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Intelligente Kanalnetzsteuerung für die Stadt South Bend, USA

South Bend, Indiana

United States

South Bend River-lights.jpg

BLUE-XTM KANALNETZ REDUZIERT DEN MISCHWASSERABSCHLAG UM ÜBER 70 % UND GENERIERT DER STADT SOUTH BEND EINSPARUNGEN IN DIE KANALINFRASTRUKTUR VON ÜBER 450 MIO EUR.

South Bend ist eine Stad mit ca. 100.000 Einwohnern im Bundestaat Indiana und liegt ca. zwei Autostunden östlich von Chicago. Das Kanalnetz besteht aus einem Mischsystem mit einer Länge von ca. 1.000 km. Viele Städte mit solch einer Mischwasserkanalisation erfahren Probleme bei Starkregenereignissen. Diese Probleme waren besonders ausgeprägt in der Stadt South Bend, dessen Kanalsystem beim Einbau nur für den maximalen Trockenwetterdurchfluss ausgelegt wurde.

Challenge

Vor dem Jahr 2008 fand nahezu bei jedem Regenereignis eine Entlastung aus dem Kanalsystem in den Saint Joseph Fluss statt, der durch die Stadt South Bend fließt. Das jährliche Entlastungsvolumen betrug ca. 6 Mio m3. Im Jahr 2011 einigte sich die Stadt South Bend mit der lokalen Umweltbehörde auf einen Maßnahmenkatalog, um die Entlastung deutlich zu verringern. Die Kosten für diese Infrastrukturmaßnahmen wurden auf ca. 800 Mio EUR geschätzt.

Lösung

Im Jahr 2008 installierte die Stadt South Bend ein Echtzeit- Überwachungssystem mit mehr als 120 Sensoren im gesamten städtischen Kanalnetz. Nach einer gründlichen Datenüberprüfung installierte und
nahm die Stadt 2012 zusammen mit EmNet, welches seit 2018 zum Xylem Konzern gehört, sowie mit einem Ingenieurbüro und lokalen Baufirmen, ein Echtzeit-Assistenzsystem in Betrieb. Dieses verarbeitet die Sensordaten, vergleicht die dynamischen Zustände in den einzelnen Kanalsegmenten rund um die Uhr in Echtzeit und steuert die entsprechenden Schieber bzw. Ventile im Kanalnetz vollautomatisch an. Die hierfür genutzte patentierte Steuerungsstrategie führt zum optimierten Bewirtschaften der vorhandenen Stauräume und das Assistenzsystem liefert die entsprechenden Informationen über SCADA-Bildschirme, Smartphones und über ein Web- Portal an die Betreiber. Diese haben ebenfalls jederzeit die Möglichkeit, die Kontrolle über die Steuerung wieder zu übernehmen und die einzelnen Assets manuell zu steuern.

Eines der erfolgreichsten Maßnahmen ist unser intelligentes Kanalnetzprogramm, welches die Mischwasserüberläufe in den Saint Joseph Fluss stark reduziert. Wir haben ein 700 Mio USD Infrastrukturprogramm genommen und werden dasselbe Resultat mit nur 200 Mio USD erzielen - einfach durch die optimierte Nutzung der bestehenden Infrastruktur.

Eric Horvath, Direktor Stadtwerke, Stadt South Bend

Seit 2012 haben die nun 152 Messstellen und die 13 automatischen Schieber bzw. Ventile jegliche Trockenwetterüberläufe beseitigt und den Mischwasserüberlauf in den Saint Joseph Fluss um mehr als 70 Prozent reduziert.

Eric Horvath, Direktor der Stadtwerke von South Bend, ist von den Vorteilen des Echtzeit-Assistenzsystem überzeugt.

“Durch die Zusammenarbeit mit EmNet konnten wir unseren Mischwasserabschlag um mehr als 70 Prozent reduzieren und dadurch Hunderte von Millionen Dollar an Kosten für
neue Kanalinfrastruktur vermeiden. Wir begannen mit einer Zustandsanalyse des Netzes durch ein verteiltes Sensornetzwerk, welches im Zusammenspiel mit Schiebern und Ventilen den Abwasserfluss dynamisch optimiert und die Leistung, Auslastung sowie die Zuverlässigkeit unseres Systems drastisch verbessert hat.“

Resultat

Seit der Implementierung von BLU-XTM erzielt die Stadt jährlich ca. 1,5 Mio EUR an Einsparungen bei Betrieb und Wartung des Kanalnetzes.

Insgesamt ermöglichte dieses Programm der Stadt South Bend Ausgaben in einer Höhe von ca. 450 Mio EUR für Infrastrukturprojekte einzusparen und gleichzeitig die Systemleistung und Kapazitätsauslastung deutlich zu verbessern. Hierdurch wurden die angestrebten Umweltvorteile 10 - 15 Jahre früher erreicht als geplant.

Die Stadt hat das Volumen der Mischwasserüberläufe in den Fluss um > 70 Prozent reduziert - was jährlich mehr als 4 Mio m3 sind - und dadurch ebenfalls die E.coli Konzentration im Fluss mehr als halbiert. Ein Beweis dafür ist, dass sich seit einiger Zeit wieder Lachse und Regebogenforellen im Saint Joseph Fluss befinden.

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