Online-Monitoring und digitale Steuerung in Trinkwasserversorgungssystemen

Finanzierung:BMBF 100% (Deutsch-Israelische Wassertechnologiekooperation)
Laufzeit:01.06.2020 - 31.05.2023
Projektpartner:

TECHNION Israel Institut of Technology
Technische Universität Ilmenau
Hamburg Wasser
bbe Moldaenke GmbH

Projektleitung / Projektbearbeitung:

Prof. Dr. Mathias Ernst / Dr. Anissa Grieb / Jonas Schuster, M. Sc.

Problemstellung:

Die Überwachung von organischen und biologischen Wasserqualitätsparametern in der Trinkwasserverteilung ist häufig arbeits- und zeitaufwändig, wodurch eine schnelle Reaktion auf Störungen nicht möglich ist.

Dieses Projekt strebt die Etablierung einer Online-Überwachung der Wasserqualitätsparameter in Echtzeit an, zur schnellen Detektion, Simulation im Verteilungssystem und vor allem raschen Reaktion auf entstehende Veränderungen. Durch eine automatisierte Reaktion minimiert sich die Zeit zwischen Detektion und Reaktion.

Vorgehensweise:

Online-Sensoren für die Echtzeit-Messung von organischen und biologischen Parametern werden weiterentwickelt, getestet und beurteilt. Dabei liegt ein besonderes Augenmerk auf der Fluoreszenzspektroskopie und der Durchflusszytometrie:

  • Die Möglichkeit gelösten organischen Kohlenstoff (engl. dissolved organic carbon = DOC) mit Hilfe von Fluoreszenzspektroskopie zu charakterisieren und quantifizieren wird evaluiert. Dabei werden auch Konzepte für wellenlängenspezifische Sensoren in Kooperation mit bbe Moldaenke entwickelt.
  • Durchflusszytometrie wird an die kontinuierliche Messung zur quantitativen und qualitativen Beschreibung von Bakterien angepasst. Parallel wird die Nutzung der Durchflusszytometrie zur schnelleren Bestimmung des assimilierbaren gelösten organischen Kohlenstoffs (AOC) als Parameter für das Nachwachspotential von Bakterien untersucht.
  • Die Korrelationen zwischen den Messungen mit dem Fluoreszenzspektrometer und dem Durchflusszytometer werden untersucht, sowie die Korrelationen zu Standard-Trinkwasser-Qualitätsparametern

Die Simulation relevanter Parameter (Partikel, Bakterien, Schadstoffe) und die Entwicklung eines Algorithmus zur schnellen Detektion von Anomalien, sowie die Entwicklung einer automatisierten Antwort auf Veränderungen (z.B. Desinfektionsdosis,  Öffnung/Schließung von Ventilen oder Änderungen in der Fließgeschwindigkeit) werden von den Kollaborationspartnern TECHNION und TU-Ilmenau erarbeitet.

Entwickelte Online-Sensoren und Simulationsergebnisse werden dann in einer Testanlage von Hamburg Wasser untersucht und validiert.

 

Projektwebseite:https://www.tuhh.de/wwv/modicon/home.html