Zwillinge sorgen für reines Wasser

Die neue Abwasserreinigungsanlage Oberengadin wurde als erste ARA in der Schweiz vollständig digital geplant und die Automatisierung virtuell simuliert und getestet. So entsteht eine der modernsten und innovativsten Anlagen der Schweiz.
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ARA Oberengadin

Energieeffizient, nachhaltig und wirtschaftlich

Jede Kläranlage hat ihre Eigenheiten und ihr Betrieb ist geprägt durch das «Abwasserverhalten» im Einzugsgebiet. ARA in Tourismusgebieten stehen dabei vor besonderen Herausforderungen: Während in der Nebensaison gerade einmal Abwasser im Umfang von 10 000 Einwohnerwerten anfällt, muss die Kläranlage über die Weihnachtstage oder in den Sportferien mehr als das Zehnfache schaffen. So auch im Oberengadin, wo sich der Inn idyllisch von Samedan nach S-Chanf schlängelt. Zahlreiche Zuflüsse und Auengebiete machen die Flusslandschaft zu einem wertvollen Naturreservat. 

 

Die neue Anlage ersetzt die drei bestehenden ARA Staz, Sax und Furnatsch. Ein 16 km langer unterirdischer Abwasserkanal sammelt künftig das Schmutzwasser des Tals und leitet es bei S‑Chanf in die ARA Oberengadin. So bleibt der Inn bis zu dieser Stelle komplett frei von Abwässern – ein grosser Gewinn für den Gewässer- und Naturschutz.

Vollständig digital geplant

Die digitale Planung macht nicht nur bei einem Neubau, sondern auch bei Erweiterungen und Erneuerungen von ARA Sinn. Fabian Martin, Hunziker Betatech AG: «Wir können dadurch viel besser Rücksicht nehmen auf die baulichen Vorortsituationen. Da die ARA durch die steigenden Anforderungen immer komplexer werden, werden auch die Sanierungs- und Umbauarbeiten im laufenden Betrieb schwieriger. Mit einem 3D-Modell können dadurch die verschiedenen Umbauphasen einfacher und genauer geplant und aufeinander abgestimmt werden». Ein weiterer Vorteil für die ARA-Mitarbeitende: Das digitale Abbild kann für die Schulung genutzt werden. Mit der VR-Brille machte sich der Betriebsleiter mit seinen Angestellten bereits lange vor der Fertigstellung mit dem künftigen Arbeitsort und dessen Technik vertraut. 

Eine Simulation dieser Art ist neu in der Schweizer Abwasserbranche

Die Projektbeteiligten sind sich einig: Der digitale Zwilling wird im ARA-Umfeld zum Standard. Denn die Kopplung der Leittechnik, dem virtuellen Controller und der dynamischen Simulation für die Abwassertechnik eröffnet neue Möglichkeiten für die Optimierung des ARA-Betriebs. Eine der ganz grossen Vorteile liegt bei der Möglichkeit, verschiedene Betriebsszenarien durchzuspielen. So ist die ARA für ein unvorhergesehenes grosses Regenereignis genauso gerüstet wie für die kommende Wintersaison und kann ihr Betriebsregime jeweils schnell anpassen. Ergänzend lernen die Betreiber auch aus vergangenen Ereignissen, indem sie die realen Daten in die Simulationsumgebung einspielen und das System für dieses Szenario optimieren.

Das komplexe Zusammenspiel modernster Technik 

Der digitale Zwilling erleichtert auch die Automation. Dabei werden die technischen Prozesse mittels virtueller Steuerung simuliert – beispielsweise das Verhalten der zahlreichen Pumpen und Ventile in der SPS. Hilfreich dabei sind die standardisierten Softwareschnittstellen der Steuerungen. Die Anbindung der Sensoren und Aktoren in der Anlage erfolgt mit fast 90 dezentralen Peripherien ET200SP in der Ausprägung High Feature. Bei einer Störung ermöglichen Fehler-LED und ein Hinweis im Webserver der S7-1500 die kanalgranulare Diagnose vor Ort. Über 50 Scalance Switche stellen die robuste Kommunikation in der Feldebene zwischen Steuerung und Peripherie sicher.

«Eine ARA ist rund um die Uhr in Betrieb, da sind langlebige Komponenten ein Muss. Bei den Steuerungen von Siemens haben wird die Gewissheit, dass sie über Jahre zuverlässig funktionieren.»
Reto Steinemann, Leiter Entwicklung bei Chestonag Automation AG

Der verfahrenstechnische Zwilling wird immer wichtiger. Auch wenn es sich nicht für jede ARA und für jeden Betrieb lohnt, verschiedene Betriebsszenarien zu simulieren: Für grössere ARA oder solche mit anspruchsvollem Einzugsgebiet gibt es einen klaren Mehrwert.

 

Nicht zuletzt eignen sich die dreidimensionalen Visualisierungen bestens, dem Endkunden ein technisches Detail anschaulich zu erläutern oder den Besucherinnen und Besuchern am Tag der offenen Türe das Bauprojekt näherzubringen. Gottfried Blaser, Betriebsleiter ARO, freut sich bereits heute auf die Inbetriebnahme der ARA Oberengadin: «Ich bin felsenfest überzeugt, dass unsere digitalisierte Anlage – vor allem bei meinen Berufskollegen, die eine SBR-Anlage betreiben – auf grosses Interesse stossen wird.»

Modernste Technologien, energieeffizient, nachhaltig und wirtschaftlich

Die ARA Oberengadin wird höchste Ansprüche erfüllen, wenn sie 2021 in Betrieb gehen wird. Mit der Biogasproduktion aus dem Reinigungsprozess und einer Solaranlage deckt sie ihren Jahresstromverbrauch und Wärme produziert sie sogar im Überschuss. Das Biogas dient auch als Speichermedium. Daraus produziert die ARA Strom, wenn die Solaranlage nachts oder bei trübem Wetter zu wenig Leistung bringt.

Kundenfeedback

Die Anforderungen bei den ARA werden immer komplexer. Darum ist es wichtig, auf jahrelange Erfahrung und gute Zusammenarbeit zu vertrauen – der Endkunde «Verband ARO», das Planungsunternehmen «Hunziker Betatech AG» und der System-Integrator «Chestonag Automation AG» setzen dabei auf Siemens.

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