Modernisierungsreport 2021/22

Zwischen Dürre und Starkregen: Resilienz der Wasserversorgung und wassersensible Zukunftsstadt



Themenschwerpunkte
Abstracts

Unser Land ist eines der wasserreichsten Länder, dennoch ist dies nach den Erfahrungen der letzten Jahre längst keine Selbstverständlichkeit mehr. Der Klimawandel und die Folgewirkungen sind unübersehbar, wenn auch regional und in der Stärke sehr unter­schied­lich. So führten beispielweise auch in diesem Jahr wieder ausbleibende Nieder­schläge und erste sommerliche Temperaturen zum Rückgang der Abflüsse in der Spree und machen bereits im Juni Schritte zur Abflussstützung sowie Reduzierungen von Ausleitungen aus der Spree erforderlich. Im Südwesten Deutschlands gab es dagegen Starkregen und Überschwemmungen mit Niederschlagsmengen von bis zu 250 l/m2 verbunden mit Überschwemmungen und verheerenden Zerstörungen der Infrastruktur wie im Ahrtal.  Nach den aktuellen Prognosen des Deutschen Wetterdienstes wird für den Zeitraum 2021-2025  ein Temperaturplus von 0,5 bis 1 Grad im Vergleich zum vieljährigen Mittel 1991-2020 erwartet. Dieser Trend könnte sich bis 2030 fortsetzen und prognostiziert dann auch für Westdeutschland ein deutliches Minus bei den Niederschlägen.

Die 10. Ausgabe des wwt Modernisierungsreport richtet den Blick auf die Stärkung der Resilienz der Trinkwasserversorgung. Hierbei werden in einem Schwerpunkt exemplarisch Auswirkungen des Klima- und Strukturwandels, Strategien, Zukunftsszenarien und Anpassungsmaßnahmen der Wasserversorger, z. B. in der Metropolregion Berlin-Brandenburg und Bayern vorgestellt.
Bei der notwendigen Anpassung an den Klimawandel kommt dem Wasser im urbanen Raum eine besondere Bedeutung zu. Anhand von zwei Neubauvorhaben in Berlin und Ulm soll gezeigt werden, wie die Entwicklung hin zu einer wassersensiblen Zukunfts­stadt nach dem Schwammstadtkonzept gelingen kann.

Für die Herausforderungen der wachsenden Städte sind aber auch neue Lösungs­ansätze zur Bewirtschaftung der Abwasserinfrastruktur gefragt. Beiträge schildern das Potenzial von Digitalisierung und KI für die Zukunft der hydraulischen Bewirtschaftung der Abwasserableitung oder die Echtzeitinspektion von Kläranlagen, Pumpwerken oder bei der Kanalinstandhaltung und damit verbundene Heraus­forde­rungen. Am Beispiel einer Industriekläranlage wird die Entwicklung von IIoT-Plattformen zur Prozess­opti­mie­rung und Anlagensteuerung aufgezeigt.

Weiterhin wird thematisiert, wie die Energieeffizienz bei der biologischen Abwasser­auf­bereitung auf Kläranlagen erhöht sowie Einträge von Spurenstoffen oder Mikroplastik in den Wasserkreislauf verhindert werden können. Um dabei auch den Ressourcen­verbrauch zu begrenzen, stellen regenerierte Adsorptionsmaterialien eine interessante und kostengünstige Alternative dar.

In bewährter Form werden die angesprochenen Themen in Interviews, Fachbeiträgen und Projektberichten vorgestellt. In der neuen Rubrik Startups sollen sich darüber hinaus erstmals Firmen mit besonderen technologischen Entwicklungen präsentieren.

Vorjahresprodukt:



 

Die Themenschwerpunkte im Modernisierungsreport 2021/22:

 © Foto: Berliner Wasserbetriebe


Klimawandel und Stärkung der Resilienz der Trink­wasser­versorgung in Berlin

Klimaszenarien des Deutschen Wetterdienstes prognostizieren für die Region Berlin-Brandenburg bis 2050 ansteigende Temperaturen verbunden mit häufigeren Dürreperioden und Starkregenereignissen. Kritisch für die Wasserversorgung sind Dürreperioden, da sie mit einem starken Anstieg des Wasserbedarfs einhergehen. Die Berliner Wasserbetriebe reagieren mit einem Investitionsprogramm, das die Stärkung der Resilienz der Wasserversorgung zum Ziel hat.

 © Foto: Jim Albright/ Fernwasserversorgung Franken
   

Öffentliche Wasserversorgung in Bayern – Herausforderungen, Zukunftsszenarien, Strategien und Anpassungsmaßnahmen der Fernwasserversorgung Franken

Die Fernwasserversorgung Franken ist systemrelevant für die Wasserversorgung in Nordbayern. Sie ist eine tragende Säule des nordbayerischen Ausgleich- und Verbundsystems, das Wasser im wasserreichen Südbayern gewinnt und anschließend in den wasserärmeren nordbayerischen Raum leitet, um es dort für die öffentliche Trinkwasserversorgung zur Verfügung zu stellen.

 © Foto: Macina/Tegel Projekt GmbH
 

Vom Flughafen TXL zum klimaresilienten Modellquartier

Der Klimawandel macht sich in Ballungszentren wie Berlin besonders bemerkbar. Mit der Umsetzung des Schwammstadt-Prinzips kann den damit verbundenen Herausforderungen begegnet werden. Ein neues Quartier und neue Wege für eine klimaangepasste und wassersensible Stadtentwicklung.

 © Foto: Ramboll Studio Dreiseitl

Zukunftsweisendes städtebauliches Modellprojekt Illerpark

Der Umgang mit Regenwasser und dessen vorausschauende Integration ist wesentlicher Teil eines nachhaltigen Städtebaus. Konzepte, die die Resilienz bei Starkregen oder Trockenheit erhöhen, sind zunehmend gefragt. In Neu Ulm entstand mit dem Illerpark ein in mehrfacher Hinsicht zukunftsweisendes Modellprojekt.

 © Foto: EVS und AWS-Institut

Remote Inspektion von Abwasserinfrastruktur und Künstliche Intelligenz für das Kanalinstandhaltungs-management

Digitaler Zwilling und Virtuell Reality haben großes Potenzial, wenn es darum geht Kläranlagen oder Pumpwerke in Echtzeit zu inspizieren. Der EVS berichtet über Erfahrungen und ein zukünftiges Projekt, bei dem darüber hinaus der Einsatz von KI in der Kanalinstandhaltung erforscht wird.

 © Foto: Berliner Wasserbetriebe
            

Prognose, Simulation und Steuerung der Abwasserströme in Berlin

Für die Herausforderungen der sich stets wandelnden und wachsenden Städte werden neue Lösungsansätze zur Bewirtschaftung der Abwasserinfrastruktur notwendig. Das Projektteam smartLISA gibt einen Einblick in die Zukunft der hydraulischen Bewirtschaftung der Abwasserableitung in Berlin und damit verbundene Herausforderungen.

 © Foto: InfraServ
 

InfraServ Wiesbaden und Samson AG digitalisieren Industriepark-Kläranlage

Die Entwicklung von IIoT-Plattformen zur Prozessoptimierung und Anlagensteuerung haben InfraServ Wiesbaden und die Samson AG als Pilotprojekt in Angriff genommen. Ziel ist die Optimierung von Prozessen auf der Kläranlage des zweitgrößten hessischen Industrieparks.

 © Foto: HZDR
 

Effiziente Sauerstoffeintragstechnologien für die biologische Abwasseraufbereitung

Kläranlagen gehören in den Kommunen mit zu den größten Energieverbrauchern. Wissenschaftler des Helmholtz Innovation Lab CLEWATEC arbeiten mit Forschungs- und Industriepartnern an der Entwicklung neuer Auslegungs- und Betriebskonzepte für energieeffiziente Belüftungssysteme.

 © Foto: Andritschke
 

Analyseplattform kann klimaschädliche Gase im Belebungsbecken überwachen

Eine neue entwickelte Analyseplattform überwacht klimaschädliche Gase (Lachgas, Methan) in den Belebungsbecken der Kläranlage und hilft dabei, durch einen optimierten Sauerstoffeintrag diese zu reduzieren. Mit bis zu 25 Prozent Energieeinsparung sollen die Betreiber rechnen können.

 © Foto: GFal
 

Bildbasiertes System zum Aufspüren von Mikroplastik im Abwasser

Ein bildbasiertes Messsystem, das zur optimalen Dosierung von Flockungsmitteln entwickelt wurde, lässt sich auch für Mikroplastik einsetzen. Aus dem Projekt ist ein Aufnahmesystem hervorgegangen, an dem das Schmutzwasser direkt vorbei transportiert und im Anschluss die Aufnahmen analysiert und Partikel vermessen werden.

 © Foto: Fraunhofer UMSICHT
 

Neue Adsorptionsmaterialien und Regenerationsverfahren zur Elimination von Spurenstoffen in kommunalen und industriellen Kläranlagen

Am Fraunhofer UMSICHT wurde ein ganzheitliches Aktivkohleverfahren zur Elimination von Spurenstoffen in Kläranlagen entwickelt. Hierbei lassen sich granulierte Aktivkohlen mittels eines neu entwickelten Regenerationsverfahrens vor Ort aufbereiten und somit Rohstoffe und Kosten sparen.



Abstracts der Fachbeiträge im Modernisierungsreport 2021/22: