DE3146177A1

DE3146177A1 - Steuerung und regelung eines anaeroben filters

Info

Publication number: DE3146177A1
Application number: DE19813146177
Authority: DE
Inventors: Shinya Corpus Christi Tex. Ochiai
Original assignee: Celanese Corp
Current assignee: Celanese Corp
Priority date: 1980-11-24
Filing date: 1981-11-21
Publication date: 1982-06-24
Also published as: JPS57117396A; NL8105288A; BE891221A; FR2522422A1; FR2512803A1; CA1167137A; US4349435A; IT1140290B; GB2087863A; IT8125233A0; GB2087863B

Description

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Steuerung und Regelung eines anaeroben I'll tors

Die vorliegende Erfindung betrifft zum einen die Steuerung und Regelung eines anaeroben, methanerzeugenden Reaktors, der ein zurückgehaltenes rückgemischtes Bett aus methanbildenden Bakterien enthält, durch das ein wäßrig-organisches , Abwasser von unten nach oben hindurchgeleitet wird, und insbesondere die Regelung eines anaeroben Kreislauffilters.

Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin eine Verbesserung von Systemen zur Verfahrenssteuerung und -regelung im allgemeinen.

. Die vorliegende Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Abbildungen näher erläutert.

Fig. 1 ist eine graphische Darstellung, die den Volumen-Zufluß von Abwasserströmen während eines Zeitraums von ■ etwa 8 Wochen in den "Ausgleichsbehälter" einer chemischen Anlage zeigt.

Fig. 2 ist eine graphische Darstellung, die die mittlere Konzentration (angegeben als CSB in g/l) des während des gleichen Zeitraums von 8 Wochen dem Behälter zugeführten Materials zeigt,-

Fig. 3 ist eine graphische Darstellung, die die Gesamtmenge organischer Stoffe (angegeben als CSB in lbs/h) zeigt, die dem Behälter während des gleichen Zeitraums von 8 Wochen zugeführt wurden.

Fig. 4 ist ein schematisch.es Diagramm eines taktgesteuerten 25. digitalen Integrators.

Fig. 5 ist ein schematisches Fließdiagramm eines einen Ausgleichsbehälter und ein anaerobes Filter enthaltenden Systems.

Fig. 6 ist ein schematasehes Diagramm der Elemente eines Steuer- und Regelsystems für das in Fig. 5 dargestellte Verfahren.

Fig. 7 bis 12 sind schematische Schaltbilder verschiedener Einheiten dieses Steuer- und Regelsystems.,Fig. 7 zeigt einen Füllhöhen-Schätzwertrechner. Fig. 8 zeigt einen Schätzwertrechner für den SB im abfließenden Abwasser. Fig. 9 zeigt eine Glättungseinrichtung für das SB-Signal im eingespeisten Abwasser. Fig. 10 zeigt eine Regelungs-Einrichtung: Fig. 11 zeigt eine Füllhöhen-Regelungseinrichtung. Fig. 12 zeigt eine Glättungseinrichtung für das Methan-Durchsatz-Signal und eine Warnanlage für niedrige Nutzleistung. Die Symbole für die Schaltungs-Elemente sind für sämtliche Schaltbilder die gleichen und werden auf den " Zeichnungen (insbesondere den Fig. 10 und 11) und in dieser Beschreibung bezeichnet. Wie aus Fig. 11 hervorgeht, wird das gleiche Symbol für einen Verstärker und für ein Dämpfungsglied benutzt.

Ein Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung betrifft·die " Steuerung des Betriebs eines anaeroben Filters, das einen wäßrig-organischen Abwasserstrom aus einer Verarbeitungsanlage (etwa einer petrochemischen Anlage, einer Nahrungsmittelverarbeitungsanlage oder einer Holzschliff- und Papierfabrik) aufnimmt. Dieser Abwasserstrom kann sich aus 2Γ> verschiedenartigen kleineren Strömen, mit wechselnden Konzentrationen und Durchsatzmengen, aus verschiedenen Teilen der Fabrik zusammensetzen; diese Teilströme werden einem Ausgleichsbehälter zugeführt. Die Volumen-Zuflußrate und die Konzentration des Gesamt-Zuflusses in den Behälter können beträchtlichen Fluktuationen unterworfen sein, wie aus den Fig. 1, 2 und 3 zu ersehen ist, die die Unterschiede der jeweils insgesamt in 8 Stunden zufließenden Teilmengen während eines GesamtZeitraums von etwa 8 Wochen für eine petrochemische Anlage zeigen.

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In Fig. 5 bezeichnet ."AnF" ein anaerobes Filter, dem ein organischer Abwasserstrom mit gesteuerter Geschwindigkeit durch eine Speisepumpe P von einem Vorratsbehälter (Ausgleichsbehälter) 11 zugepumpt wird. Das in AnF erzeugte · Gas wird.über Kopf entfernt. Ein' Teil der aus AnF abfließenden Flüssigkeit wird als Abwasser entfernt, und der Rest der abfließenden Flüssigkeit wird durch eine Umlaufpumpe RP in den unteren Teil von AnF im Kreislauf zurückgeführt, z.B. durch Einspeisen im Gemisch mit frisch zuge-' führtem Abwasser. Der Betrieb des anaeroben Filters wird beispielsweise in der DE-OS 30 43 160 und in der GB-PS 1 567 578-beschrieben, auf die hier verwiesen wird.

Das Steuersystem enthält Sensoren zur Messung verschiedener Parameter und Umsetzer zur Erzeugung von Signalen, die für 15. diese gemessenen. Parameter repräsentativ sind. Diese Signale und die' zugehörigen Parameter sind nachstehend aufgelistet:

Das Signal foD .ist repräsentativ für den gemessenen Wert des Sauerstoffbedarfs ("SB", entsprechend dem Gesamt-Sauerstoffbedarf (GSB) und dem Chemischen Sauerstoffbedarf (CSB)) des Inhalts des Vorratsbehälters; dieser Wert ist im wesentlichen der gleiche wie derjenige der SB-Konzentration in dem vom Tank 11 dem Filter AnF zufließenden frischen Speisewasserstrom. Das Signal LF ist repräsentativ für die Volumenzuflußrate dieser frischen Speiseflüssigkeit. '. Das Signal oOD ist repräsentativ für den Meßwert der SB-Konzentration in der aus AnF abfließenden Flüssigkeit. In der beschriebenen Ausführungsform wird keine getrennte Messung der Abflußrate dieses Abwassers vorgenommen, da sie im wesentlichen die gleiche ist wie die durch das Signal LF repräsentierte Volumenzuflußratc der frischen Spoisoflüssigkeit. Das Signal GF ist repräsentativ für die Volumendurchsatzrate (reduziert auf Standardbedingungen von Temperatur und Druck) des entwickelten Gases, und das Siynal MC ist repräsentativ für die Methan-Konzentration in

- 8 diesem Gas.

Das Signal LL ist repräsentativ für den Meßwert der Flüssigkeitsfüllhöhe (z.B. in % der Gesamt-Füllhöhe) in dem Behälter 11. Das Signal TIF (Tank Input Flow) ist repräsentativ für den Meßwert des Volumenzustroms in den Tank 11.

Die Verarbeitung dieser Signale wird in Fig. 6 umrissen.

Das Speisewasser-SB-Signal fOD wirkt auf eine Glättungsschaltung mit Verzögerung erster Ordnung 12 mit einer Integrationszeät von mehreren Stunden (z.B.· 16 h) , die ein besser geglättes Speisewasser-SB-Signal fOD liefert, das zusammen mit dem Signal LF der Volumenzuflußrate in einen Multiplizierer 13 eingegeben wird, dessen Ausgangssignal · für einen geglätteten Strom des SB nach AnF repräsentativ ist. Die SB-Zuflußrate nach AnF ist der "Belastung" (oder "organischen Belastung", die die SB-Zuflußrate dividiert durch das (konstante) Volumen von AnF ist) proportional. Somit ist das von dem Multiplizierer 13 ausgehende Signal für die Belastung repräsentativ.

Das Gasdurchsatz-Signal GF und das Methan-Konzentrations-Signal MC wurden in einen Multiplizierer 14 eingegeben, dessen Ausgangssignal MF für die Methan-Abflußrate von AnF und damit für die Rate der Entfernung des SB in AnF repräsentativ ist (Die Erzeugung von 1 mol Methan ist der • Entfernung von 64 g SB äquivalent).

Das Methan-Abfluß-Signal MF, das gemessene Abfluß-SB-Signal oOD, das Flüssigkeits-Zufluß-Signal LF und das geglättete Speisewasser-SB-Signal fODs werden sämtlich (direkt oder indirekt) in einen Schätzwert-Rechner (estimator) 16 eingegeben. Dieser Schätzwert-Rechner entwickelt ein internes Signal für einei berechnete¹ Abfluß-SB (basierend auf einem früheren Wert des Abfluß-SB, angepaßt unter Berücksichtigung der Belastung des zugefügten SB minus der Rate der Entfer-

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nung des SB in Form von Methan (wie sie durch MF angezeigt wird)), vergleicht den berechnete Abfluß-SB mit dem Signal oOD (das den Meßwert der Abfluß-SB repräsentiert; dieser Meßwert kann unkorrekt sein, beispielsweise aufgrund eines instrumenteilen Fehlers wie etwa einer Verstopfung der Probenahmeleitung eines on-line betriebenen SB-Analysengeräts) und gelangt zu einem Schätzwert des wahrscheinlichsten Wertes des Abfluß-SB. Dieser Schätzwert, repräsentiert durch das Signal oOD , wird einem Hauptsteuergerät, allgemein als 17 bezeichnet, eingegeben, das wiederum eine Belastung des Zuflusses nach AnF liefert. Damit wird die Zuflußrate gesteigert, wenn oOD„ unterhalb des gewünschten Sollwertes liegt, und die Zuflußrate wird erniedrigt, wenn oberhalb jenes Sollwertes liegt.

Das System bewirkt eine Gegenkontrolle der durch die Sensoren gelieferten Information. Es verläßt sich nicht in vollem Umfang auf den Meßwert des Abfluß-SB, der fehlerhaft sein könnte. Vorzugsweise verläßt es sich nicht ausschließlich auf einen berechneten Wert, der von einer genauen Messung, beispielsweise der Durchflußrate, abhängt. Das bevorzugte System verläßt sich nur auf relativ zuverlässige oder wiederholbare Messungen, etwa Durchflußraten-Signale hoher Wiederholbarkeit und (vgl. die Diskussion des Hochpaßfilters weiter unten) oOD-Werte, die nicht der Integration in bezug.

auf die Zeit unterworfen sind. Das System umfaßt eine Warnanlage (die weiter unten beschrieben wird), die betätigt wird, wenn die Differenz zwischen den berechneten und q«>messenen Werten größer wird als ein vorher festgelegter Betrag. Als Antwort auf die Warnung trennt der Meßwarten-0 Operator manuell das System von dem oOD-Sensor, nimmt eine Probe des abfließenden Abwassers und führt eine unabhängige Messung des Abfluß-SB durch (oder aber er verläßt sich, nach seinem Ermessen, aufgrund seiner Erfahrung mit dem Betrieb eines solchen Systems in einer besonderen Situation, auf eine entsprechende frühere, unabhängig durchgeführte Messung) und setzt das Instrument zurück, um den "wahren"

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Wert für die Äbfluß-SB-Konzentration einzufügen.

In dem Steuergerät 17 wird der Schätzwert des Äbfluß-SB-Signals oOD„ mit einem vorher festgelegten Sollwert-Signal verglichen, und das resultierende Differenz- (oder "Fehler"-) signal wird entsprechend Vorlauf-Nachlauf-Steuerlogik (lead lag control logic) verarbeitet, wodurch ein Signal 201 des Belastungs-Bedarfs erhalten wird, das zu einem Teiler 18 geschickt wird, wo es durch das geglättete Speisewasser-Signal fOD„ geteilt und dabei ein Flüssigkeitsstrom-Bedarfs-r Signal 20 3 erhalten wird; letzteres wird in einen Durchflußregler 19 eingegeben, der wiederum auf den Drehzahlregler der Pumpe P oder eine andere geeignete Durchflußregelvorrichtung einwirkt, die den Flüssigkeitsstrom in der . ^: Speiseleitung beeinflußt.

Die Größe des Vorratsbehälters 11 ist vorteilhafterweise so gering w^e möglich, und zwar aus wirtschaftlichen Gründen. Beispielsweise kann sein Fassungsvermögen gleich einem durchschnittlichen Tagesdurchsatz sein (d.h. TtF χ 24 h). Um die Gefahr auszuschalten oder zu begrenzen, daß von dem Behälter Teile oder gar die Gesamtmenge des Abwasserzustroms aus der Fabrik abgeleitet werden müssen, wird Vorsorge getroffen, daß die Flüssigkeitsdurchsatzrate vom Tank her in Abhängigkeit von der .Füllhöhe in demselben gesteuert wird. Zu diesem Zweck wird das Sollwert-Signal 202, das in das Steuergerät 17 eingegeben wird, teilweise vom Flüssigkeitsstand in dem Vorratsbehälter 11 abhängig gemacht. Das heißt, daß der Sollwert erhöht wird, wenn die Füllhöhe ein vorher festgelegtes Totband übersteigt, was sich in Form einer Erhöhung der Zuflußgeschwindigkeit 'zu dem anaeroben Filter auswirkt. Wenn umgekehrt der Flüssigkeitsspiegel unter das Totband abfällt, wird der Sollwert gesenkt; auf diese Weise wird die Zuflußgeschwindigkeit zu dem anaeroben Filter erniedrigt, wenn, wegen der relativ geringen Materialmenge in dem Behälter, das Material nicht ■ mehr genügend wirksam ist, um einen etwa plötzlich anfallen-

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den. Schwall hochkonzentrierter toxischer Materialien, der in den Behälter einströmen kann, entsprechend zu verdünnen.

Die Flüssigkeits-Standhöhe beeinflußt den Sollwert in folgender Weise: Das Signal TIF (repräsentativ für die gemessene Zuflußrate in den Tank) und das Signal LF (repräsentativ für den Flüssigkeits-Abfluß aus dem Tank zu dem Filter) werden in einen Addierer 21 eingegeben, dessen Ausgangssignal 204 die Differenz zwischen TIF und LF ist; dieses Flüssigkeitsstrom-Differonzsignal wird gemeinsam mit dem Signal LL (repräsentativ für die gemessene Flüssigkeitsfüllhöhe in dem Behälter) in einen Schätzwert-Rechner 22 eingegeben, der ein Signal LL für einen Schätzwert der Flüssigkei'tsfüllhöhe erzeugt. Das Signal LL„ wird anschließend zu einer Totband-Schaltung 2 3 weitergeleitet, damit ein Signal +_ LL„ erzeugt wird, das denjenigen Betrag reprä-• sentiert, um·den das Schätzwert-Signal für die Flüssigkeits-Standhöhe oberhalb oder unterhalb eines vorher festgelegten Totbandes liegt. Dieses Signal + LL wirkt auf ein Flüssigkeitsstandhöhen-Steuergerät 24, wo es entsprechend einer Vorlauf-Nachlauf-Steuerlogik verarbeitet wird und dadurch das Sollwert-Signal 202 liefert, das in das Hauptsteuergerät 17 eingegeben wird.

In der erläuterten Ausführungsform wird weiterhin ein alternatives Steuersystem verfügbar gemacht, das das vorstehend beschriebene Steuersystem (über einen handbetätigten Schalter 25) ersetzen und besonders während der Perioden mit Vorteil eingesetzt werden kann, während derer AnF angefahren oder auf eine.vorgesehene hohe Kapazität gebracht wird. Dieses alternative System ist von der in der DE-OS 30 43 160

30' beschriebenen Art und basiert auf einer Regulierung des Stroms der SB-Einsatzrate, um einen vorherbestimmten Wirkungsgrad der SB-Entfernung einzuhalten. Da dieser Wirkungsgrad gleich dem Quotienten SB-Entfernungsrate dividiert durch die SB-Einsatzrate ist und die SB-Entfernungsrate der Methan-Bildungsrate proportional ist, kann man die gewünsch-

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te SB-Einsatzrate durch Dividieren eines für die Methan-Durchsatzrate repräsentativen Signals durch ein den vorher festgesetzten Wirkungsgrad repräsentierendes Signal ESP bestimmen.

Der Sollwert für den Wirkungsgrad wird so variiert, daß er die Flüssigkeitsstandhöhe in dem Behälter widerspiegelt; wenn die Standhöhe oberhalb des vorher festgelegten Totbandes liegt, wird der Wirkungsgrad auf ein niedrigeres Niveau eingestellt (d.h. die relative SB-Einsatzrate ist dann höher), und umgekehrt. Zu diesem Zweck wird das Sollwert-Signal 202, das von dem Standhöhen-Steuergerät 24 erzeugt wird, nach geeigneter Umformung in einem Umformer 26, als Wirkungsgrad-Sollwert-Signal ESP verwendet. Das Methan-Abfluß-Signal MF wird zu einer Glättungseinrichtung 27 geleitet und danach ein geglättetes Methan-Abfluß-Signal MF erhalten. Letzteres wird in. dem Teiler 28 durch das

Wirkungsgrad-Sollwert-Signal ESP dividiert, wodurch ein Belastungsbedarfs-Signal 205 erhalten wird, das in den Teiler 18 eingegeben wird, wenn dieses alternative System in Betrieb ist.

Auf diese Weise wird die Zuflußrate zu dem anaeroben Filter erhöht, wenn der Wirkungsgrad oberhalb des vorher festgesetzten Wirkungsgrad-Sollwerts liegt, und umgekehrt.

Unter Bezug auf das schematische Schaltbild des Standhöhen-Schätzwortrechners (Fig. 7) repräsentiert das Flüssigkeitsstrom-Differenzsignal 204 (aus dem Addierer 21) die pro-" zentuale Volumenänderung des Behälterinhalts in der Zeiteinheit. Wiewohl das Signal 204 in Form eines Zahlenwertes . einer Durchflußrate (z.B. in gal/min oder m³/min) erzeugt werden kann, ergibt die Division dieser Durchflußrate durch eine Konstante (d.h. das Volumen des Behälters 11) ein Signal 204a für den Zahlenwert der prozentualen Volumenänderung des Behälterinhalts pro Minute; in der erläuterten

Ausführungsform wird eine solche Division durch eine Konstante mit Hilfe des Dämpfungsgliedes 29 bewerkstelligt. Das Signal 204a wird in dem Addierer 31 (wie weiter unten beschrieben) modifiziert, wodurch ein Signal 204b erhalten wird_r das in einen Integrierer 32 eingegeben wird, der durch ein Signal 2 06 für das dann zutreffende Füllhöhen-Niveau (in % der Gesamtfüllhöhe) des Behälters voreingestellt wurde. Somit ist das AusgangssignaL des Intecjr j orer;; 32 ein Signal LL„, das einen Augenblicks-Schätzwert der .

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Behälter-Füllhöhe repräsentiert. Dieses Signal LL wird in einem Addierer 33 von dem Signal LL subtrahiert, und das resultierende Signal 208 für die Differenz zwischen LL und LL wird über ein Dämpfungsglied 34 zu dem Addierer zurückgeführt, um das Signal 204a zu modifizieren; diese Rückkopplung verhindert, daß sich kleine Fehler bei den Durchflußmessungen aufschaukeln und den Ausgang des Integrierers 32 beeinflussen.

Die erläuterte Ausführungsform umfaßt Einrichtungen zur Betätigung einer Warnanlage, wenn eine ungerechtfertigte und länger anhaltende Differenz zwischen den Signalen für den berechneten Schätzwert und den gemessenen Wert der Flüssigkeits-Standhöhe auftritt. Zu diesem Zweck wird das Signal 208 einer Filterschaltung mit Verzögerung erster Ordnung, allgemein mit der Bezugszahl 36 bezeichnet, zugeleitet, die als Filter gegen etwaige "Spikes" von kurzer Dauer in dem Signal 208 dient und ein geglättetes Signal ! 208s liefert; diese Schaltung 36 ist von konventioneller Art und umfaßt einen Addierer 37, ein Dämpfungsglied 38 und einen Integrierer 39 mit Rückkopplung zu dem Addierer

30· 37. Die Warnanlage 41 wird so voreingestellt, daß sie betätigt wird, wenn die Größe des Signals 208s (ob positiv oder negativ) einen vorbestimmten Wert überschreitet. Um die WarnanLaqa 41 manuell, auszuschalten, gibt es nine Schaltung 42 (einschließlich eines Kurzzeit-Kontaktschalteru ("m.c") 43 und eines Verstärkers 44), durch die der InLe-

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grierer 39 entladen werden kann. Um die durch das Alarmsignal der Warnanlage 41 angezeigte Störung zu beheben, sind Einrichtungen vorhanden, mit denen der Meßwarten-Operator den wahren Wert für den Füllstand in dem Behälter in das System eingeben kann (z.B. wenn eine Betriebsstörung des Standhöhen-Sensors vorliegt, die durch eine Verstopfung des Standhöhen-Sensors durch Feststoffe verursacht worden kann). Eine solche Einrichtung zur Vornahme von Korrekturen umfaßt einen Schalter 46 zur Trennung des gemessenen Füllhöhen-Signals von dem System und zur Herstellung einer Verbindung für das Signal LL (erzeugt z.B. von einem Digitalwähler 47) und außerdem eine Rücksetz-Schaltung zur Verbindung des Differenzsignals 208 mit dem Integrator 32 über einen Verstärker 48 mit einem relativ hohen Verstärkungsfaktor (im Vergleich zu dem Dämpfungsglied 34 mit sehr niedrigem Verstärkungsfaktor) und über einen m.c.-Schalter 49 (oder, alternativ, über einen Schalter 51, der sich auf dem Steuerpult der Meßwartenaufsicht befinden kann), so daß durch Betätigung des m.c.-Schalters '49 der berechnete Schätzwert sehr rasch gleich dem wahren Wert wird. Ein Schalter 51a dient dazu, das Flüssigkeitsstrom-Differenz signal 204 von der Schaltung des Füllhöhen-Schätzwertrechners zu trennen. Die Schalter 43, 49 und 51a' werden gleichzeitig durch.eine einzige Drucktaste betätigt, so daß Schalter 51a geöffnet wird, wenn die Schalter 43 und 49 geschlossen werden.

Der Totband-Einrichtung 23 ist ein Addierer 33a angeschlossen, in dem das Signal LL von einem Füllhöhen-Sollwert-Signal subtrahiert wird, das von einem manuell einstellbaren Digitalwähler erzeugt wird.

Ein schematisches Schaltbild für den Abfluß-SB-Schätzwertrechner 16 ist in Fig. 8 dargestellt. In dem Addierer 52 (oben links auf Fig. 8) wird die Netto-Ausgangsrate des anaeroben Filters (d.h. die Summe des Signals 210, das für

die Abwasserabfluß7SB-Rate repräsentativ ist, und des Signals MF, das für die Methan-Abflußrate repräsentativ ist) von der Netto-Eingangsrate (d.h. dem Signal 209, das für die Belastung repräsentativ ist) subtrahiert, so daß das resultierende Signal 211 die Rate der Veränderung des SB-Materials in dem anaeroben Filter repräsentiert. Naturgemäß kann es erforderlich sein, daß eines oder mehrere· dieser Signale über geeignete Verstärker oder Dämpfungsglieder geleitet werden müssen (wie in Fig. 8 dargestellt), in denen die Signale mit einer entsprechenden Konstante multipliziert werden, damit sichergestellt ist, da'ß sämtliche Zahlenwerte in den gleichen Einheiten vorliegen (z.B. CSB in g/min). Das Ausgangssignal 211 des Addierers 52 wird durch ein Hochpaßfilter 53 (weiter unten ausführlicher beschrieben) geschickt, und das erhaltene modifizierte Signal 211m wird durch ein Dämpfungsglied geführt, in dem sein Zahlenwert durch eine Konstante, nämlich die Menge der in dem anaeroben Filter enthaltenen Flüssigkeit (einschließlich der angeschlossenen Rohrleitungen), dividiert wird, wodurch ein Signal 211a für den berechneten Schätzwert der Änderung der SB-Konzentration in dem anaeroben Filter erhalten wird. Das Signal 211a wird einer Schaltung 56 zugeleitet, die von gleicher Art wie die in Fig. 7 dargestellte Schätzwertrechner-Schaltung ist, die oben erörtert wurde. Das heißt, es wird in oinon Addierer 'YJ?

eingegeben (unten beschrieben), der ein Signal 212 liefert, das einem Integrator 58 eingegeben wird, der durch ein Signal 213 für die dann vorliegende SB-Konzentration in dem anaeroben Filter voreingestellt wurde, so daß das Ausgangssignal oOD„ des Integrators 58 einen Augenblicks-Schätzwert der SB-Konzentration in dem anaeroben Filter repräsentiert. Das Signal oOD_E wird von dem Signal oOD in einem Addierer 59 subtrahiert, und das resultierende Signal 216, die Differenz zwischen oOD und oOD_E, wird dann durch ein übertragungsglied (d.h. ein Dämpfungsglied) 60 zu dem Addierer 57 zurückgeführt, um das Signal 211a zu modifizieren; diese

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Rückkopplung verhindert, daß sich kleine Meßfehler aufschaukeln und den Ausgang des Integrators 58 beeinflussen. Das Signal 210·, das für die Abwasserabfluß-SB-Rate repräsentativ ist und, wie oben dargelegt, in den Addierer 52 eingegeben wird, wird in einem Multiplizierer 61 erzeugt, der die Signale oOD_E und LF aufnimmt.

Die erläuterte Ausführungsform umfaßt Einrichtungen zur Betätigung einer Warnanlage, wenn eine ungerechtfertigte und länger anhaltende Differenz zwischen den Signalen für den berechneten Schätzwert und den gemessenen Wert der Abfluß-SB-Konzentration auftritt, sowie zur manuellen Korrektur des Systems. Diese ähneln der in Fig. 7 dargestellten und vorstehend beschriebenen Anordnung. Das Signal 216 wird einer Filterschaltung mit Verzögerung erster Ordnung eingegeben, allgemein durch die Bezugszahl 62 bezeichnet, die zum Herausfiltern etwaiger "Spikes" aus Signal 216 dient und ein geglättetes Signal 216s liefert; diese Schaltung 62 ist von konventioneller Art und umfaßt einen Addierer 63, ein Dämpfungsglied 64 und einen Integrierer 66 mit Rückkopplung zu dem Addierer 63. Die Warnanlage 67 wird so voreingestellt, daß sie betätigt wird, wenn die Größe des Signals 216s (ob positiv oder negativ) einen vor-, bestimmten Wort überschreitet. Um die Warnanlage manuell auszuschalten, gibt es eine Schaltung 68 (einschließlich eines m.c.-Schalters 69 und eines Verstärkers 71), durch

die der Integrierer entladen werden kann. Um die durch das Warnsignal angezeigte Störung zu beheben, sind Einrichtungen vorhanden, mit denen der Meßwarten-Operator den wahren Wert der Abfluß-SB-Konzentration in das System eingeben kann (z.B. wenn eine-Betriebsstörung des. Abfluß-SB-Konzentrations-Meßsensors vorliegt). Eine solche Einrichtung zur Vornahme von Korrekturen umfaßt einen Schalter 72 zur Trennung des gemessenen Abfluß-SB-Konzentrations-Signals von dem System und zur Herstellung einer Verbindung mit einem Jf) korrekten Siqnal oOD (erzeugt z.B. von einem Digitalwähler 73) an Stelle des ersteren.und außerdem eine Rücksetz-

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Schaltung zur Verbindpng des Differenzsignals 216 miL dem Integrator 58 durch einen Verstärker. 74 mit einem relativ hohen Verstärkungsfaktor (im Vergleich zu dem sehr niedrigen Verstärkungsfaktor des Dämpfungsgliedes 60) und durch einen m.c.-Schalter 76 (oder, alternativ, über einen Schalter 77, der sich auf dem Steuerpult der Meßwartenaufsicht befinden kann), so daß durch Betätigung des Schalters 76 der berechnete Schätzwert sehr rasch gleich dem wahren Wert wird. Ein Schalter 77a dient dazu-, das Eingangssignal 211 von der Schaltung des Schätzwertrechners zu trennen. Die Schalter 69, 76 und 77a werden gleichzeitig durch eine einzige Drucktaste betätigt, so daß Schalter 77a geöffnet .wird, wenn die Schalter 6 9 und 7 6 geschlossen werden.

Das Hochpaßfilter 53 umfaßt einen Rückkopplungskreis einschließlich eines Dämpfungsgliedes 78 mit sehr niedrigem Verstärkungsfaktor und einem Integrierer 79, der mit dem Eingang eines Addierers 81 verbunden ist, in dem das Ausgangssignal 217 des Integrierers (in der erläuterten Ausführungsform durch eine vorher festgesetzte feste Vor-

.20 spannung modifiziert) von dem Eingangssignal 211 subtrahiert wird. Das Signal 217 ist ein sich ändernder Mittelwert des Ausgangssignals des Addierers, bei dem die Mittelwertbildung über einen langen Zeitraum hinweg erfolgt, so daß das Signal 211m von dem Addierer 81 die Differenz (positiv oder negativ) zwischen dem Signal 211 und jenem sich ändernden Mittelwert repräsentiert. Wenn in den Signalen von den Sensoren keine gleichbleibende Vorspannung(Fehler) vorhanden ist, ist das Signal der sich über lanqa Zeitspannen erstreckenden Mittelwertänderungen 217 Null, und das Signal 211 wird in dem Addierer 81 nicht modifi ziert. Wenn jedoch eine gewisse (unbekannte) gleichbleibende Vorspannung in einem oder mehreren der Sensoren und .damit in dem Signal 211 vorhanden ist, wird der sich ändernde Mittelwert 217 (allmählich) in eine Richtung driften, und die Wirkung dieser Vorspannung wird dann in dem Addierer 81 beseitigt und tritt in dem Signal 211m nicht in Er-

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scheinung. In Abwesenheit des Hochpaßfilters 53 würde eine kleine konstante Vorspannung in bezug auf die Zeit über einen langen Zeitraum hinweg integriert werden und einen signifikanten Fehler des Wertes von oOD_ erzeugen.

In einer bevorzugten Bauweise ist der Integrierer 79 des Hochpaßfilters ein taktgesteuerter digitaler Integrator, wie unten beschrieben wird. Das Vorzeichen des Ausgangssignals 217 dieser speziellen Vorrichtung ist nur einsinnig (negativ oder positiv) und kann sich nicht von einem negativen zu einem positiven Wert durch einen Wert Null ändern (dieser Wert Null entspricht der Abwesenheit einer Langzeit-Vorspannung). Zur Korrektur hierfür wird zu dem Signal 217 in einem Addierer 82 eine feste Vorspannung addiert, wodurch ein Signal 217a resultiert, das in den Addierer 81 eingegeben wird. Wenn etwa das Signal 217 von Null bis -10V variiert (wobei das Signal -5 V der Abwesenheit einer Langzeit-Vorspannung entspricht) und die in 82 addierte feste Vorspannung +5 V beträgt, so variiert das.resultierende Signal 217a von +5 bis -5 V, und das Signal 0 V von 217a entspricht der Abwesenheit einer Langzeit-Vorspannung. Die Größe der konstanten Vorspannung wird so gewählt, daß sie die Größe jeder erwarteten Langzeit-Vorspannung von den Sensoren übersteigt.

Zur manuellen Entladung des Integrierers 79 ist eine .Schaltung 86 vorgesehen, die einen m.e.-Schalter und, zur alternativen Betätigung, einen Steuerpult-Schalter 88 einschließt.

Die in Fig. 9 dargestellte Glättungseinrichtung 12 umfaßt eine konventionelle Glättungsschaltung.mit Verzögerung erster Ordnung 89. Sie vergleicht außerdem (in dem Addierer 9 3) das gemessene SB-Einsatz-Signal fOD mit dem geglätteten Signal fOD ; wenn die Differenz (Signal 221) zwischen fOD und fOD unzulässig groß ist und in dieser Form über eine

längere Zeitspanne fortbesteht (d.h. wenn es sich nicht" nur um einen Spike von kurzer Dauer handelt), wird eine Warn-

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anlage betätigt* -Die■Einrichtungen zur Auslösung des Alarms and zur manuellen Korrektur des Systems' ähneln der vorbe-.sehr-iebenerij, in. Fig. 7 dargestellten Anordnung.

Im einzelnen enthält die Glättungsschaltung einen Addierer 93 und einen,Verstärker mit niedrigem Verstärkungsfaktor (d.h. ein Dämpfungsglied) 94 sowie einen Integrierer 96. Das Differenzsignal 22.1 wird in eine Filterschaltung mit Verzögerung erster Ordnung eingegeben, die „einen Addierer 97, einen Verstärker 98 und einen Integrierer 99 mit einer Rückkopplung zu dem Addierer 97 besitzt. Die WarnunLcujo 92 und die m.c.-Schalter 101 und 102 arbeiten in der gleichen Weise wie die entsprechenden Elemente in Fig. 7 (und in Fig. 8). Die Schalter: 101 und..102 werden gleichzeitig mittels einer einzigen Drucktaste betätigt.

Das Regelgerät. 17 (Fig. 1.0)-. bildet eine bekannte Vorlauf-Nachlauf-Steuerlogik. Es .enthält die Addierer 103, 104 und 105, den Verstärker 106, die Dämpfungsglieder 107 und 108 sowie den Integrierer· .109, und es arbeitet nach der bekannten Formel (ausgedrückt durch die Laplace-Variable "s") G (T + 0,1 oc, s)

• m(s) = — —i- e (s)

in der m(s) der Frequenzverlauf des Ausgangssignals (Belastungs-Bedarf-Signal 201) des Regelgeräts, e(s) der Frequenzverlauf des "Fehlers" (d.h. Signal 222) und G-, 0,1 bzw. 1/<x_ die Verstärkungsfaktoren des Verstärkers 106 bzw, der Dämpfungsglieder 107 bzw. 108 sind. Das Fehlersignal 222,wird in dem Addierer 103 erzeugt; wie oben angegeben ist es die arithmetische.Differenz zwischen dem.

Signal oOD- (repräsentativ für den Schätzwert der SB-Konzentration in dem abfließenden Abwasser) und dem Sollwert-Signal 202 vom Füllhöhen-Steuergerät 24.

Zur manuellen Steuerung (weiter unten Beschrieben) des Belastungs-Bedarf s-Signals, 201 gibt es eine Sichtanzeige 111,

die den Wert des Ausgangssignals des Regelgeräts 17 anzeigt, und einen Schalter 112 zur Trennung der automatischen Steuerung und ersatzweisen Eingabe eines Belastungs-Bedarf s-Signals, das von einem handbetriebenen Digitalwähler geliefert wird.

Das Belastungs-Bedarfs-Signal 201 wird vorzugsweise durch einen Begrenzer 114 hindurchgeschickt, dessen Charakteristik-Kurve darauf auf der Zeichnung angegeben wird. Dieser beseitigt den Teil des Signals oberhalb eines vorher festsetzten Maximums (das manuell auf dem Digitalwähler 116 eingegeben wird) und unterhalb eines vorher festgesetzten Minimums (das manuell auf dem Digitalwähler 117 eingegeben wird). Die Vorwahlwerte für die Ober- und Untergrenze der Belastung, auf die der Begrenzer eingestellt wird, werden nach Erfahrung und Ermessen aufgrund des beobachte-• ten Verhaltens des besonderen anaeroben Filters in der be-· sonderen Fabrikanlage festgelegt. Eine untere Belastungsgrenze ist überflüssig, wenn das Regelsystem aufgrund des Belastungs-Bedarfs-Signals 201 betrieben wird (als Antwort auf den SB-Wert des abfließenden Abwassers), jedoch ist sie von Vorteil/ wenn das Regelsystem aufgrund des Belastungs-Bedarf s-Signals 205(als Antwort auf den Wert des Wirkungsgrades) betrieben wird; im letzteren Falle mildert sie den raschen Abfall der Belastung ab, der bei dieser Betriebsweise auftreten kann.

Das Flüssigkeitszustrom-Bedarfssignal 203 passiert eine Einrichtung zur Festsetzung eines oberen Grenzwerts, die sämtliche Signalwerte oberhalb eines vorher festgelegten Maximums (das manuell auf dem Digitalwähler 119 einge-' geben wird) unterdrückt, wodurch vermieden wird, daß die Volumenzuflußrate zu dem anaeroben Filter so groß wird, daß das Umlaufverhältnis in unangemessener Weise verringert wird (.z.B. wenn man ein System verwendet, bei dem die Umlaufpumpe RP (Fig. 6) mit konstanter Geschwindigkeit angetrieben wird), oder so groß, daß sie eine nachteilige

3 H 6 1 7 7

physikalische Wirkung, auf den Betrieb des anaeroben Filters ausübt.

•Die Bauart des Füllhöhen-Steuergeräts 24 (Fig. 11) ähnelt derjenigen des Regelgeräts 17. Es enthält den Verstärker 120 und die Dämpfungsglieder 121 und 121a (mit Verstärkungsfaktoren G₁, 0,1 bzw. 1/oi.), den Integrierer 122 und die Addierer 123 und 124 und arbeitet entsprechend der oben angegebenen Formel (in der sinngemäß G-, und 1 /οι-. durch G₁ und 1/Oi₁ ersetzt werden). Das in das Füllhöhen-Steuergerät 24 eingegebene Fehlersignal ist das Signal HH LL_E von der Totband-Einheit 23.

Die Bauart der Glättungseinrichtung 27 (Fig. 12) für das Methan-Abfluß-Signal MF ähnelt derjenigen der Glättungseinrichtung 12. Sie enthält einen Addierer 126, ein Dämpfungsglied 127 und einen Integrierer 128 zusammen mit.

einer drucktasten- und schaltergesteuerten Schaltung, die einen Verstärker mit hohem Verstärkungsfaktor 129 enthält.

Das System enthält eine Vorrichtung zur Auslösung einos Warnsignals, wenn der Wirkungsgrad des anaeroben Filters - unter einen vorgegebenen Wert abfällt. Das geglättete Belastungssignal 209 und das geglättete Methan-Abfluß-Signal MF werden in einen Teiler 131 eingegeben. Von dem resultierenden geglätteten Wirkungsgrad-Signal 223 wird (in dem Addierer 223) das von einem handbetriebenen Digitalwähler 132 her vorgegebene Wirkungsgrad-Sollwert-Signal 224 subtrahiert; wenn das resultierende Signal 226 kleiner als Null ist, wird das Warnsignal ausgelöst. Der Meßwarten-Operator betätigt dann den Schalter 112 (Fig. 10) zur Ausschaltung der automatischen Regelung und Übernahme der Handsteuerung des anaeroben Filters. Er setzt das Steuersignal (an Wähler 113, Fig. 10) auf einen niedrigeren als den in der Anzeige 111 sichtbaren Wert des automatischen Signals und erniedrigt dadurch den Zufluß zu (und die Belastung auf) dem anaeroben Filter; die Wahl des speziellen

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niedrigeren Wertes richtet sich nach dem auf Erfahrung ge- · gründeten Urteil des Bedienungspersonals. Diese Erniedrigung der Einsatzrate hat naturgemäß eine sofortige Abnahme des ungeglätteten Signals LF und damit eine entsprechende sofortige Abnahme des Signals 209 zur Folge, wodurch das Alarmsignal sofort zum Erlöschen gebracht wird. Falls, trotz" dieser Veränderung,, das Alarmsignal anschließend durch ein weiteres Abfallen des .Wirkunsgrades erneut ausgelöst wird, setzt der Meßwarten-Operator das Steuersignal manuell' auf einen noch niedrigeren Wert und fährt mit·dieser Verfahrensweise fort, bis das Warnsignal aufhört.

Wenn die Flüssigkeitsstandhöhe in dem Behälter 11 unter einen vorgewählten unteren Grenzwert sinkt, wird der Zufluß vom Behälter 11 zu dem anaeroben Filter automatisch ■15 gesperrt (durch übliche Vorrichtungen, hier nicht darge- ■ stellt), und zwar so lange, bis der Flüssigkeitsspiegel wieder, über den betreffenden Grenzwert hinaus gestiegen ist. In Fig.- 7 ist eine Warnanlage 141 dargestellt, die betätigt wird, um das Bedienungspersonal zu warnen, wenn die Standhöhe in dem Behälter auf einen Wert wenig oberhalb jenes unteren Grenzwertes abgesunken ist. Wie aus Fig. 10 zu ersehen ist, kann das System auch wahlweise die Möglichkeit einer Umgehung des Steuergeräts 17 umfassen, indem das Sollwert-Signal 202 von dem Füllhöhen-Steuergerät 2.4 unmittelbar dem' Schalter 25 zugeleitet wird; in diesem Fall wird der Zufluß allein durch das Füllhöhen-Steuergerät gesteuert.

On-line-Sensoren zur SB-Messung sind oft nicht in hohem Maße zuverlässig. Das System sieht gegebenenfalls eine Betriebsweise vor, bei der ein on-line-betriebener oOD-Sensor nicht eingesetzt wird oder abgeschaltet ist. Bei dieser Betriebsweise können periodische Laboratoriums-Analysen der oOD-Werte zugrunde gelegt werden, z.B. Analysen, die etwa in Intervallen von 4, 8 oder 12 Stunden durchgeführt werden.

In diesem Falle kann der Meßwarten-Operator den Schalter 72

(Fig..8) nach rechts .legen und den Wähler 73 auf den durch die Laboratoriumsanalyse erhaltenen oOD-Wert einstellen (wodurch ein Signal oOD. erzeugt wird) und sodann die Taste 76 drücken (die, wie vorstehend erläutert, oOD^

Ji

gleich oOD. macht) und wieder loslassen, wodurch sie wieder in die Offen-Stellung zurückkehrt. Die Schaltung enthält einen Schalter 72a, der durch die Betätigung von Schalter 72 ausgelöst wird, so daß Schalter 72a geöffnet ist, wenn sich Schalter 72 in der Rechts-Stellung befindet; dadurch wird die Rückkopplung zu dem Addierer 57 unterbrochen und Signal 212 dem Signal 211a gleich gemacht. Dementsprechend wird in den Zeiträumen (von etwa jeweils 12 Stunden) zwischen den manuellen Eingaben der oOD -Werte das manuell eingegebene Signal oOD„ kontinuierlich durch die (integrierte) algebraische Summe aus dem SB-Einsatz (LF χ fOD ) minus dem SB-Ausgang repräsentiert durch MF (Methan-Abfluß) minus dem SB-Ausgang im abfließenden Abwasser (LF χ modifiziert, wobei eine Langzeit-Vorspannung eliminiert wird. Das resultierende oOD -Signal wird in der früher beschriebenen Weise in das Steuergerät 17 (Fig. 10) eingegeben. .

Eine ähnliche Anordnung kann in dem Füllhöhen-Schätzwortrechner 22 (Fig. 7) benutzt werden, so daß anstelle der Verwendung eines.on-line-Standhöhensensors periodisch gemessene Werte der.Standhöhe eingegeben werden können (über den Wähler 47 unter Erzeugung des Signals LL ). Hier gibt es einen Schalter 46a, der durch den Schalter 4 6 gesteuert wird, so daß die den Verstärker 34 enthaltende Rückkopplungsschaltung ausgeschaltet wird, wenn der Addierer 33 mit dem Wähler 47 verbunden wird. Das Bedienungspersonal gibt den Wert der wahren Füllhöhe über 47 ein, legt den Schalter 46 nach rechts und drückt kurzzeitig (z.B. eine oder zwei Sekunden lang) den m.c.-Schalter 49. Das Signal LL,-, hat danach den Wert LL. , kontinuierlich modifiziert durch die (integrierte) algebraische Summe aus TIF und LF (aus dem Addierer 31, integriert in 32)..Falls der Operator

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glaubt, daß in dem Signal 204 eine Langzeit-Vorspannung vorhanden sein könne, sollte die Verbindung zwischen dem Verstärker 34 und dem Addierer 31 nicht geöffnet werden (d.h. es sollte entweder kein solcher Schalter 46a vor- · handeh sein, oder dieser Schalter sollte getrennt von Schalter 46 bedienbar sein), so daß die Rückkopplungsschaltung durch den Verstärker 34 wirksam bleiben kann, um das Signal 204a zu modifizieren.

Die "Konstanten", für die erläuterten Schaltelemente werden .10 in einer Fachleuten auf dem Gebiet der Steuer- und Regeltechnik bekannten Weise gewählt, basierend auf einer Simulation sämtlicher in einem anaeroben Filter stattfindenden Vorgänge, wie sie durch lineare Differentialgleichungen dargestellt werden (wobei solchen Faktoren wie den historischen statistischen Schwankungen in den Durchsatz-Raten und den SB-Gehalten des AbwasserStroms von der Verarbei- . tungsanlage, möglichen Ungenauigkeiten der Sensoren etc. Rechnung zu tragen ist). Rechner-Programme zur Berechnung· dieser Differentialgleichungen (z.B. unter Einsatz des als Kalman-Filterverfahren bekannten mathematischen Näherungs--Verfahrens) mit dem Ziel der Ermittlung optimaler Werte für einige der Konstanten (z.B. diejenigen, die auf den Abbildungen als K2, K3 und K4 bezeichnet sind) sind verfügbar, etwa vom Massachusetts Institute of Technology; diese Konstanten können auch nach sachkundigem ingenieurtechnischem Ermessen festgelegt werden.

Die Wahl der Verstärkungsfaktoren der Verstärker und Dämpfungsglieder hängt naturgemäß von den Verfahrensparametern ab. Als Beispiel sei ein Verfahren mit den folgenden Parametern betrachtet: Typische mittlere Verweilzeit (T. ) in · dem Ausgleichsbehälter (d.h. typisches Arbeitsvolumen der Flüssigkeit in dem Behälter dividiert durch eine typische Zuflußrate zu dem Behälter) etwa 11 h; typische mittlere Verweilzeit (T_f) in dem anaeroben Filter etwa 18 h; mittlerer GSB im Abwasser-Zufluß 14 g/l; angestrebter GSB im Ab-

flüß-Abwasser 1,7 g/1·. Für ein derartiges Verfahren ergeben Berechnungen, daß die Verstärker und Dämpf ungsq Lieder .solche Werte haben sollten, daß die Integrationszeiten für die verschiedenen Integrierer annähernd die folgenden sind: Integrierer 32: 16 h (d.h. etwa 1,4 T.); Integrierer 96:

16 h (wiederum etwa 1,4 T.); Integrierer 58: 6 h (d.h; etwa 0,34 T_f); Integrierer 128: 5 h (etwa 0,28 T_f) oder weniger, z.B. 1 oder 2 h; Integrierer 79: 2 d (etwa 2,7 T_f); Integrierer 122: 25 h (etwa 2,1 T_fc); Integrierer 109: 10 h

10' (etwa 0,57 T_f). Die Integrationszeiten sind Funktionen der • Werte der Verstärker und Dämpfungsglieder in den Schaltungen (wie etwa 34 für den Integrierer 32); diese Verstärker und Dämpfungsglieder sind von üblicher, manuell einstellbarer Bauart, so daß die Integrationszeiten auch variiert werden können, damit die Betriebsweise des SteuiM--systems modifiziert wird.

■ Theoretisch wäre bei vollständiger Behandlung des Systems die abgegebene Leistung des Schätzwert-Rechners 16 eine aufgenommene Leistung der Glättungseinrichtung 12 und.der Glättungseinrichtung 27, die abgegebene Leistung der Glättungseinrichtung 27 wäre eine aufgenommene Leistung des Schätzwert-Rechners 16 und der Glättungseinrichtung 12, und die abgegebene Leistung der Glättungseinrichtung 16 wäre eine aufgenommene Leistung der Glättungseinrichtung 27.

Untersuchungen und Berechnungen haben jedoch gezeigt, daß diese Größen nur von untergeordnetem Einfluß sind, und aus diesem Grunde sind sie zur Vermeidung unnötiger Komplikationen bei der Konstruktion und dem Betrieb bei der bevorzugten Steuerschaltung unberücksichtigt geblieben.

Der Integrierer 79 des Hochpaßfilters 53 (Fig. 8) ist ein taktgesteuerter digitaler Integrator, der einen Analog/ Digital-Umsetzer, ein Schieberegister, einen Aufwärts/ Abwärts-Zähler und einen Digital/Analog-Umsetzer mit Zeitfolgeschaltung zur Erzeugung zeitgesteuerter Impulse umfaßt, von denen jeder als Schiebebefehl dient, mittels dessen die

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Information von dem Schieberegister zu dem Aufwärts/Abwärtszähler übermittelt wird. Durch Steuerung der zeitlichen Abfolge der,. Impulse wird die Integrationsrate gesteuert; je höher die Frequenz der Impulse ist, desto rascher ist die Integrationsrate. Typischerweise ist die zeitliche Abfolge der Impulse langsamer als 30 Impulse pro Minute, z.B. 20 Impulse oder 10 Impulse oder 1 Impuls pro Minute. Die Integrationszeit der Einrichtung kann beispielsweise in der Größenordnung von einem Tag oder mehr _ liegen. Wenn verfügbar kann ein digitaler Universalrechner programmiert werden, um diese Funktion der Langzeit-Integrierung zu übernehmen.

Im einzelnen betragen in der nachstehend beschriebenen und in Fig. 4 erläuterten Ausführungsform die Analog-Spannungen + 10 V, wobei das Ausgangssignal des Integrierers sich

erhöht, solange die analoge Eingangsspannung eine Polarität aufweist. Eine Änderung der Polarität der Eingangsspannung bewirkt, daß das Ausgangssignal des Integrierers ■abnimmt, d.h. sich in der Skala nach unten bewegt. (Die Einrichtung kann eine gedruckte Schaltungsplatine verwenden, mit Drahtverbindern, die eine Richtungsänderung der Ausgangsspannung ermöglichen; die Vorrichtung kann damit in einer Richtung und auch in der entgegengesetzten Rich-' tung arbeiten). Die Analog-Eingangsspannung wird in einen 10-bit Analog/Digital-Umsetzer eingegeben, der diese Eingangsspannung in eine Binärzahl· umsetzt, die der Größe der Eingangsspannung proportional ist. Eine Eingangsspannung Null erzeugt eine Binärzahl Null, während eine Einqnngsspannung von +_ 10 V (entsprechend dem Maximum) das maximal mögliche Ausgangssignal eines 10-bit Umsetzers, nämlich eine Binärzahl erzeugt, deren Dezimal-Äquivalent ist. Die Binärzahl wird dann' in Parallelschaltung über zehn Verbindungsleitungen auf ein 10-bit Schieberegister übertragen, das zur Speicherung der 10-bit Binärzahl befähigt ist. Die Binärzahl wird dann aus dem Schieberegister als serielle Impulsfolge über eine einzelne Lei-

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tung herausgeschoben. Die Zahl der geschobenen Impulse kann zwischen 0 und 1023 variieren, je nach Größe der umgewandelten Eingangsspannung. Die Schaltelemente sind so beschaffen, daß die für das Verschieben benötigte iiuixim.ilo. Zeitdauer etwa 2 ms beträgt. Die Impulsfolge wird dann

durch eine konventionelle Steuerschaltung (nicht abgebildet) zu einem 20-b.it Aufwärts/Abwärts-Zähler geführt. Damit kann die Impulsfolge, in Abhängigkeit von den durch die Steuerschaltung gegebenen Bedingungen, sich entweder '10 zu der in dem 20-bit Aufwärts/Abwärts-Zähler vorliegenden Zahl-Zahl hinzuaddieren oder sich von dieser subtrahieren.

Der 20-bit Aufwärts/Abwärts-Zähler kann 1000 mal mehr Zählungen erfassen als das Schieberegister. Wenn somit eine _+ 10 V-Eingangsspannung in den Analog/Digital-Umsetizor eingegeben und in eine Binär zahl umgesetzt: wird, die 10 23

aus dem Schieberegister ausgeschobenen Zählungen entspricht, dann sind 1000 Verschiebungen dieser Zahl von Zählungen nötig, um den 20-bit Zähler zu füllen. Ein 10-bit Digital/ Analog-ümsetzer ist mit den letzten 10 bit des 2 0-bit Auf-20. wärts/Abwärts-Zählers in der Weise verbunden, daß, wenn 1023 Zählungen aus dem Schieberegister herausgeschoben werden,·die Analog-Ausgangsspannung aus dem Digital/Analog-Umsetzer sich um 1/1023 des vollen Bereichs von 10 V entweder erhöht oder erniedrigt. Wenn somit die Eingangsspan-25nung des Analqg/Digital-Umsetzers 10V beträgt, werden 1023 Impulse vom Schieberegister zum Aufwärts/Abwärts-Zähler geschoben, und zwar jedesmal wenn ein Schiebobolch I erfolgt, und die Ausgangsspannung aus dem Digital/Analoq-Umsetzer erhöht sich (unter der Annahme einer Aufwärts-Steuerung) um angenähert 10 mV. Ungefähr 1000 Schiebebefehle sind erforderlich, damit sich die Ausgangsspannung des Digital/Analog-ümsetzers von 0 V linear ansteigend bis auf 10 V bewegt. Damit wird die Einrichtung zu einem Integrierer, wobei die Integrationsrate der Frequenz proportional sind, mit der die Schiebebefehle eingegeben werden, sowie der Größe der Analog-Spannung, die in den Analog/

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Digital-Umsetzer eingegeben wird. So werden bei Wahl einer Eingangsspannung des Analog/Digital-Umsetzers von 5 V auf den Schiebebefehl nur 512 Zählungen vom Schieberegister in den Aufwärts/Abwärtszähler eingegeben, und etwa 2000 Schiebebefehle werden erforderlich, um einen Anstieg der AusgangsSpannung des Digital/Analog-Umsetzers von 0 V auf 10 V herbeizuführen. Dies entspricht einer Herabsetzung der Integrationsrate um die Hälfte. Die Einrichtung besitzt eine Zeitfolgeschaltung konventioneller Ausführung (nicht abgebildet), die zeitgesteuerte Impulse liefert und in solcher Weise, wohlbekannt in der Fachwelt, angeschlossen wird, daß jeder Impuls passender Polarität als Schiebebefehl dient, der die oben beschriebene Abfolge von Vorgängen einleitet.

Die Steuerschaltung ist derart beschaffen, daß der Aufwiirts/Abwärts-Zähler, in Abhängigkeit von der Polarität der in den Analog/Digital-Umsetzer eingegebenen Eingangsspannung, entweder aufwärts oder abwärts zählt. Die Schaltung wird vorzugsweise so ausgeführt, daß eine (positive) Zunahme der Ausgangsspannung aus dem Digital/Analog-Umsetzer erfolgt, wenn die Eingangsspannung "positiv ist, und umgekehrt; wenn demnach eine Umkehrung der Polarität der. Eingangsspannung zu einem negativen Wert erfolgt, wird dadurch bewirkt, daß die Ausgangsspannung des Digital/Analog-Umsetzers in ihrem Wert in Richtung auf 0 V hin abnimmt; das heißt, wenn die Analog-Eingangsspannung von positiver· zu negativer Polarität wechselt, verändert die Steuerschaltung den 20-bit Zähler aus einem Aufwärts-Zähler in einen Abwärts-Zähler.

Ein geringer zusätzlicher Auwand an Schaltungen konventioneller Ausführung (nicht abgebildet) ist erforderlich um zu verhindern, daß sowohl das Schieberegister als auch der 20-bit Aufwärts/Abwärts-Zähler auf Null Zählungen zurückgesetzt werden, wenn sie eine Überlauf-Anzahl von Zählungen

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aufnehmen. Wenn beispielsweise aus irgendeinem Grunde das Schieberegister von dem Analog/Digital-UmseLzer die Kahl 1024 empfängt, die um 1 über ihrer Kapazität liegt, würdo ohne Vorhandensein zusätzlicher Schaltelemente das Sch Loberegister normalerweise auf Null zurückgesetzt werden (und ähnliches würde entsprechend auch bei dem 20-bif Aufwärts/Abwärts-Zähler geschehen).

Die Eigenschaften der Einrichtung zur Unterdrückung einer Langzeit-Vorspannung sind dergestalt, daß sie eine Vorspannung zurückweisen, die während eines wesentlich längeren Zeitraums fortbesteht, als er durch die Zeitkonstante des anaeroben Filters gegeben ist. Wenn beispielsweise das Volumen des anaeroben Kreislauffilters und die erwarteten Durchsatzraten durch dieses solche Werte aufweisen, daß die mittlere zu erwartende Verweilzeit des Abwassers in dem Filter auf dieser Grundlage etwa 17h beträgt, dann liegt die Zeitkonstante (bei Nxchtberücksichtigung einer bakteriellen Aktivität) ebenfalls bei etwa 17 h, und die Einrichtung zur Unterdrückung der Vorspannung wird dann vorzugsweise so entworfen, daß eine Vorspannung eliminiert wird, die deutlich länger als 20 h (etwa 1 oder 2 d) fortbesteht. Es ist darauf hinzuweisen, daß aufgrund der in dem anaeroben Filter .stattfindenden Reaktion (eben wegen der bakteriellen Aktivität) die tatsächliche Zeitkonstante niedriger ist als die mittlere Verweilzeit; z.B. liegt die Zeitkonstante für dasselbe anaerobe Filter bei etwa 10 bis 15 h.

Im Rahmen einer breiter gefaßten Zielsetzung betrifft die vorliegende Erfindung den Einsatz der Einrichtung zur Unterdrückung einer Langzeit-Vorspannung in Verbindung mit einem Schätzwert-Filter für Steuer- und Regelschaltungen zur Anwendung bei einer Vielfalt von Systemen, nicht nur bei dem anaeroben Filter-System, das hier im einzelnen be-■ schrieben wurde. So kann die hier beschriebene Kombination

von Einrichtungen beispielsweise in Steuer- und Regelschaltungen für verschiedene andere chemische oder physi- ; kaiische Verfahren eingesetzt werden. Es ist bekannt, in solchen Regelschaltungen Schätzwertfilter zu verwenden.

Das Sc-hatzwertfilter, das einen Integrierer enthält, empfängt Eingangssignale von Sensoren und erzeugt in seinem Integrierer (aus diesen aufgenommenen Signalen) einen Schätzwert des Augenblickswertes einer Variablen des Sy-· : stems. Es vergleicht diesen Schätzwert mit einem Signal von dem Sensor der betreffenden Variablen und erzeugt aufgrund dieses Vergleichs ein Differenz-Signal, das mit den genannten empfangenen Eingangssignalen kombiniert und zu seinem Integrator zurückgeführt wird. Eine Diskussion über

Schätzwertfilter ist beispielsweise in dem Buch von Aström, "Introduction to Stochastic Control Theory", erschienen bei Academic Press 1970, Seiten 225 bis 252 (z.B. auf Seite 230) zu finden. Wenn eine unbekannte Langzeit-Vorspannung in einem oder mehreren der genannten aufgenommenen Eingangssignale enthalten ist (so daß, zum Beispiel, das resultierende, .auf einem Sensor-Signal basierende Signal 211a, Fig. 8, eine falsche konstante Vorspannung aufweist), muß die Größe des Langzeit-Mittelwertes des betreffenden Differenzsignals (etwa des durch den Verstärker 60 modifizierten Signals 216) gleich der Größe dieser falschen Vorspannung mit entgegengesetztem Vorzeichen werden, und zwar aus folgendem Grund: Der Langzeit-Mittelwert des Signals 212 muß Null sein, da dies das einzige Eingangssignal in den Integrierer 58 ist, wenn beide Schalter 7 6 und 77 abgeschaltet sind. Das heißt, wenn einmal ein Langzeit-Mittelwert des Signals 212 nicht Null ist, ändert sich das Ausgangssignal des Integrierers 58 fortlaufend so lange, bis das zu dem Addierer 57 zurückgeführte Signal 216 den Langzeit-Mittelwert des Signals 212 wieder auf Null gebracht hat. Die Einrichtung zur Unterdrückung der Vorspannung wirkt in der Weise, daß sie diesen Effekt unterbindet. Die Einrichtung

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zur Unterdrückung der. Vorspannung eliminiert jedoch keine Signaländerungen, deren Zeitdauer kürzer ist als oder etwa genau so groß wie die Zeitkonstante des zu regelnden Systems; diese Änderungen sind diejenigen Eingangssignale, die für die Regelungsschaltung benötigt werden.

Die Wirkung der Einrichtung zur Eliininierung einer Lanqzeit-Vorspannung hängt mit der Tatsache zusammen, daß bei dem Betrieb des Schätzwertfilters die bekannten Erhaltungssätze zur Anwendung gelangen. Wenn keine Langzeit-Vorspan-. nung vorhanden.wäre, sollte das Signal 211, das die algebraische Summe sämtlicher Zu- und Abgänge organischen Materials für das System repräsentiert, einen Langzeit-Mittelwert von Null besitzen. Das heißt, in dem Addierer 52 wird der Zugang organischen Materials in das System hinein durch das Signal 209 repräsentiert, und die Abgänge werden durch die Signale 210 und MF repräsentiert; nach dem Gesetz der Erhaltung der Masse sollten aber die Langzeit-Mittelwerte des Zugangs und des Abgangs gleich sein. Dementsprechend sollte der Langzeit-Mittelwert des Differenz-Signals 216 aus dem Addierer 59 Null sein. Wenn eine Langzeit-Vorspannung der Größe "x" vorhanden ist, bewirkt das Vorhandensein dieser Vorspannung , daß der Langzeit-Mittelwert des Differenz-Signals 216 x/K₃ wird (worin K₃ der Verstärkungs-' faktor des Verstärkers 60 ist). Wenn dieser Wert groß ist, macht er das Schätzwert-Signal (oOD„), das Ausgangssignal des Schätzwertfilters, unbrauchbar. Wenngleich die vorstehende Erläuterung den Grundsatz von der Erhaltung der Masse betrifft,'kann die Steuer- und Regelschaltung stattdessen auch für.solche Systeme eingesetzt werden, in denen

3.0 etwa die Signale eher Energie-Größen als Masse-Größen repräsentieren.

Die "Zeitkonstante" ist ein beim Entwurf von Steuer- und Regelschaltungen wohlbekannter Begriff; vgl. hierzu beispielsweise die Diskussion dieses Begriffs in dem Buch von

Schwarzenbach und GiIJL", "System Modelling and Control", erschienen als Halsted Press Book by John Wiley & Sons 1978, Seite 48 und Seiten 58 bis 61.Die Zeitkon s/tan te für Antworten, die offenkundig annähernd von erster Ordnung sind, ist gut untersucht. Für Schwingantworten ist die Zeitkonstante auf der Grundlage derjenigen Zeit anzusetzen, die vergeht, bis die Antwor.t im wesentlichen ausgeklungen ist.

Die Integrierer '32 (Fig. 7), 58 (Fig. 8), 96 (Fig. 9), 109 (Fig. 10), 122 (Fig. M) und 128 (Fig. 12) sind vorzugsweise taktgesteuerte digitale Integratoren von dem gleichen Typ wie der Integrierer 79. In den zur intermittierenden Korrektur, der Ausgangssignale der taktgesteuerten digitalen Integratoren verwendeten Schaltungen (etwa der die Schalter 49 oder 51 enthaltenden Schaltung auf Fig. 7) kann die Funktion der Verstärker mit hohem Verstärkungsfaktor (etwa des Verstärkers 48) durch geeignete Schaltungen erfüllt werden, die die Integrationszeiten der taktgesteuerten digitalen Integratoren beschleunigen.

In der erläuterten bevorzugten Ausführungform der vorliegenden Erfindung werden die Signale elektrisch übermittelt. Die Erfindung ist jedoch auch anwendbar auf pneumatische, mechanische, hydraulische oder andere Signalvorrichtungen ' zur Informationsweiterleitung. In fast allen Steuer- und Regelsystemen werden Kombinationen dieser Signalarten verwendet. Jedoch liegt auch der Einsatz anderer Verfahren der Signalübermittlung, die mit dem Verfahren und den benutzten Apparaturen vereinbar sind, im Rahmen der vorliegenden Erfindung.

3.0 In der erläuterten Ausführungsform werden viele der Signale in Analogrechner-Einheiten verarbeitet. Es ist.darauf hinzuweisen, daß Digitalrechner an Stelle sämtlicher oder eines Teils der Analog-Elemente eingesetzt werden können, die zur Berechnung der benötigten Steuersignale aufgrund

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gemessener Verfahrensparameter oder aber in den Rechner eingegebener Sollwerte benutzt werden können.

Es ist weiter darauf hinzuweisen, daß im weiteren Rahmen der vorliegenden Erfindung sämtliche oder ein Teil der ' 5 ' erläuterten Regelverfahren durch andere Verfahren ersetzt werden können, etwa Proportional-, Proportional-Integral-, Proportional-Differential- oder Proportional-Integral-Differential-Regelung.

Die verschiedenartigen, zur Messung der das Verfahren kenn-10. zeichnenden Parameter verwendeten Meßwert-Umform-Einrichtungen und die durch diese erzeugten verschiedenartigen Signale können von vielfältiger Ausführung und Gestalt sein. Beispielsweise können als Steuerelemente des Systems Apparaturen eingesetzt werden, die elektrisch-analog, digitäl-elektronisch, pneumatisch, hydraulisch, mechanisch

oder auf andere ähnliche Weise arbeiten, sowie Kombinationen aus Geräten einer oder mehrerer dieser Funktionsweisen. In gleicher Weise können die Formen der verschiedenartigen Signale wesentlich modifiziert werden, um sie den durch die speziellen Einrichtungen, Sicherheitsfaktoren, physikalischen Eigenschaften der Meß- und Regelinstrumente und anderen ähnlichen Faktoren vorgegebenen Erfordernissen anzupassen. Beispielsweise zeigt ein Signal des Rohmaterial-Durchsatzes, das durch einen Differenz-Staudruck-Durch-.25 flußmesser erzeugt wird, normalerweise eine allgemeine proportionale Beziehung zu dem Quadrat der tatsächlichen Durchsatzrate. Andere Meßinstrumente könnten Signale erzeugen, die den gemessenen Parametern proportional sind, und wieder andere Meßwertumformer können Signale erzeugen, die in komplizierteren, jedoch bekannten, Beziehungen zu den gemessenen Parametern stehen. Zusätzlich könnten sämtliche Signale in eine Form mit einem "unterdrückten Nullpunkt" oder andere ähnliche Form umgesetzt werden, um einen "lebenden Nullpunkt" zu erzeugen und zu verhindern, daß

ein Fehler in den Meßgeräten irrtümlich als "niedriges" oder "hohes" Meß- oder Steuersignal gedeutet wird. Unabhängig von der. Form des Signals oder der genauen Beziehung des Signals zu dem Parameter, den es repräsentiert, steht jedes für einen gemessenen Parameter des Verfahrens oder einen angestrebten wert des Verfahrens repräsentative Signal in einer solchen Beziehung zu dem gemessenen oder : angestrebten Wert, die die Bestimmung eines speziellen cjomnssenen oder angestrebten Wertes durch einen speziellen Signalwert ermöglicht. Ein Signal, das für eine Verfahrensmessung oder einen angestrebten Verfahrenswert repräsentativ ist, ist dementsprechend eines, aus dem die den gemessenen oder angestrebten Wert betreffende Information leicht wie- i der erhalten werden kann, unabhängig von der mathematischen Beziehung zwischen den Einheiten des Signals und den Einheiten der gemessenen oder angestrebten Größen des Verfahrens .

Im weiteren Rahmen der vorliegenden Erfindung können die hierin beschriebenen Steuer- und Regelverfahren nicht nur zum Betrieb anaerober Filter eingesetzt werden, sondern

auch für andere rückvermischende methanerzeugende Reaktorgefäße, in denen, wie in den anaeroben Kreislauf filtern, ein Bett aus methanbildenden Bakterien im wesentlichen in dem anaeroben Iteaktionsgefäß zurückgehalten wird, während das Abwasser, von unten nach oben durch das Bett hindurchströmt, wobei das aus dem Gefäß abfließende Abwasser eine sehr viel niedrigere Konzentration an Bakterien aufweist, als sie in dem Bett aus methanbildenden Bakterien vorliegt. Ein solcher Reaktor ist der als "Upflow Sludge Blanket (USB) Reactor" in dem Aufsatz von G. Lettinga et" al unter dem Titel "Use of the Upflow Sludge Blanket (USB) Reactor Concept for Biological Wastewater Treatment, especially for Anaerobic Treatment" in Biotechnology and Bioengineering, ' Vol. XII, No. 4, 1980, Seiten 699-734 beschriebene Reaktor; dieser Reaktor und sein Betrieb wurden auch beschrieben in

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' dem Aufsatz von G. Le-ttinga unter dem Titel "Direct Anaerobic Treatment Handles Wastes Effectively" in dem Journal Industrial Wastes, Januar /Februar 1979, Seiten 18-24,40,41 in den DE-OSen 29 20 978 und 29 21 070, in dem Aufsatz von Lettinga et al unter dem Titel "Anaerobic Treatment of Methanolic Wastes" in dem Journal "Water Research", Vol. 13 (1979), Seiten 725-737, und in dem Aufsatz von Lettinga unter dem Titel "Feasibility of Anaerobic Digestion for the Purification of Industrial Waste Waters" in "Documentation - Europe.Sewage & Refuse Symposium EAS, 4 th, München 1978 (veröffentlicht von der Abwassertechnischen Vereinigung, 5205 St. Augustin, Bundesrepublik Deutschland), Seiten 226-256, dem Vortrag von Th. M. van Bellegem über "The Elimination of Organic Wastes from Surface Water" auf dor 13 th International TNO Conference , Rotterdam, 27./28. März 1980 (Sonderdruck erhältlich von der Netherlands Organization for Applied Scientific Research TNO) und dem Aufsatz von Pipyn et al unter dem Titel "A Pilot Scale Anaerobic Upflow Reactor Treating Distillery Waste Waters" in Biotechnology Letters J_, Seiten 495-500 (1979). Ein weiterer Reaktor dieser Art, bei dem die Bakterien an Trägerteilchen haften, wird in den folgenden Veröffentlichungen beschrieben: M. S. Switzenbaum et al,"Anaerobic Attached -Film Expanded-Bed Reactor Treatment", Journal WPCF, Vol. 52, No. 7 (July 1970), Seiten 1953-1965; B. Atkinson et al, "Process Intensification Using Cell Support Systems" (in: Process Biochemistry/ Mai 1980, Seiten 24-32) und "Biological Particles of Given Size, Shape and Density for Use in Biological Reactors" (in: Biotechnology and Bioengineering, Vol. XXI, Seiten 193-200 (1979)); veröffentlichte britische Patentanmeldung GB 2 006 181, veröffentlicht am 2. Mai 1979. In diesen beiden Reaktor-Typen sind die Bakterien' auf verhältnismäßig großen Teilchen oder fließfähigen Aggregaten einer solchen Größe und Dichte vorhanden, daß sie in stehendem Wasser eine so hohe Sedimentationsgeschwindigkeit haben, daß selbst unter Bedingungen hoher Belastung (z.B. bei hydraulischen

Verweil zeiten von wen-iger als 2 d, etwa 1 d oder noch weniger) die Konzentration der die Bakterien tragenden suspendierten Feststoffe in dem am oberen Ende des Reaktors abfließenden Abwasser relativ niedrig ist und beispielsweise weniger als 0,05 g (z.B. 0,01 g) der die Bakterien tragenden Peststoffe pro 1 g CSB im Einsatzmaterial zum Reaktor beträgt und daß die Bakterien über lange Zeiträume im Reaktor zurückgehalten werden (so daß ihre mittlere Verweilze-it im Reaktor beispielsweise mehr als 10 Tage, etwa 30 oder 100 Tage oder noch mehr beträgt).

Claims

Patentansprüche

1. Anaerobes Reaktorsystern, enthaltend einen anaerob arbeitenden Bakterienreaktor zur Umwandlung organischer Verbindungen in einem Abwasserstrom in Methan und Kohlenstoffdioxid in Form eines Gefäßes, das ein rückgemischtes Bett aus methanbildenden Bakterien enthält, die so angehäuft und zusammengehalten sind, daß das Bett im Gefäß im wesentlichen zurückgehalten wird, während das Abwasser von unten nach oben durch das Bett strömt, sowie eine Vorrichtung zum Einspeisen des organischen Abwasserstroms in den anaeroben Reaktor, eine Vorrichtung zum Ableiten des flüssigen, aus dem anaeroben Reaktor abfließenden Abwasserstroms und eine Vorrichtung zum Ableiten eines methanhaltigen Gasstroms aus dem anaeroberi Reaktor, dadurch gekennzeichnet, daß das Reaktorsystem mit

einer Einrichtung zur Messung der Rate, mit der Sauerstoff-Bedarf (SB) in dem Abwasser dem anaeroben Reaktor zugeführt wird, und zur Erzeugung eines Signals, das für die gemessene SB-Einsatzrate repräsentativ ist,

einer Einrichtung zur -Messung der Methan-Durchsatzrate in dem abgeleiteten Gasstrom und zur Erzeugung eines Signals, das für die gemessene Methan-Durchsatzrate repräsentativ ist,

ein die genannten Signale aufnehmendes Schätzwert-Filter zur Bestimmung eines SB-Schätzwertes in dem abfließenden Abwassersfcrom und zur Erzeugung eines Signals, das für den betreffenden SB-Schätzwert des abfließenden AbwasserStroms repräsentativ ist, und . '

eine Einrichtung, die auf das Signal für den SB-Schätzwert im abfließenden Abwasserstrom anspricht und die Rate regelt, mit der der organische Abwasserstrom in den anaeroben Reaktor eingespeist wird, ausgestattet ist.

2. Reaktorsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es eine Vorrichtung zur Messung des SB in dem abfließenden. Abwasserstrom und zur Erzeugung eines Signals enthält, das repräsentativ für den gemessenen SB im abfließenden Abwasser ist, und daß das Schätzwert-Filter das gemessene SB-Signal für das abfließende Abwasser aufnimmt, dieses gemessene Signal mit dem Schätzwert-Signal vergleicht, wodurch ein Differenz-Signal erhalten wird, und das Schätzwert-Signal durch Rückkopplung des Differenz-Signals modifiziert.

3. Reaktorsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es eine Einrichtung zur Eliminierung einer Langzeit-Vorspannung enthält, die in einem oder mehreren der für die Messung repräsentativen Signalen enthalten sein kann, wobei diese Einrichtung zur Eliminierung ein Hochpaßfilter enthält, durch das die für die Messung repräsentativen Signale dem Schätzwertfilter zugeleitet werden, worin dieses Hoch-. paßfiltor diejenigen Vorspannungen herausfiltert, die über eine Zeitspanne hinweg fortbestehen, die wesentlich länger ist als die Zeitkonstante des Systems.

4. Reaktorsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß es eine Einrichtung zur Eliminierung einer Langzeit-Vor-

spannung enthält, die .iⁿ einem oder mehreren der für die Messung repräsentativen Signale enthalten sein kann, wobei diese Einrichtung, zur Eliminierung ein Hochpaßfilter enthält, durch das die für die Messung repräsentativen Signale dem Schätzwertfilter zugeleitet werden, worin dieses Hochpaßfilter diejenigen Vorspannungen herausfiltert, die über eine Zeitspanne hinweg fortbestehen, die wesentlich länger ist als die Zeitkonstänte des Systems.

5. Reaktorsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Reaktor ein anaerobes KreislaufJTilter ist..

6. Reaktorsystem nach Anspruch 4, dadurch gekonnzeichnet, daß der Reaktor ein anaerobes Kreislauffilter ist und daß das Hochpaßfilter eine solche Vorspannung herausfiltert, die wesentlich länger fortbesteht als während der mittleren Verweildauer des Abwassers in dem anaeroben Filter.

7. Reaktorsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es eine Vorrichtung zum Eingeben eines Sollwert-Signals in die Regel-Einrichtung,

einen Vorratsbehälter, aus dem der Abwasserstrom dem anaeroben Reaktor zugeführt wird,

eine Einrichtung zur Messung der Füllhöhe des Abwassers in dem Vorratsbehälter, und

eine Einrichtung zur Modifizierung des Sollwert-Signals als Antwort auf den Meßwert der Füllhöhe enthält.

8. Reaktorsystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllhöhen-Meßeinrichtung ein Signal erzeugt, das repräsentativ für die gemessene Füllhöhe ist, und daß das System Einrichtungen zur Messung der Zufluß- und Abfluß-Rate des organischen Abwassers in den Behälter und aus diesem heraus und zur Erzeugung eines Signals enthält, das repräsentativ für die Differenz zwischen Zufluß und Abfluß ist, und daß die Einrichtung zur Modifizierung ein Schätzwertfilter enthält, das das Zufluß-Abfluß-Differenz-Signal und das cjonics-

sene Füllhöhen-Signal .aufnimmt, einen Schätzwert dieser Füllhöhe ermittelt und ein Signal erzeugt, das für den Schätzwert der Füllhöhe repräsentativ ist.

9. Schaltung zur Regelung eines Systems, dadurch gekennzeichnet, daß sie ,
(1) ein Schätzwert-Filter, das

(a) Eingangssignale von Sensoren aufnimmt,

(b) aus den aufgenommenen Signalen und aus einem Integrator in dem Schätzwert-Filter einen Schätzwert eines augenblicklichen Wertes einer Variablen des Systems erzeugt,

(c) diesen Schätzwert mit einem Signal von dem Sensor '· der betreffenden Variablen vergleicht und

(d) aufgrund dieses Vergleichs ein Differenz-Fehlersignal erzeugt, das mit den aufgenommenen Signalen kombiniert und zu dem Integrator zurückgeführt wird,

und

(2) .eine Einrichtung zur Eliminierung einer Langzeit-Vorspannung,' die in mindestens einem der aufgenommenen. Signale enthalten sein kann, wobei diese Einrichtungzur Eliminierung ein Hochpaßfilter enthält, durch das die aufgenommenen Eingangssignale dem Integrator zugeleitet werden, worin dieses Hochpaßfilter diejenigen Vorspannungen herausfiltert, die über eine Zeitspanne hinweg fortbestehen, die wesentlich langer ist als die Zeitkonstante des Systems,
enthält.

10. Schaltung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß· das betreffende System so beschaffen ist, daß die Signale den ' Materialfluß in das. System hinein und aus diesem heraus repräsentieren und daß die Langzeit-Mittelwerte des Materialzuflusses und -abflusses gleich sind, so daß in Abwesenheit der genannten Langzeit-Vorspannung die Langzeit-Mittelwerte des Differenz-Fehlersignals Null sein würden.