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Online-Analyse-System mit Fließinjektionsanalyse für die Trinkwasseraufbereitung

Automatische Messwasser-Umschaltung senkt Investitionskosten - Die Zusammenarbeit mit der Wasserversorgung Beckum

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Profitieren Sie von der vollautomatischen Messung:

  • Senkung der Betriebskosten: Durch die Reduzierung der Messstationen von sechs auf eine konnten die Investitionskosten deutlich gesenkt werden.
  • Lückenloses Monitoring: Die gewonnenen Prozessdaten können jederzeit abgerufen werden und stehen für die Steuerung, Überwachung und Dokumentation zur Verfügung.
  • Modulare Bauweise: Sensor-Cubes können einfach per ‚Plug & Play‘ ersetzt werden, ohne die Arbeit der anderen Cubes zu stören.
  • Sorgenfreie Inbetriebnahme: Das Bürkert-Serviceteam steht Ihnen von der Installation bis zur Inbetriebnahme zur Seite und schult auf Wunsch Ihr Team.

Wasseraufbereitung ist ein anspruchsvoller Prozess, insbesondere für Trinkwasser als Lebensmittel. Bei den kommunalen Wasserversorgern hat die Qualitätsüberwachung deshalb höchste Priorität. Oft ist dabei auch heute noch „Handarbeit“ im Spiel: Proben werden vor Ort an den Brunnen oder den Filtern der Aufbereitungsanlage entnommen und anschließend im Laborbereich untersucht.

Online-Analysesysteme, die wichtige Parameter automatisiert bestimmen, können hier Optimierungspotenzial erschließen. In enger Kooperation mit den Wasserwerkern entwickelte Bürkert eine individuell auf die Trinkwasseraufbereitung des Wasserwerks Vohren angepasste Lösung. Der Service-Bereich BürkertPlus übernahm Installation und Inbetriebnahme und schulte die Mitarbeiter vor Ort.

Online-Analyse-System Umschaltblock

Der vollautomatische Umschaltblock ermöglicht die Überwachung einzelner Filtermodule mit nur einer Messeinheit. So können deutlich detailliertere Informationen über den Wasseraufbereitungsprozess bei minimalen Investitionskosten gewonnen werden.

Sich zukunftssicher aufstellen

Das Wasserwerk Vohren gehört zur Wasserversorgung Beckum GmbH, die mit rund 40 Mitarbeitern ein Gebiet von über 1.000 Quadratkilometern im Kreis Warendorf und Teilen der Kreise Soest und Gütersloh versorgt.

Um auch in Zukunft den hohen Qualitätsstandard zu halten, stellten sich die Wasserwerkbetreiber der Aufgabe, die manuelle und zeitintensive Probenentnahme zur Überwachung der Wasseraufbereitung durch ein wirtschaftlicheres und wartungsarmes Analyse- und Überwachungskonzept der Flachbettbelüfter und der Schnellfiltration abzulösen.

Wassermeister Matthias Schürhörster

„Zunächst haben wir dezentrale und zentrale Lösungsansätze verglichen, also abgewogen, ob es sinnvoller ist, jeweils Analysesysteme direkt an den insgesamt sechs Messstellen im Werk einzusetzen, oder ob eine zentrale Analysestation für alle Filter für uns praxisgerechter ist“, berichtet der Wassermeister Matthias Schürhörster.

Dabei galt es sowohl technische als auch wirtschaftliche Aspekte zu berücksichtigen. Zum einen musste eine automatische Überwachung der Messstellen realisiert werden, um die Mitarbeiter zu entlasten und auch zukünftig hohe Qualität zu garantieren. Zum anderen galt es auch den Installations- und Wartungsaufwand zu minimieren.

Zentrale Analyse der Wasserparameter

Schlussendlich kam die Lösung nicht „aus der Schublade“. Seit Dezember 2017 ist der zentrale Edelstahlschrank für die automatische Wasseranalyse in Betrieb. Die Basis bildet das Online-Analyse-System Typ 8905, das mikrofluidische Systemmodule für die kontinuierliche Analyse der wichtigsten Parameter der Wasseraufbereitung in einem kompakten Gerät vereint. Es bestimmt automatisch den pH-Wert, die Trübung sowie den Sauerstoff- und Eisengehalt im Ablauf der Schnellfilter.

Das modular erweiterbare System für die Wasseranalytik arbeitet mit innovativer MEMS-Technologie (Mikro-Elektro-Mechanische-Systeme) und ermöglichte es, die bisherigen Messstellen zu ersetzen, zu erweitern und die Messungen praxisgerecht und zukunftssicher zu gestalten. Im Gegensatz zu den früher üblichen Glassonden müssen die Mikrochips nicht ständig ausgetauscht werden.

„Mit dem neuen Analysesystem fühlen wir uns für die Zukunft bestens gerüstet, zumal wir bei Bedarf weitere Messwürfel durch Zustecken per ‚Plug & Play‘ in das Messkonzept integrieren können.“ Matthias Schürhörster, Wassermeister Wasserwerk Vohren

Fließinjektionsanalyse zur Bestimmung des Eisengehalts

„Selbst der Eisengehalt wird jetzt vollautomatisch durch eine moderne Fließinjektionsanalyse (FIA) bestimmt“, freut sich Schürhörster.
Das FIA-Modul zur Analyse des Eisengehaltes vereint erstmals alle notwendigen Komponenten inklusive Steuerung auf kleinstem Raum.

Was früher nur im Labor möglich war, erledigt nun ein kleiner, kompakter Sensor-Cube des Online-Analyse-Systems. Das Besondere daran ist die konsequente Miniaturisierung unter Einsatz mikrofluidischer Komponenten: Bei der Fließinjektionsanalyse wird einer Wasserprobe das Reagenz über eine Pumpe beigemischt. Die mikrofluidische Mischstrecke nach der Injektion sorgt für eine gleichmäßige und vollständige Durchmischung. Die homogene Messflüssigkeit passiert dann ein Durchflussfotometer, das die Absorption im zeitlichen Verlauf misst. Aus dem detektierten peakförmigen Signal kann der Eisengehalt fotometrisch bestimmt werden und steht dann für die Steuerung, Überwachung und Dokumentation der Wasseraufbereitung zur Verfügung.

FIA-Modul

Mikrofluidik bestimmt den Eisengehalt: Miniaturisiertes FIA-Modul für das Online-Analyse-System

Geräteintegration über EDIP

Die Kommunikation übernimmt die Geräteplattform EDIP (Efficient Device Integration Platform), die für die intelligente Vernetzung aller elektronischen Bürkert-Geräte sorgt. Durch das digitale Messkonzept können alle Messparameter, Umschaltintervalle und Einstellungen – z. B. zur Eigendiagnose – an einem 7-Zoll-Touchdisplay angezeigt, eingestellt und über eine Busschnittstelle an das Leitsystem des Wasserwerks übertragen werden. Alle Analysedaten stehen also an zentraler Stelle zur Verfügung. Filterverschmutzungen lassen sich dadurch rechtzeitig erkennen und beseitigen, bevor der Aufbereitungsprozess gestört wird.

Messwasser-Umschaltung und automatische Sensorreinigung

Damit jeder Schnellfilter separat überprüft werden kann, wurde eine Ventilumschaltung der einzelnen Messwässer realisiert. Von jedem Filter wird also Wasser zum Analysesystem geleitet und dann per Magnetventil zwischen den einzelnen Strecken umgeschaltet.

„Für uns sanken dadurch die Investitionskosten deutlich, da nur noch eine Messstation notwendig ist, wo wir sonst sechs benötigt hätten“, so Schürhörster.

Die automatische Umschaltung ließ sich über die geräteinterne visuelle Programmiersoftware umsetzen; so entstand kein zusätzlicher Programmieraufwand an der SPS. Um Wartungsaufwand zu minimieren, wurde zusätzlich eine  Reinigungseinheit installiert, die zeitgesteuert und vollautomatisch die Analyseeinheit sauber hält. Denn je nach Wasserqualität müssen die Sensoren regelmäßig von Kalk, Eisen oder organischen Ablagerungen gesäubert und gegebenenfalls neu kalibriert werden. Das automatische Reinigungssystem MZ20 führt alle früheren „Handgriffe“ eigenständig und vollautomatisch aus.

Reinigungssystem

Das Reinigungssystem führt die regelmäßige Reinigung der Messzellen eigenständig und vollautomatisch durch.

Typ 8905

Online-Analyse-System

Typ 8905
  • Zur kontinuierlichen Wasseranalyse von Trinkwasser und industriellem Prozesswasser
  • Modulares Sensor- und Elektronik- System: - bis zu 6 Wasserparameter in einem Gehäuse - bis zu 30 Sensor-Cubes in einem büS-System
  • Vorbereitet für Feldbusanbindung, Fernbedienung und Fernwartung
  • MEMS Technologie ermöglicht miniaturisierte Baugröße und niedrigen Messwasserverbrauch

Typ MZ20

Reinigungssystem

Typ MZ20
  • Vollautomatische Reinigung für Sensor Cubes der Typserie MSxx
  • Verhindert Ablagerungen im System und den Sensor Cubes für langzeitstabile Messungen
  • Zwei Reinigungs-Lösungen für spezielle Reinigungsabläufe
  • Frei definierbarer anwendungsspezifischer Reinigungsablauf

application/pdf

Wasserwerk Vohren - Online-Analyse-System mit Fließinjektionsanalyse für die Trinkwasseraufbereitung

Flyer Best Practice - Online-Analyse-System mit Fließinjektionsanalyse für die Trinkwasseraufbereitung

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