Danfoss GmbH – Wasser und Abwasser


Frisches, sauberes Wasser ist für eine Gesellschaft von entscheidender Bedeutung. Es ist für die Landwirtschaft ebenso wichtig wie für die Industrie. Danfoss bietet wegweisende Konzepte für eine nachhaltige Nutzung unserer kostbaren Wasser- und Energieressourcen. Danfoss bietet Ihnen energieeffiziente Lösungen von der Entsalzung über die Umkehrosmose bis hin zur traditionellen Wassergewinnung, Wasserverteilung und Abwasserbehandlung. So ist es heute sogar möglich, bei der Wasseraufbereitung Energie zu gewinnen und damit den Energiebedarf des gesamten Wasserkreislaufs zu decken.


Effiziente und nachhaltige Bewässerung

Da der Zugang zu den Wasserressourcen in einigen Regionen der Welt immer knapper wird, ist eine effiziente und nachhaltige Bewässerung von wachsender Bedeutung. Es geht darum, genügend Wasser zu liefern, um den maximalen Ernteertrag zu erzielen, ohne mehr Wasser und Energie als unbedingt nötig zu verbrauchen. Die AC-Antriebe und Drucksensoren von Danfoss passen Druck oder Volumenstrom dem tatsächlichen Bedarf an. Und die integrierten Funktionen der Anwendungssoftware tragen dazu bei, das Rohrsystem zu schützen, indem sie den Druckanstieg begrenzen, so dass Leckagen reduziert und der Energieverbrauch gesenkt werden.

Die ultimative Lösung und ein sehr schnell wachsender Trend zur Reduzierung des Energieverbrauchs ist der Einsatz von solarbetriebenen Pumpen. Danfoss Drives hat genau zu diesem Zweck eine spezielle Frequenzumrichterreihe entwickelt. Das VACON-Produktprogramm umfasst eine speziell für diese Umgebung entwickelte Kapselung und eine moderne Software, so dass der Betrieb auch dann möglich ist, wenn das Sonnenlicht durch Wolken teilweise daran gehindert wird, die Photovoltaikmodule zu erreichen.


Wasserwirtschaft bedeutet nicht zwangsläufig einen hohen Energiebedarf

In der Regel machen Wasser- und Abwasserbehandlungsprozesse 25–40 % der Stromrechnung einer Gemeinde aus und entsprechen 4 % des weltweiten Stromverbrauchs. Wasser- und Kläranlagen sind daher normalerweise der größte einzelne Stromverbraucher in einer Gemeinde.

Der weitgehende Einsatz von AC-Antrieben und Echtzeit-Online-Sensoren schafft die Grundlage für eine moderne Prozesssteuerung in Echtzeit.

Diese Komponenten werden nun mit der Energieerzeugung auf Grundlage des Methans aus dem Faulbehälter einer Kläranlage kombiniert, so dass die ersten großtechnischen Anlagen völlig energieneutral in Betrieb sind. Dies geschieht ohne Zugabe von externem Kohlenstoff und ohne Unterstützung von Sonne, Wind oder anderen Energiequellen. Die Energieneutralität besteht für den gesamten Wasserkreislauf, von der Wassergewinnung und -verteilung bis hin zur Abwasserförderung und -behandlung.

Abwasserkanalisationssystem

Bei der Energieoptimierung und SCADA-Regelung des Abwasserkanalsystems ist ein ähnlicher schnell wachsender Trend zu beobachten. Durch den Einsatz von Danfoss AC-Antrieben ist es möglich, die Pumpeneffizienz um 15–30 % zu verbessern und gleichzeitig die Wartungskosten drastisch zu senken. Die Deragging-Funktion verhindert ein Absinken der Pumpeneffizienz durch erhöhte Taktung und verlängert die Wartungsintervalle der Pumpe. Durch den Einsatz eines AC-Antriebs in Verbindung mit einem SCADA-System ist es zudem möglich, die maximale Auslastung der Volumenkapazität im Kanalisationssystem in Bezug auf Regenwasserüberlauf sicherzustellen.

Kläranlagen

Die jüngsten Schlagworte in Bezug auf Kläranlagen sind „Bioraffinerie“ und „Wasserressourcen-Rückgewinnungsanlagen“. Darin spiegelt sich allgemeine Akzeptanz wider, dass Abwasser als eine Ressource betrachtet werden muss, aus der sowohl Energie als auch nützliche Wertstoffe gewonnen werden können. In einigen Ausnahmebeispielen hat die Energieerzeugung (sogar ohne Zugabe externer Kohlenstoff- oder Energierohstoffe) inzwischen ein Niveau erreicht, bei dem die aus der Abwasserbehandlung gewonnene Energie nicht nur den Eigenbedarf der Anlage, sondern auch den Energiebedarf für die Trinkwassergewinnung und -verteilung sowie die Abwasserförderung deckt. Mit anderen Worten kann hier der gesamte Wasserkreislauf als energieneutral angesehen werden.

Voraussetzung für Energieneutralität ist ein Steuergriff in Form eines AC-Antriebs, der für alle rotierenden Geräte zur Verfügung steht, so dass sich die vollständig computergesteuerte Anlage an die wechselnde Last anpassen kann. In der Regel werden 30–60 % der Energie im biologischen Prozess verbraucht, durch eine Regelung mit AC-Antrieb kann der Energieverbrauch meist jedoch um 20–40 % gesenkt werden. Ebenso wichtig ist die Einstellung des Schlammhalters durch die Regelung der RAS-Pumpen, um sowohl den Energieverbrauch zu begrenzen als auch die Verbrennung von Kohlenstoff zu vermeiden, der im Fermenter zur Erzeugung von Gas zur Energiegewinnung benötigt wird. Für einige dieser fortschrittlichsten Anlagen wurden deshalb die AC-Antriebe von Danfoss ausgewählt, weil dort eine hohe installierte Effizienz des Antriebs sowie eine höhere Zuverlässigkeit und Benutzerfreundlichkeit die wichtigsten Auswahlkriterien waren.


Wasser- und Energieverluste belasten die Wasserwirtschaft

Laut Weltwirtschaftsforum 2017 wird eine Wasserkrise als eines der größten Risiken für die Welt mit den größten Auswirkungen bewertet.

Mit zunehmender Bevölkerungszahl steigt der Druck und die Suche nach einem nachhaltigeren Verhältnis zwischen Wasser- und Energieversorgung wird in weniger als zwei Jahrzehnten immer wichtiger.

Heute lebt schätzungsweise fast ein Drittel der Weltbevölkerung in Gebieten mit Wasserknappheit bzw. Wassermangel und bis 2040 werden fast 20 % aller Länder mit extrem hohem Wasserstress konfrontiert.

Gleichzeitig ist der Wasser- und Energieverlust im Wassersektor jedoch extrem hoch. Tatsächlich beträgt die durchschnittliche Wasservergeudung durch Wasserwerke weltweit 40 % und in Europa 26 %, verursacht durch Fehler, Leckagen und Wasserdruck.

Gleichzeitig werden 4 % des weltweiten Stromverbrauchs von der Wasserwirtschaft verbraucht (diese Zahl wird sich bis 2040 voraussichtlich verdoppeln) und Wasser macht wiederum bis zur Hälfte der gesamten Energiekosten einer Gemeinde aus.