Unverwüstliche Pumpen für sauberes Wasser

Von Tünde Kirstein

Sulzer-Pumpen werden in vielen Städten auf der Welt für die Produktion von Trinkwasser eingesetzt. Welche besonderen Qualitäten diese Pumpen haben, zeigt sich bei der Wasserversorgung Zürich. Hier haben die Betreiber mit hohen Grundstücks- und Energiepreisen sowie einer herausfordernden Topografie zu kämpfen.

Ein kleiner Wasserfloh spielt in Zürich eine grosse Rolle. Er schwimmt mit einigen Artgenossen in einem Behälter mit Trinkwasser umher. Seine Schwimmbewegungen werden computergestützt aufgezeichnet und verraten, wie die Qualität des Wassers ist. Und die ist in Zürich ausgezeichnet – wie auch unzählige Laboranalysen beweisen. «Wir sind stolz, dass wir schon seit Jahren ohne Chlorzugabe auskommen», betont Walter Aeschbach. Er leitet den Bereich Unterhalt der Wasserversorgung Zürich. Der grösste Teil seiner Arbeit besteht in der Wartung und Instandhaltung der Pumpen, denn sie sind entscheidend für eine funktionierende Wasserversorgung. Die meisten der installierten Pumpen – insgesamt 50 Stück – sind von Sulzer. Walter Aeschbach und sein Team schwören auf «ihre» Sulzer-Pumpen. «Wir hatten noch nie einen Ausfall einer Pumpe», berichtet Werkstattleiter Ruedi Stöckli und streicht liebevoll über eine Sulzer-Pumpe, die sein Team in der Werkstatt gerade überholt. Das gute Stück ist Baujahr 1958 und hat erstaunlich wenige Abnutzungserscheinungen. Die Pumpen kommen alle 10 bis 15 Jahre zur Revision in die Werkstatt, wo mit viel Sorgfalt und grossem Know-how Korrosionsschutz, Dichtungen und Gleitlager erneuert werden. «Wenn wir mit einer Pumpe fertig sind, läuft sie fast besser als neu», sagt Ruedi Stöckli stolz, und das liegt nicht nur an seinen «Zauberhänden», wie er sagt, sondern auch an der unschlagbaren Qualität der Sulzer-Pumpen.

Die Krux mit den Bergen

Zürich hat das Glück, mit dem Zürichsee ein beinahe unerschöpfliches Wasserreservoir direkt vor der Haustür zu haben. Hinzu kommen noch Quellen in der näheren Region sowie Grundwasser. Aber mehr als 800 000 Menschen täglich mit frischem Wasser zu versorgen, ist trotzdem eine technische Herausforderung. Von den über 50 Millionen Kubikmetern Trinkwasser, die pro Jahr produziert werden, stammen mehr als zwei Drittel aus dem See. Die Qualität des Seewassers hat sich in den letzten Jahrzehnten mit zunehmendem Gewässerschutz stark verbessert, aber im Gegensatz zum Quellwasser und zum Grundwasser ist trotzdem eine aufwendige Aufbereitung notwendig. Pumpwerke mit insgesamt 10 Pumpen fördern das Seewasser aus 30 Meter Tiefe hoch zu den Aufbereitungswerken. Je nach Bedarf können Pumpen zu- oder abgeschaltet werden. Es wird eine mehrstufige, klassische Wasseraufbereitung durchgeführt, bestehend aus:

Pumpen heben das Wasser jeweils an, damit es durch die Filterbecken sickern kann. Das gereinigte Wasser wird über weitere Pumpwerke in verschiedene Reservoirs und von dort in die Haushalte gefördert – und das ist aufgrund der hügeligen Topografie von Zürich nicht ganz trivial. Das Versorgungsgebiet erstreckt sich nämlich auf einer Höhe von 400 bis 870 Meter über Meer. Um überall ausreichend Druck in den Leitungen zu haben, ist das Stadtgebiet in vier Druckzonen unterteilt. Jede Zone wird von einem darüberliegenden Reservoir versorgt. Das bedeutet, dass die Pumpen sehr unterschiedliche Anforderungen erfüllen müssen, je nachdem in welches Reservoir sie fördern. In Zusammenarbeit mit Sulzer wurden die Pumpen exakt für die jeweilige Situation ausgelegt, damit sie mit einem optimalen Wirkungsgrad laufen und keine Frequenzumformer brauchen. Die Förderhöhen reichen von 50 bis über 400 Meter und die Kapazität von 12 bis 2500 Kubikmeter pro Stunde. Eine Stadt ohne Berge wäre einfacher zu versorgen, denn man braucht viel Energie, um das Wasser zu heben. An einigen Stellen muss das Wasser sogar über Hügel hinwegtransportiert werden. Dort sind rückwärtslaufende Pumpen im Einsatz, um beim abwärtsfliessenden Wasser zumindest einen Teil der Energie wieder zu gewinnen. Die Schweizer lieben ihre Berge, «aber für die Wasserversorgung wäre eine flache Stadt vernünftiger», schmunzelt Walter Aeschbach. Einen Vorteil haben die Berge aber doch: Durch die Reservoirs gibt es weniger Druckschwankungen im Verteilnetz und das Risiko von Rohrbrüchen ist geringer.

Faszinierende Pumpen

Pumpen hautnah erleben kann man im Wasserwerk Hardhof. Dort befinden sich vier grosse Brunnen mit jeweils drei Unterwasserpumpen, die Grundwasser fördern. Vorteil des Grundwassers ist, dass es bereits durch die Sand- und Kiesschichten im Boden gefiltert wird und keine Reinigung mehr notwendig ist. Das gilt allerdings nur für den Grundwasserstrom aus Richtung des Flusses, der Limmat. Ein weiterer unterirdischer Strom fliesst von der Innenstadt in Richtung Grundwasserwerk. Um dieses unreinere Wasser von den Fassungsstellen fernzuhalten, wird das Grundwasserfeld mit einer raffinierten Methode angereichert: Wasser aus der Limmat wird zu 12 Schluckbrunnen an den Rand des Grundwasserfeldes geführt, wo es dann in den Boden versickert. So kann die maximale Fördermenge von 150 000 Kubikmetern pro Tag ohne Absenkung des Grundwasserspiegels aufrechterhalten werden. Nach dem Blick in den 25 Meter tiefen Brunnenschacht können Besucher auch das Pumpwerk bestaunen, das das Wasser weiter in die Reservoirs fördert. In einer grossen Halle stehen neun imposante Sulzer-Pumpen in Reih und Glied. «Als ich in meinem Bewerbungsgespräch diese Halle das erste Mal sah, war die Bewunderung in mein Gesicht geschrieben», erzählt Walter Aeschbach. Das habe seinen Chef davon überzeugt, dass er die nötige Leidenschaft für Pumpentechnologie mitbringt.

Zu gut zum Ersetzen

Obwohl die meisten der in Zürich installierten Sulzer-Pumpen bereits über 40 Jahre alt sind, ist ihr Wirkungsgrad immer noch beeindruckend. Gerade hat das Team von Walter Aeschbach einige Pumpen untersucht, deren Antriebsmotoren ersetzt werden müssen. Dabei hat sich herausgestellt, dass es sich nicht lohnen würde, die Pumpen mit den Motoren zusammen zu ersetzen. Sie sind einfach noch zu gut. «Diese Pumpen haben das Ende ihrer Lebensdauer noch lange nicht erreicht», ist Walter Aeschbach überzeugt. In der untersten Druckzone gibt es ein Werk, wo sich aber die Förderbedingungen im Laufe der Zeit verändert habenund die Pumpen nicht mehr im optimalen Wirkungsgradbereich laufen. Diese Pumpen versorgen direkt städtische Leitungen, und dort sind im Gegensatz zu den Reservoirs die Bedingungen nicht konstant – zum Beispiel wenn das Leitungsnetz erweitert wird. In solchen Fällen können die Retrofits, die Sulzer anbietet, eine gute Lösung sein. Sie ermöglichen es, bestehende Pumpen an neue Anforderungen anzupassen und ihre Effizienz zu verbessern. «Neben der Zuverlässigkeit ist für uns die Energieeffizienz das wichtigste Kriterium bei einer Pumpe», bestätigt Walter Aeschbach. Angesichts steigender Energiepreise ist jede kWh, die man sparen kann, entscheidend. Zu den steigenden Strompreisen kommen auch noch neue Entwicklungen im Bereich Aufbereitungsverfahren, die mehr Energie verschlingen. Zunehmend ersetzen moderne Membranfilter die konventionellen Sandfilter. Sie entfernen selbst kleinste Partikel wie Viren und Bakterien und brauchen weitaus weniger Platz. Das ist in Zürich bei den horrenden Grundstückspreisen ein schlagendes Argument, darum wird das Verfahren auch hier getestet. Allerdings stellen die Membranfilter hohe Anforderungen an die Pumpen, denn das Wasser muss mit hohem Druck hindurchgepresst werden. Sulzer ist seit Langem spezialisiert auf leistungsfähige Hochdruckpumpen. Die Pumpenmodelle von Sulzer können hohe Drücke besonders energieeffizient erzeugen und erhöhen dadurch die Wirtschaftlichkeit von Membranfilterverfahren.
Die Zukunft wird weitere Änderungen und Herausforderungen in der Trinkwasserversorgung bringen. Mit unverwüstlichen Pumpen und neuen Technologien hilft Sulzer den Kunden weltweit, die Aufgaben zu bewältigen und Trinkwasser zu produzieren. Auch in Zürich werden die Sulzer-Pumpen weiterhin unermüdlich dafür sorgen, dass sauberes Wasser aus den Hähnen sprudelt. Das freut nicht nur den kleinen Wasserfloh, sondern auch die anderen Bewohner von Zürich.

Publikation:

Unverwüstliche Pumpen für sauberes Wasser, Sulzer Technical Review 2/2015
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