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Planungstool für die Trinkwasseraufbereitung: Interview mit Nils Zickermann und Abel Heinsbroek

Bei der Prozessentwicklung für Anlagen zur Trinkwasseraufbereitung sind eine Vielzahl von Parametern zu berücksichtigen: die Rohwassermenge und -qualität, die zu erwartenden bzw. einzuhaltenden Verbräuche an Energie und Chemikalien, der Platzbedarf und die Investitionskosten sowie der CO2-Fußabdruck der fertigen Anlage. Aktuelle Praktiken für das erste Prozessdesign, basierend auf unterschiedlichen Projektionswerkzeugen und nicht standardisierten Formen, führen häufig zu Unstimmigkeiten bei Entwurf, Kennzahlen und Annahmen. Mit dem webbasierten Designtool Amanzi will der niederländische Wasserversorger Vitens die Planung für Anlagen zur Trinkwasseraufbereitung standardisieren und rationeller machen. Nils Zickermann stellte das Konzept im Juni 2024 auf der IWA-LET Conference in Essen vor. Im Interview erklären er und sein Kollege Abel Heinsbroek das Konzept.

von | 03.09.24

Bildschirmansicht eines Prozessschemas zur Trinkwasseraufbereitung, erzeugt mit Amanzi

Herr Zickermann und Herr Heinsbroek, bevor wir in die Tiefen der Prozessentwicklung abtauchen, bitten wir um eine kurze Vorstellung Ihres Unternehmens und den dort vorherrschenden Randbedingungen für die Trinkwasserproduktion.

Abel Heinsbroek: Vitens ist das größte niederländische Wasserversorgungsunternehmen. Wir liefern Wasser in die fünf Provinzen Friesland, Overijssel, Gelderland, Flevoland und Utrecht und versorgen also etwa ein Drittel der Niederlande. Dafür stehen 93 Aufbereitungsanlagen zur Verfügung. Zur Trinkwasserproduktion wird fast ausschließlich Grundwasser verwendet, mit teilweise sehr unterschiedlichen Qualitäten an den verschiedenen Standorten. Wir nutzen sowohl aerobes als auch anaerobes Grundwasser und betreiben außerdem zwei Anlagen, die Uferfiltrat verwenden. Eine aktuelle Herausforderung stellt die Wasserknappheit dar. Obwohl es in den Niederlanden reichlich Wasser gibt, können wir bestimmte Industriekunden nicht an unser Wassernetz anschließen, weil wir nicht genug Entnahmegenehmigungen dafür haben.

Wie oft kommt es im Jahr vor, dass Anlagen zu Trinkwasseraufbereitung neu gebaut oder renoviert werden müssen?

A.H.: Die hohe Zahl der Aufbereitungsanlagen in unterschiedlichen Alters-, Zustands- und Statusstufen erfordert ein guten Anlagenmanagement und stetige Erneuerung. Pro Jahr haben wir vier bis sechs größere Renovierungs- oder Erneuerungsprojekte. Zukünftig wollen wir aber nicht mehr fast 100 kleinere, sondern 30 bis 40 größere Wasserwerke betreiben, d.  h. die Rohwässer von mehreren kleineren Anlagen jeweils in größeren zusammenführen.

Um dann genügend Wasser zu haben, müssen Sie wahrscheinlich auch neue Rohwasserquellen erschließen.

A.H.: Ja, absolut. Dazu untersuchen wir auch die Nutzung von Oberflächenwasser, beispielsweise aus dem Fluss IJssel oder den größeren Seen, wie dem Ketelmeer oder dem IJsselmeer. Darüber hinaus untersuchen wir in einigen Projekten die Möglichkeiten der unterirdischen Wasserspeicherung. Dabei wird vorgereinigtes Wasser infiltriert und in trockenen Zeiten zurückgeholt

„Die hohe Zahl der Aufbereitungsanlagen in unterschiedlichen Alters-, Zustands- und Statusstufen erfordert ein guten Anlagenmanagement und stetige Erneuerung.“
Abel Heinsbroek

Damit erhöht sich die Vielzahl möglicher Rohwasserqualitäten?

A.H.: Das kommt dazu, aber der Umgang mit unterschiedlichen Wasserqualitäten ist für uns überhaupt nicht neu. Das bringt die geografische Ausdehnung unseres Versorgungsgebietes mit sich. So gibt es in einigen Teilen von Overijssel tiefes anaerobes Grundwasser mit hohen Gehalten an Methan, Eisen, Mangan und anderen Kontaminanten. Dieses Wasser ist sehr schwer aufzubereiten. Manche Quellen sind brackig und erfordern andere Aufbereitungstechnologien. Beim Oberflächenwasser sehen wir anthropogene Einflüsse, wie Verunreinigungen durch PFAS, Medikamente oder Pestizide. Es gibt aber auch Rohwässer, die wenig oder keine Behandlung erfordern, wie in den Naturschutzgebieten der Veluwe. Dort pumpen wir das Wasser einfach durch den Sandboden hoch und leiten es fast direkt ins Verteilungsnetz. Wenn wir aber mehr Oberflächenwasser oder in fernerer Zukunft sogar behandeltes Abwasser nutzen, werden wir weitere Behandlungstechnologien integrieren müssen.

Bevor wir zu Amanzi kommen: Wie bewältigen Sie die mit den Neu- und Renovierungsprojekten anfallenden Planungsaufgaben zurzeit?

Nils Zickermann: Wir beide sind Teil eines Teams von 15 Prozesstechnolog:innen und Prozessingenieur:innen. Wir betreiben seit langem Forschung und Entwicklung und sind immer auf der Suche nach neuen, effizienteren Behandlungsprozessen und nach Methoden, bestehende Systeme zu optimieren. Wir verfügen also über ein hohes Erfahrungswissen, in erster Linie über die konventionellen Behandlungsverfahren im Haus, und für neuere Technologien wird dieses Wissen nach und nach aufgebaut.

„Ein weiterer wichtiger Aspekt von Amanzi ist die Standardisierung und Verschlankung von Prozessen, die wir im Grunde schon seit langem beherrschen, für deren praktische Ausführung aber jeder in unserem Team seine eigene Arbeitsweise hat.“
Nils Zickermann

Was genau waren die Auslöser für die Entwicklung von Amanzi?

A.H.: Hier ist es wichtig, zu erwähnen, dass sich die Anforderungen an die Trinkwasseraufbereitung in den letzten Jahrzehnten geändert haben. Früher war das Hauptanliegen die Sicherstellung von Wasser in ausreichender Quantität. Dann kamen Qualitätsansprüche hinzu: Wir wollten Wasser mit gutem Geschmack und Farbe, schadstofffrei und keimarm. Heute gewinnen…

Lest das gesamte Interview in der gwf Wasser/Abwasser 7-8/2024

Als größter niederländischer Wasserversorger produziert Vitens das Trinkwasser für etwa sechs Millionen Kunden in den Provinzen Friesland, Overijssel, Gelderland, Flevoland und Utrecht. Initiator der Trinkwasserversorgung in den Niederlanden war ein großer Choleraausbruch im Jahr 1866. Im August 1879 eröffnete ein Rechtsvorgänger von Vitens die erste Produktionsstätte zur Trinkwasserversorgung für die Stadt Nijmegen. Das Unternehmen Vitens mit Hauptsitz in Zwolle entstand 2006 nach mehreren Fusionen verschiedener provinzieller Trinkwasserversorgungsunternehmen. Heute werden mehr als 360 Mio. l/a geliefert, gewonnen aus 105 Fördergebieten und aufbereitet in 93 Aufbereitungsanlagen
Nils Zickermann hat seinen Master of Science im Bereich Verfahrenstechnik mit Fokus auf Wassertechnik an der RWTH Aachen University im Jahr 2023 abgeschlossen. Während seiner Studienzeit war er als Studentische Hilfskraft beim FiW e.V. – Forschungsinstitut für Wasser- und Abfallwirtschaft an der RWTH Aachen tätig. In 2021 absolvierte er ein Praktikum bei Vitens mit Schwerpunkt zur Weiterentwicklung von Systemkomponenten für den digitalen Zwilling sowie zur Modellierung einer Vitensanlage zur Betriebsoptimierung. Seit Anfang 2024 ist er als Prozess- und Softwareingenieur bei Vitens tätig.
Abel Heinsbroek studierte Bauingenieurwesen an der Delft University of Technology mit Schwerpunkt auf Wassermanagement und Abwassertechnik. Seit 2016 arbeitet er bei Vitens und konzentriert sich hauptsächlich auf Forschung und Entwicklung im Bereich Methanentfernungsprozesse und Digitalisierung. Vor der Anstellung bei Vitens war er bei einem kleinen Beratungsunternehmen tätig. Dort hat Heinsbroek an der Entwicklung eines digitalen Systems zur Überwachung und Prävention von Legionellen mitgewirkt.

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