beiträge von Dr. Rohlfing von der PFI Planungsgemeinschaft Hannover und Dipl.-Ing. Hylla von der hanseWasser Bremen GmbH, die gemeinsam den Zustand des Bremer Abwassersystems überprüft haben. Es wurden Maßstäbe für ein Audit festgelegt, das mit digitalen, aktuellen Daten von der hanseWasser gefüttert wurde. Auf dieser Grundlage entstand eine optimale Sanierungsstrategie.

Kunststoffe in der Sanierung

Ist eine Sanierungsentscheidung getroffen, gilt es, den Substanzwert der Anlagen langfristig zu erhalten. Dies kann zum Beispiel durch den Einsatz von hochwertigen Kunststoffen gelingen. Mathias Grabbe, Produktmanager bei der Jung Pumpen GmbH stellte die Vorteile von Schächten und Schachteinbauten aus Kunststoff vor, die eine mehr als doppelt so lange Lebensdauer haben, wie ihr jeweiliges Pendant aus Beton bzw. Metall. Zustimmung aus der Praxis erhielt er von Andreas Molks (Molks Abwassertechnik, Kamen), der unter anderem von erfolgreichen Sanierungen dieser Art berichtete. Er beleuchtete unter anderem auch den Aspekt der Arbeitssicherheit bei Wartungseinsätzen.

Überlast- und Unterlast-Anpassungen

Jan Waschnewski von den Berliner Wasserbetrieben rundete die Vortragsreihe mit einem Projektbericht ab. Hier ging es um Anpassungsmaßnahmen gegen Überlast und Unterlast in der Abwasserinfrastruktur im Hinblick auf Gewässerschutz und Kosten.

Im Folgenden finden sich die Kurzusammenfassungen der einzelnen Beiträge:

1. Instrumente des Asset-Managements auf Basis von Kanalnetz-Alterungsmodellen

Dr.-Ing. Robert Stein, S & P Consult, Bochum

Zu den wesentlichen Instrumenten eines nachhaltigen Asset-Managements zählen Alterungsmodelle. Sie analysieren das vorhandene, individuelle Alterungsverhalten eines Netzes. Auf Basis dieser Analyse und unter Berücksichtigung der Instandhaltungsentscheidungen des Netzbetreibers kann so die Zustands- und Substanzveränderung auf Objektebene (Haltung, Schacht) für die Gegenwart (Gegenwartsprognose) und die Zukunft prognostiziert werden. Die Prognose der Substanzveränderung bis zum Aufbrauchen des Abnutzungsvorrats (Ausfallwahrscheinlichkeit des Objektes jenseits der vorab definierten Risikogrenze), ermöglicht die Bestimmung der technischen Restnutzungsdauer eines Objektes. Ausfallrisiken können somit frühzeitig erkannt und Investitionszeitpunkte in Abhängigkeit der noch vorhandenen baulichen Substanz optimiert werden. Mit diesem Wissen und Strategievorgaben des Netzbetreibers können die Folgen des Handels auf technische und wirtschaftliche Kenngrößen simuliert werden. Auf Basis dieser Strategiesimulationen können optimierte Lösungen zur Zielerreichung entwickelt werden.

2. Prognosegestützte Sanierungsstrategien Ausschreibung und Vergabe

Prof. Dr.-Ing. Karsten Kerres, Fachhochschule Aachen, Bauingenieurwesen/Netzingenieurwesen

Gem. DWA-A 143-14 sollten Netzbetreiber in der Lage sein nachzuweisen, dass sie im langfristigen Zusammenhang die ihnen zuzuordnenden Aufgaben erledigen können. Hierfür wird empfohlen, die langfristige Substanzwertentwicklung eines Netzes zu prüfen, um Defizite frühzeitig zu erkennen und gegebenenfalls frühzeitig Korrekturen in Form prognosegestützter Sanierungsstrategien durchzuführen. Im Vortrag wird verdeutlicht, dass sich die verschiedenen Prognosemodelle in relevanten Aspekten deutlich unterscheiden. Netzbetreiber, die die Leistung „Entwicklung einer prognosegestützten Sanierungsstrategie“ beauftragen wollen, müssen sich dieser Zusammenhänge im Klaren sein, um für die eigenen Randbedingungen ein qualifiziertes Leistungsverzeichnis formulieren zu können und damit eine qualifizierte Leistung zu erhalten. Entsprechend werden im Rahmen des Vortrages von Herrn Prof. Kerres auch Hinweise für die Formulierung von Leistungsverzeichnissen sowie für Kriterien zur Bewertung verschiedener Lösungsansätze gegeben.

3. Zustandsbewertung einer Stadtentwässerung

Dr.-Ing. Richard Rohlfing, PFI Planungsgemeinschaft, Hannover

Die Freie Hansestadt Bremen (FHB) hat 1998 die Aufgaben der Stadtentwässerung für die Dauer von 30 Jahren an die hanseWasser Bremen übergeben. Die PFI Planungsgemeinschaft hat als Gutachter den zwischenzeitlichen Zustand der öffentlichen Abwasseranlagen überprüft. Es wurden Maßstäbe für ein Audit entwickelt, die belastbare Zustandsbewertungen für Kanalnetze, Sonderbauwerke und Kläranlagen liefern. Der Umfang und der Detaillierungsgrad des Audits ist außergewöhnlich. Mit 350 Einzelbewertungen wurden die Anlagen systematisch auf Konformität mit den vertraglichen Vorgaben, den technischen Bestimmungen, den wirtschaftlichen Zielsetzungen und dem Umweltschutz überprüft. 400 Empfehlungen kennzeichnen den Handlungsbedarf, um die betriebsgewöhnliche Nutzungsdauer der Anlagen zu erreichen und Optimierungspotential zu nutzen.

4. Inspektion und Wartung von Pumpanlagen

Dipl.-Ing. Detlef Hylla, hanseWasser Bremen Funktionsbereichsleiter Instandhaltung

Das Abwasserunternehmen hanseWasser Bremen GmbH betreibt das 2.300 Kilometer lange Bremer Kanalnetz mit ca. 260 Pumpanlagen, Regenbecken und sonstigen Anlagen sowie die zwei Großkläranlagen in Seehausen und Farge. Für eine rechtssichere Instandhaltung der Pumpanlagen wurden verschiedene technische Hilfsmittel und Strategien eingeführt. In diesem Rahmen ist insbesondere der Mobile Instandhaltungsauftrag zu nennen. Dabei werden Meldungen und Aufträge digital dem Mitarbeiter zur Verfügung gestellt. Über elektronische Checklisten werden Inspektions- und Wartungsarbeiten an den Pumpwerken, Druckleitungen und anderen technischen Einrichtungen festgehalten. In den entsprechenden Instandhaltungsstrategien für Druckleitungen und Pumpwerken sind alle Tätigkeiten und Häufigkeiten beschrieben. Im SAP-Modul PM werden alle Inspektions-, Wartungs- und Reparaturaufträge dokumentiert. Zusätzlich können auch externe Papierdokumente dokumentensicher, dem jeweiligen SAP-PM Auftrag beigefügt werden.

5. Kunststoffe in der Pumpwerksanierung

Mathias Grabbe, Jung Pumpen Steinhagen, Produktmanagement

Lebensdauer-Zyklen spielen eine zentrale Rolle bei der wirtschaftlichen Betrachtung von Abwasseranlagen. Ein Blick auf die Praxis zeigt, dass Schäden in Abwassertransportsystemen häufig durch Schwefelwasserstoff verursacht werden. Er gilt als Hauptverursacher von Korrosion an zementgebundenen und metallischen Werkstoffen. Durch den Einsatz von hochwertigen, korrosionsbeständigen Kunststoffen, lassen sich die Lebenszyklen der betroffenen Komponenten einer Pumpstation erheblich verlängern. Die Lebensdauer von Kunststoffschächten aus Polyethylen (PE-HD) oder Polypropylen (PP) ist mehr als doppelt so lang (100 Jahre) wie die von Betonschächten (25-40 Jahre). Einbauteile aus Polyphtalamid (PPA) rechnen sich ebenfalls bei der Sanierung von Pumpstationen. So lassen sich alte korrodierte Metall-Schachteinbauten wie Traverse, Kupplung, Kupplungsventil, Flansch etc. einfach gegen korrosionsbeständige Einbauteile aus hochstabilem Kunststoff ersetzen.

6. Pumpwerkssanierung in der Praxis

Andreas Molks, Molks Abwassertechnik, Kamen

In der aktuellen Praxis liegt der Fokus der Sanierung von Pumpwerken darauf, Beton durch korrosionsbeständige Kunststoffe (PE-HD, Polyethylen-High Density) zu ersetzen. So wird der alte Betonschacht entweder durch einen Kunststoffschacht ersetzt oder, falls dies nicht möglich ist, ein Kunststoffschacht in den vorhandenen Betonschacht versetzt. Letzteres wurde bei der Sanierung eines Betonpumpwerks in der Stadt Selm umgesetzt (siehe Bilder 4 bis 6). In diesem Fall wurde ein fertig ausgerüsteter Kunststoffschacht in den bestehenden Betonschacht eingesetzt. Das Einsetzen von fertig ausgerüsteten PE-Schächten ist immer dann eine attraktive Lösung, wenn hohe Grundwasserstände, Fels oder die spätere Bebauung (Unzugänglichkeit der Baustelle mit schwerem Gerät) den Zugang und die Arbeitsabläufe erschweren. Grundsätzlich sollte die Sanierung von Abwasserpumpwerken ganzheitlich betrachtet werden. Dazu gehören insbesondere auch der Sicherheitsbereich wie Fallschutz, Steigetechnik sowie die Be- und Entlüftung der Schächte.

7. Das Kuras-Projekt: Anpassungsmaßnahmen gegen Überlast und Unterlast in der Abwasserinfrastruktur

Dipl.-Ing. Jan Waschnewski, Berliner Wasserbetriebe

Um gegenüber den zukünftigen Herausforderungen auf die Abwasserinfrastruktur im Bestand den wirtschaftlichen und nachhaltigen Betrieb zu gewährleisten, ist es erforderlich, methodische und technische Ansätze für deren Anpassung und Flexibilität rechtzeitig zu erarbeiten. Ziel ist eine erhöhte Anpassungsfähigkeit des Gesamtsystems. Überlast- und Unterlastsituationen bedürfen betrieblicher Verbesserungen – insbesondere in Hinblick auf den Gewässerschutz und die Kosten – wie z. B. die intelligente Vernetzung aller Teilsysteme der Infrastruktur. Das übergeordnete Projektziel ist die Erarbeitung und modellhafte Demonstration von integrierten Konzepten eines nachhaltigen Umgangs mit Abwasser und Regenwasser für urbane Standorte. Bislang wurden im Schwerpunkt „Abwassersysteme“ über 25 Maßnahmen untersucht. Für den Status quo (Ausbau Stand 2020) und für das Jahr 2050 wurden szenarienbasierte Simulationen durchgeführt. Ein Maßnahmenkatalog mit den Ergebnissen wurde veröffentlicht.

Das interessierte Fachpublikum (u. a. Tiefbauer, Mitarbeiter von Ingenieurbüros, von Abwasserzweckverbänden sowie von Kommunal- und Umweltbetrieben) aus allen Regionen Deutschlands nutzte die Gelegenheit, sich umfassend zu informieren, Erfahrungen auszutauschen und die neuen Erkenntnisse zu diskutieren. Der nächste OWL-Abwassertag findet am 17. Januar 2019 statt. Das neue Thema wird demnächst bekannt gegeben.

Bild: Marketingleiter Dr. Andreas Kämpf und Mathias Grabbe (Produktmanagement; von rechts) sowie Marco Koch (Leiter Verkaufsförderung, links)

Dipl.-Ing. Jan Waschnewski (Berliner Wasserbetriebe) und Dr.-Ing. Robert Stein (S&P Consult)(Foto: Pentair Jung Pumpen)