Die Wasserversorgung an der Algarve, Portugal, wird umfangreich modernisiert.
In den letzten Jahren hat die Region intensiv in Wasserversorgungssysteme investiert. Eine große Leistung: der Bau einer Wasserversorgungsleitung und einer Abwasser-Freispiegelleitung
In den letzten Jahren hat die Region intensiv in Wasserversorgungssysteme investiert. Eine große Leistung: der Bau einer Wasserversorgungsleitung und einer Abwasser-Freispiegelleitung
Das Projekt
Trinkwasserversorgung an der Algarve
Die Algarve in Portugal ist weltweit bekannt für ihre bizarre, natürliche Schönheit, ihre herrlichen Strände, den ruhigen Lebensrhythmus und ein ganzjährig angenehmes Klima. Diese Vorzüge machen die Region zu einem äußerst beliebten Urlaubsziel und bieten zudem vorteilhafte Bedingungen für die Landwirtschaft. Als eine der sonnenreichsten Regionen Europas ist nicht nur die Optimierung der Wassernutzung von größter Bedeutung, sondern auch die Abwasserbehandlung. Wegen der vielen Strände an der 500 km langen Küste, die mit einer Blauen Flagge (dem europaweiten Standard für Strandqualität) ausgezeichnet wurden, und der vielen natürlichen Lebensräume gilt Verschmutzung als größtes Risiko.
Bevor das kommunenübergreifende Wasserversorgungssystem an der Algarve geschaffen wurde, war jede Gemeinde im Osten und Westen der Region für ihre eigene Wasserversorgung mit der entsprechenden Pumpen- und Rohrleitungsinfrastruktur verantwortlich. Beide Teile der Region hatten dabei Probleme, die öffentliche Versorgung mit Wasser aus unterirdischen Quellen sowie Staubecken in ausreichender Qualität und Menge sicherzustellen. Bis zum Bau des kommunenübergreifenden Systems versorgten diese Quellen den Großteil der dort dauerhaft und vorübergehend lebenden Menschen. Außerdem wurden beträchtliche Mengen Wasser für Bewässerungszwecke in der Landwirtschaft benötigt.
Die immer größere Nachfrage nach Wasser führte nicht nur zu einer Verknappung des kostbaren Nass, sondern infolge des übermäßigen Wasserverbrauchs, insbesondere in aufeinander folgenden Dürrejahren, auch zu einer Verschlechterung der Qualität des Wassers insgesamt. Gründe für die schlechte Qualität waren teilweise das Eindringen von Salzwasser – was dazu führte, dass das Wasser in den küstennahen Gebieten mit immer mehr Chlor versetzt werden musste – und die intensive Landwirtschaft, die zu einer weitreichenden Gewässerbelastung geführt hat.
Im Wasserversorgungssystem der Algarve werden vier Wasseraufbereitungsanlagen und 32 Pumpstationen im gesamten Leitungsnetz für aufbereitetes Wasser und Rohwasser betrieben. Die 454 km lange Leitung, die aufbereitetes Wasser transportiert, verläuft durchschnittlich 100 m über dem Meeresspiegel. Die einzelnen Pumpstationen entnehmen das Wasser mit den erforderlichen Drücken und in den benötigten Mengen. Sie werden per Telemetrie über die Hauptwasseraufbereitungsanlagen in Tavira und Alcantrilha gesteuert.
Die Hauptziele sind die ganzjährige Versorgung der Region mit Trinkwasser in guter Qualität und ausreichender Menge und die Bereitstellung eines sicheren Systems zur Gewährleistung der öffentlichen Gesundheit. Gleichzeitig sollen damit aber auch die Qualität und der Schutz der Umwelt unterstützt und gefördert werden, insbesondere die Qualität des Wassers an den Stränden und in den Flüssen der Algarve. Das ist äußerst wichtig für die Gesundheit der Bevölkerung und die Entwicklung der Wirtschaft und des Tourismus in der Region.
Horizontal aufgestellte Etachrom-Pumpen werden für die Verteilung von aufbereitetem Wasser eingesetzt. Tavira kann 2,2 m³/s Trinkwasser aufbereiten.
Der Kunde
Aguas do Algarve SA
Das Investitionsprogramm zur Verbesserung der Infrastruktur des kommunenübergreifenden Wasserversorgungs- und Abwasserentsorgungssystems an der Algarve konnte durch den Zusammenschluss der Betreiber dieser Systeme umgesetzt werden. Aguas do Algarve SA ist jetzt für die als „Algarve Multi-Municipal Water Supply System and Sanitation System“ bekannten Systeme zuständig. Die Konzession mit 30 Jahren Laufzeit erhielt das Unternehmen von der portugiesischen Regierung.
Die Herausforderung
Die Auswahl von Pumpen, die über Jahrzehnte Sand und schwankendem Bedarf standhalten
Die Aufgabe bei der Planung des Netzes war, ein Wasserversorgungssystem für maximale Kapazitäten auszulegen und sowohl das prognostizierte Wachstum als auch die Nachfrage bis 2055 zu berücksichtigen. Dabei musste jedoch bedacht werden, dass die Nachfrage zu bestimmten Jahreszeiten deutlich zurückgeht, was mit einem Wirkungsgradverlust und höheren Produktionskosten pro Liter aufbereitetem Wasser einhergeht.
Um dieses Problem zu lösen und den Wartungsaufwand zu reduzieren, entschied man sich für den Einsatz von identischen Pumpentypen mit unterschiedlichen Förderleistungen. Dabei schaltet die Wasseraufbereitungsanlage bei nachlassender Nachfrage auf Pumpen mit geringerer Förderleistung um, die dann mit optimaler Leistung laufen – im Gegensatz zu großen Pumpen, die in dieser Situation nicht optimal arbeiten würden. Außerdem ist nahezu jede Pumpe mit einer Drehzahlregelung ausgerüstet, damit die Förderleistung dem Bedarf angepasst werden kann.
Das größte Problem für die eingesetzten Pumpen ist der im Fördermedium enthaltende Sand, der die Laufräder stark belasten kann. Verstopfungen sind ein weiteres Problem, das insbesondere im Sommer auftritt, wenn sich deutlich mehr Menschen an der Algarve aufhalten und sich die Art des Abwassers ändert. Als Abhilfemaßnahme wurden daher einige Pumpen mit speziellen, verschleißfesten Laufrädern ausgerüstet.
Anforderungen an die Planung und den Betrieb der Anlage:
> Bau einer 202 km langen Freispiegelleitung
> Bau einer 170 km langen Abwasserleitung
> Nachrüstung von 57 Kläranlagen
> Bau und Modernisierung von 159 Pumpstationen.
Die Lösung
Eine perfekte Auswahl von KSB-Pumpen für die Wasserversorgungsleitung und die Kläranlagen
In den Orten Tavira, Alcantrilha (mit Aufbereitungsanlagen in der Nähe) und Vilamoura befinden sich drei große Pumpenstationen, die mit diversen Pumpen von KSB für unterschiedlichste Versorgungsanwendungen ausgerüstet wurden. Die Hauptanlage im östlich gelegenen Tavira kann 2,2 m³/s Trinkwasser aufbereiten und eine weitere Station liefert 0,5 m³/s. Die Hauptanlage in Alcantrilha im Westen der Region hat eine Aufbereitungsleistung von 3,0 m³/s, eine zweite Station eine Leistung von 0,125 m³/s. In der Mitte der beiden Teilsysteme (im Osten und Westen) befindet sich die Pumpstation Vilamoura, die die Wasserversorgung bedarfsabhängig steuert.
In der Anlage von Tavira (Abb. 1) übernimmt die Pumpstation zwei Aufgaben: Transport des unbehandelten Wassers (Rohwasser) in die Aufbereitungsanlage und des behandelten Wassers in die Staubecken im System. Zu den eingesetzten KSB-Pumpen gehören große Rohrgehäusepumpen der Baureihe SNW zur Rohwasserentnahme sowie Etachrom- (Abb. 2) und Etanorm-Pumpen für die Förderung des aufbereiteten Wassers.
Die Pumpstation Vilamoura verbindet das östliche und das westliche System und wurde so konzipiert, dass die Wasserversorgung bedarfsabhängig umgelenkt werden kann. Diese Pumpstation ist deshalb so wichtig, weil Wasser im westlichen Teil der Algarve knapper ist als im östlichen Teil und das Wasser üblicherweise im Sommer vom Osten in den Westen der Region tranportiert werden muss, wenn die Zahl der sich dort aufhaltenden Menschen steigt. Da die Staubecken im Osten eine größere Speicherkapazität als im Westen haben, kann das System im Westen im Fall eines trockenen Winters aufgefüllt werden.
Durch den dualen Aufbau der Pumpstation in Vilamoura ist es möglich, über entsprechende Rohrleitungen und Armaturen Wasser sowohl in die eine als auch die andere Richtung zu pumpen. Es handelt sich im Prinzip um eine doppelt angelegte Pumpstation, bei der eine Station mit mehrstufigen KSB-Hochdruckpumpen der Multitec-Baureihe ausgerüstet ist. Jede Pumpe hat eine Förderleistung von 75 l/s. Dieser Pumpentyp wurde ausgewählt, weil eine Anpassung der Saug- und Druckstutzen entsprechend den Erfordernissen der Anlage möglich ist und die Betriebskosten gering sind.
Abhängig von der Richtung, in welche die Station Vilamoura pumpt, sind unterschiedliche Fördermengen und Drücke erforderlich. So können sich die Förderdrücke je nach Bedarf und Richtung um bis zu 6 bar ändern. Durch Drehzahlregelung kann der Betriebspunkt verändert und dem jeweiligen Bedarf des östlichen bzw. westlichen Teils des Systems angepasst werden.
Neben Investitionen in die Wasserversorgung wurden auch umfangreiche Nachrüstungen in den Kläranlagen entlang der Küste vorgenommen. Dazu gehörten der Bau einer Freispiegelleitung von 202 km Länge und einer 170 km langen Abwasserleitung, die Nachrüstung von 57 Kläranlagen sowie der Bau und die Modernisierung von 159 Pumpstationen. Den Kommunen steht jetzt die Infrastruktur zur Verfügung, die sie benötigen, um unbehandeltes und einen Teil des behandelten Abwassers über eine zentrale Freispiegelleitung zu transportieren.
Laut Nuno Aleixo, Projektingenieur in der KSB-Niederlassung in Lissabon, war KSB von Anfang an im Projekt zum Wasserversorgungs- und Abwasserentsorgungssystem eingebunden. Die für Abwasseranwendungen am häufigsten zum Einsatz kommende Pumpe ist die Tauchmotorpumpe Amarex KRT (Abb. 3), da sie mit dem ganzjährig auftretenden schwankenden Bedarf in der Region sehr gut zurecht kommt. Die Pumpen der Baureihen Amarex N und Amarex KRT werden für den Transport von unbehandeltem Abwasser und die Förderung in Kläranlagen eingesetzt, da hier sowohl kleinere als auch größere Pumpengrößen benötigt werden. Im Gegensatz zu den Wasserversorgungspumpen müssen Pumpen, die unbehandeltes und behandeltes Abwasser fördern, rund um die Uhr arbeiten und sind damit einer erheblichen Belastung ausgesetzt. Etliche Amamix- und Amaprop-Rührwerke kommen in den unterschiedlichen Behandlungsstufen von Kläranlagen zum Einsatz.
„Von Ostern bis September müssen große Mengen Abwasser behandelt werden. Die Aufrechterhaltung der entsprechend hohen Leistungsfähigkeit unserer Kläranlagen stellt eine große Herausforderung dar, ist aber Voraussetzung dafür, dass wir die gute Wasserqualität an unseren Stränden sicherstellen und das „Blaue Flaggen“-Siegel behalten können“, erklärt der für die Koordinierung der Wartung bei Aguas do Algarve zuständige Ingenieur, Vieira Pereira. „Wir sorgen uns jedoch nicht nur um die Qualität der Abwasserbehandlung, sondern auch um den gesicherten Transport des Abwassers. Das heißt, dass die Pumpstationen für den Abwassertransport zu den Kläranlagen konstant im Einsatz sein müssen, um eine Verschmutzung der Küsten zu verhindern, zumal viele Grundstücke in unmittelbarer Nähe zum Meer liegen. Zuverlässigkeit im Betrieb ist daher oberstes Gebot und der Grund, weshalb die Pumpstationen mit Reservepumpen arbeiten und für einen optimalen Einsatz ausgelegt sind. Und falls es doch einmal zu Problemen in der Stromversorgung kommt, greifen die installierten Notfallgeneratoren.“ Aus Berichten von Aguas do Algarve geht hervor, dass KSB-Pumpen äußerst zuverlässig arbeiten und den geforderten Wirkungsgrad im Betrieb erreichen.
Damit Wasser stets bedarfsgerecht zur Verfügung steht und das Abwasser sicher und effizient gefördert wird, kommt es in erster Linie auf eine sinnvolle Auswahl der dafür erforderlichen Pumpen an. Diese Auswahl haben die Ingenieure von Aguas do Algarve getroffen und KSB Portugal stand ihnen dabei regelmäßig unterstützend zur Seite. Die wichtigsten von Aguas do Algarve vorgegebenen Kriterien bei der Spezifikation der Pumpen waren Zuverlässigkeit und Wirkungsgrad. Das Unternehmen hat vor mehr als 20 Jahren zum ersten Mal Pumpen von KSB eingesetzt. Laut Aguas do Algarve haben die ursprünglich installierten Pumpen und auch alle nachträglich in der Region installierten Pumpen alle Erwartungen erfüllt.
Die Tauchmotorpumpe Amarex KRT ist die am häufigsten von Aguas do Algarve spezifizierte Pumpe.
„Von Ostern bis September müssen große Mengen Abwasser behandelt werden. Die Aufrechterhaltung der entsprechend hohen Leistungsfähigkeit unserer Kläranlagen stellt eine große Herausforderung dar, ist aber Voraussetzung dafür, dass wir die gute Wasserqualität an unseren Stränden sicherstellen und das „Blaue Flaggen“-Siegel behalten können. Wir sorgen uns jedoch nicht nur um die Qualität der Abwasserbehandlung, sondern auch um den gesicherten Transport des Abwassers. Das heißt, dass die Pumpstationen für den Abwassertransport zu den Kläranlagen konstant im Einsatz sein müssen, um eine Verschmutzung der Küsten zu verhindern, zumal viele Grundstücke in unmittelbarer Nähe zum Meer liegen.“– Vieira Pereira, der für die Koordinierung der Wartung bei Aguas do Algarve zuständige Ingenieur
Zahlen | Daten | Fakten
Location: Algarve, Portugal
Eingesetzte Produkte:
Abwasser-Tauchmotormotorpumpen Amarex KRT und Amarex N zur Förderung von unbehandeltem Abwasser und für den Einsatz in Kläranlagen
Etachrom und Etanorm zur Verteilung von aufbereitetem Wasser
Große Rohrgehäusepumpen der Baureihe SNW für die Rohwasserentnahme
Eingesetzte Produkte
Amarex KRT
Horizontale oder vertikale, einstufige Tauchmotorpumpe als Blockpumpenaggregat mit verschiedenen Laufradformen der nächsten Generation, in Nassaufstellung oder Trockenaufstellung, stationär oder transportabel mit Energiesparmotor und in explosionsgeschützter Ausführung erhältlich.
Etanorm/Etanorm MyFlow/Etanorm Pro
Einstufige Spiralgehäusepumpe in Prozess-Bauweise, mit Leistungen und Hauptabmessungen nach EN 733, mit IEC kompatiblem Antriebssystem PumpDrive 2 mit SuPremE oder PumpDrive 3 der Effizienzklasse IE4/IE5 gem. IEC TS 60034-2-3:2016 und motorintegriertem Frequenzumrichter. Die Pumpe verfügt über auswechselbare Spaltringe, geschlossenes Radialrad mit räumlich gekrümmten Schaufeln, Einzel- sowie Doppelgleitringdichtungen nach EN 12756, Welle im Bereich der Wellendichtung mit auswechselbarer Wellenschutzhülse. Die Prozessbauweise ermöglicht eine Demontage der Kupplung, der Lagerträger und des Laufrads, ohne dass das Pumpengehäuse von den Rohrleitungen getrennt werden muss. Befestigungspunkte entsprechend IEC 60072, Hüllmaße gemäß DIN V 42673 (07-2011). ATEX-Ausführung erhältlich. Den Effizienzanforderungen der ErP Richtlinien weit voraus.
Etachrom B
Horizontale, einstufige Ringraumgehäuseblockpumpe, mit Nennleistungen und Hauptabmessungen nach EN 733, mit auswechselbaren Spaltringen und motormontiertem Drehzahlregelsystem. Mit KSB SuPremE, einem magnetfreien Synchron-Reluktanzmotor (Ausnahme: Motorgrößen 0,55 kW / 0,75 kW mit 1500 min⁻¹ sind mit Permanentmagneten ausgeführt) der Effizienzklasse IE4/IE5 gemäß IEC TS 60034-30-2:2016, für den Betrieb am Drehzahlregelsystem Typ KSB PumpDrive 2 oder KSB PumpDrive 2 Eco ohne Rotorlagegeber. Befestigungspunkte entsprechend EN 50347, Hüllmaße gemäß DIN V 42673 (07-2011). ATEX-Ausführung erhältlich.
Amamix
Horizontales Tauchmotorrührwerk mit selbstreinigendem ECB-Propeller in Blockbauweise, direkt angetrieben. ATEX-Ausführung erhältlich.
SNW
Vertikale Rohrgehäusepumpe mit halbaxialem Laufrad, einstufig, mit wartungsfreier Residur-Lagerung, Druckstutzen über oder unter Flur angeordnet.