Messtechnik in der Wasserwirtschaft : Messtechnik von Krohne: Effizienz-Booster für die Wasserwirtschaft

Die Wasserwirtschaft gilt traditionell als konservativer Sektor. Investitionszyklen sind lang, regulatorische Anforderungen hoch, technologische Umbrüche verlaufen langsamer als etwa in der Prozessindustrie oder im Energiesektor. Doch genau dieses Bild beginnt sich zu verändern. Digitalisierung, steigender Kostendruck, neue regulatorische Vorgaben und ein wachsender Fokus auf Ressourceneffizienz verändern die Anforderungen an Betreiber von Wasser- und Abwasseranlagen grundlegend.
„Wir sehen ganz klar, dass sich Betreiber zunehmend zu Effizienzmanagern entwickeln“, sagt Michael Rumpf, Global Industry Division Manager Water & Wastewater bei KROHNE. 

Gemeint ist damit ein Rollenwandel: Weg vom rein reaktiven Anlagenbetrieb, hin zu datengetriebener Prozessoptimierung, vorausschauender Wartung und dokumentierter Nachvollziehbarkeit gegenüber Behörden.
Eine Schlüsselrolle spielt dabei die Messtechnik – insbesondere magnetisch-induktive Durchflussmessgeräte (MID), die in der Wasserwirtschaft seit Jahrzehnten als Standard gelten. KROHNE, einer der Pioniere dieser Technologie, positioniert seine Gerätegeneration zunehmend als integralen Bestandteil digitaler, effizienter und nachhaltiger Wassersysteme. 

Lange Zeit galt die Wasserbranche als Nachzügler bei digitalen Technologien. Nach Einschätzung von Christoph Parkfrieder, Geschäftsführer KROHNE Österreich, ändert sich das spürbar. Die Gründe sind vielfältig: Der Generationenwechsel bei technischen Leitern und Betriebsverantwortlichen, steigende Anforderungen an Dokumentation und Nachweisführung sowie der zunehmende Mangel an qualifiziertem Personal.
„Die neuen Verantwortlichen wollen keine analogen Lösungen mehr. Es geht um Echtzeitdaten, Fernübertragung, IoT-Fähigkeit und darum, Prozesse besser zu verstehen“, ergänzt Michael Rumpf. Ziel ist es, Kosten zu senken, Energie effizienter einzusetzen und gleichzeitig die Betriebssicherheit zu erhöhen.
Magnetisch-induktive Durchflussmessgeräte bilden dabei eine zentrale Datenquelle. Sie liefern nicht nur Durchflusswerte, sondern – je nach Ausführung – zusätzliche Prozessinformationen, die für Analyse, Überwachung und Entscheidungsfindung genutzt werden können.

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Ein wesentliches technisches Merkmal moderner MID-Geräte von KROHNE ist die Möglichkeit der sogenannten 0D/0D-Installation. Während klassische MID-Installationen lange gerade Ein- und Auslaufstrecken erfordern, kommen bestimmte KROHNE-Geräte ohne diese Vorgaben aus. Der Hintergrund liegt in einer strömungsprofiloptimierten Geometrie des Messrohres. Durch eine gezielte Einschnürung und einen rechteckigen Querschnitt wird das Strömungsprofil physikalisch konditioniert, auch wenn das Gerät direkt hinter Pumpen, Rohrbögen oder T-Stücken installiert ist. Für Betreiber bedeutet das vor allem eines: geringerer Platzbedarf und reduzierte Bau- und Installationskosten. Rohrleitungsumbauten lassen sich minimieren, Schächte können kleiner dimensioniert oder ganz vermieden werden. "Gerade bei Sanierungen bestehender Netze ist dies ein entscheidender Vorteil", sagt Michael Rumpf.

Hohe Messgenauigkeit bei niedrigen Durchflüssen 

Ein zentrales Thema in der Wasserverteilung ist die Detektion von Leckagen. Diese werden häufig über Nachtdurchflüsse identifiziert, also über sehr geringe Durchflussmengen. Genau in diesem Bereich stoßen viele Messgeräte an ihre Grenzen. Rumpf verweist darauf, dass bei der Bewertung von Messgenauigkeiten nicht nur der prozentuale Fehler vom Messwert relevant ist, sondern insbesondere der additive Geschwindigkeitsfehler in Millimeter pro Sekunde. Dieser Anteil gewinnt bei niedrigen Fließgeschwindigkeiten stark an Bedeutung. Geräte mit geringem additivem Fehler ermöglichen eine deutlich präzisere Messung im unteren Messbereich. Das ist entscheidend für die zuverlässige Erkennung kleinster Leckagen und damit für die Reduktion von Wasserverlusten in Verteilnetzen.

Zusätzliche Leitfähigkeitsmessung ohne Mehraufwand

Ein weiteres Feature moderner MID-Geräte ist die integrierte Leitfähigkeitsmessung. Diese ist bei KROHNE-Geräten standardmäßig verfügbar und verursacht keinen zusätzlichen Hardwareaufwand. Die Leitfähigkeit dient als Summenparameter zur Beurteilung der Mediumsbeschaffenheit. In Wasserwerken kann sie Hinweise auf Veränderungen der Rohwasserqualität liefern, etwa bei Oberflächenwasser nach Starkregenereignissen oder bei unerwarteten Einträgen. Auch in der Abwasserwirtschaft eröffnet die Leitfähigkeitsmessung neue Möglichkeiten. So lassen sich beispielsweise stark belastete Schwallstöße bei Misch- oder Regenwasserkanälen identifizieren, bevor sie in Gewässer eingeleitet werden. Betreiber können dadurch gezielter reagieren, Rückhaltebecken aktivieren und ihre Ableitungen dokumentieren. Die absolute Genauigkeit ersetzt keine analytische Leitfähigkeitsmessung, doch für Trend- und Grenzwertüberwachung ist sie laut Christoph Parkfrieder ausreichend und praxisgerecht.

Virtuelle Referenz statt Erdungsringe

Magnetisch-induktive Messverfahren erfordern einen sauberen Potenzialausgleich, um Störspannungen auszuschließen. Klassisch erfolgt dies über Erdungsringe oder leitfähige Rohrleitungen. Bei großen Nennweiten oder kunststoffausgekleideten Rohren ist dies jedoch aufwendig und kostenintensiv. KROHNE setzt hier auf eine elektronische Lösung, die sogenannte virtuelle Referenz. Dabei erfasst der Messumformer das Mediumspotenzial direkt und nutzt es als Referenzpotential für die Messung. Zusätzliche Erdungsringe entfallen. Der Vorteil liegt nicht nur in geringeren Material- und Installationskosten, sondern auch in höherer Flexibilität. Die Funktion ist unabhängig von Nennweite und Medium und kann auch nachträglich nachgerüstet werden.

Ein weiterer Kostentreiber in der Wasserwirtschaft ist der klassische Schachtbau für Messstellen. Erdarbeiten, Betonbauwerke und Wartungszugänge verursachen hohe Investitionskosten. Für viele Anwendungen bietet KROHNE MID-Geräte mit spezieller Erdeinbaulackierung an, die vollständig im Erdreich installiert werden können. Lediglich eine kleine Anschlussbox oder ein kompakter Zugangsschacht für Elektronik und Kommunikation ist erforderlich. Laut Michael Rumpf lassen sich dadurch – je nach Nennweite – Investitionskosten im Vergleich zur Schachtlösung um ein Vielfaches reduzieren. Besonders bei großen Rohrdurchmessern ist der wirtschaftliche Effekt erheblich.

Ein zentrales Argument im Kontext Nachhaltigkeit ist die lange Lebensdauer von MID-Sensoren. Während Sensoren oft Jahrzehnte im Einsatz bleiben können, ist die Elektronik der Teil, der im Laufe der Zeit häufiger zu ersetzen ist. KROHNE setzt auf standardisierte Schnittstellen zwischen Sensor und Messumformer. Mit dem aktuellen IFC-300-Messumformer ist es möglich, nicht nur eigene Sensoren, sondern auch Sensoren von Wettbewerbern weiter zu betreiben. Für Betreiber bedeutet das: Bestehende Installationen müssen nicht komplett erneuert werden. Der Austausch beschränkt sich auf die Elektronik, was Materialverbrauch, Investitionskosten und Stillstandszeiten reduziert.

Großprojekte als Referenz: Die Emscher-Renaturierung

Ein Beispiel für den großflächigen Einsatz magnetisch-induktiver Durchflussmessung ist die Renaturierung der Emscher im Ruhrgebiet. Über Jahrzehnte diente der Fluss als offener Abwasserkanal, bedingt durch den intensiven Bergbau. Mit Investitionen von rund 5,5 Milliarden Euro wurde ein unterirdisches Abwassersystem aufgebaut. KROHNE lieferte für dieses Projekt mehrere hundert MID-Geräte, darunter zahlreiche Großnennweiten. Entscheidend waren laut Rumpf die hohe Messgenauigkeit, die Zuverlässigkeit sowie die Möglichkeit der virtuellen Referenz. Das Projekt gilt innerhalb des Unternehmens als eine der wichtigsten Referenzen im europäischen Wasser- und Abwassersektor.

Während in einigen Weltregionen – etwa im Nahen Osten – der Großteil des Geschäfts aus Neubauprojekten stammt, ist der Markt in Österreich klar vom Bestand geprägt. Die Infrastruktur ist vorhanden, vielerorts jedoch in die Jahre gekommen. Christoph Parkfrieder, Geschäfstführer von KROHNE Österreich, sieht genau darin das Potenzial: „Es geht darum, bestehende Anlagen wirtschaftlich zu modernisieren und möglichst lange nutzbar zu halten.“ Besonders gefragt sind Lösungen, die Investitionskosten reduzieren und gleichzeitig Betriebskosten senken. Die Möglichkeit, Sensoren weiter zu nutzen und nur die Elektronik zu erneuern, spielt dabei eine zentrale Rolle.

KROHNE tritt in Österreich mit einem hochspezialisierten Team auf. Neun Mitarbeiter verantworten Vertrieb und Service, unterstützt durch enge Kooperationen mit deutschen Kollegen. Parkfrieder betont die Bedeutung persönlicher Beziehungen: „Ein Produkt allein reicht heute nicht mehr. Betreiber erwarten, dass wir ihre Prozesse verstehen und Verantwortung mittragen.“ Diese lokale Präsenz unterscheidet das Unternehmen nach eigener Einschätzung von globalen Wettbewerbern, die stärker zentralisiert agieren. Gerade bei öffentlichen Betreibern wird dieser Ansatz als Vorteil wahrgenommen.

Dieser Artikel entstand in Kooperation mit KROHNE ÖSTERREICH.