Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Reinigen von Abwasser
mittels Belebtschlamm, dessen Belüftung im Belebungsbecken durch
Ein- bzw. Ausschalten der Sauerstoffzufuhr bei Erreichen ent
sprechender Grenzwerte der Trübung eines von Belebtschlammfloc
ken befreiten Teils des Abwassers vorgenommen wird.The invention relates to a method for purifying waste water
by means of activated sludge, the ventilation of which is in the aeration tank
Turn the oxygen supply on or off when it reaches it
speaking limits of the turbidity of an activated sludge floc
part of the wastewater that has been freed.
Verfahren zur Steuerung der Belüftungsaggregate durch den Pa
rameter Sauerstoff sind bekannt. Damit sind jedoch im wesent
lichen zwei Nachteile verbunden. Sauerstoff-Meßsonden können
erfahrungsgemäß im Abwasser keine Sauerstoffkonzentrationen
unter 0,5 mg/l genau messen. Deshalb muß der untere Regelwert
auf ca. 0,5 mg/l eingestellt werden. Aus meßtechnischen Grün
den werden deshalb die Belüftungsaggregate zwangsläufig beim
Unterschreiten dieses Grenzwertes wieder eingeschaltet, obwohl
nicht in jedem Falle aus verfahrenstechnischen Gründen das
Einschalten notwendig wäre. Die Steuerung der Belüftungsaggre
gate in Abhängigkeit von den gemessenen Sauerstoffwerten ist
deshalb mit nicht notwendigen Stromkosten verbunden.Process for controlling the ventilation units by the Pa
Oxygen parameters are known. However, this is essential
union two disadvantages. Oxygen measuring probes can
Experience has shown that there are no oxygen concentrations in the wastewater
Measure exactly below 0.5 mg / l. Therefore the lower control value
0.5 mg / l. Made of metrological green
the ventilation units are therefore inevitable at
If this limit is not reached, it is switched on again, although
not in every case for procedural reasons
Switching on would be necessary. The control of the ventilation units
gate is dependent on the measured oxygen values
therefore associated with unnecessary electricity costs.
In neuerer Zeit sind auch biologische Reinigungsverfahren
bekannt, bei welchen sich oxische mit anoxischen Prozeßphasen
im Belebungsbecken abwechseln, wie beispielsweise beim Ver
fahren der simultanen Denitrifikation. Dieses Verfahren, das
vom schwankend anfallenden Abwasserzulauf abhängige anoxische
Prozeßphasen von einer halben bis zu sechs Stunden (gemessen
wurden auch schon zwölf Stunden) benötigt, kann bedarfsgerecht
vom Parameter Sauerstoff nicht gesteuert werden, weil für die
Sauerstoffmessung immer ein Mindestsauerstoffgehalt vorhanden
sein muß. Die Steuerung von Belüftungsaggregaten nach dem Pa
rameter Sauerstoffkonzentration ist deshalb wirtschaftlich
nicht optimal und kann für eine geforderte weitergehende Ab
wasserreinigung mit Hilfe simultaner Denitrifikation nicht
eingesetzt werden.In recent times there are also biological cleaning processes
known in which oxic with anoxic process phases
alternate in the aeration tank, such as when ver
driving simultaneous denitrification. This procedure, the
anoxic dependent on fluctuating wastewater inflow
Process phases from half to six hours (measured
were already needed twelve hours), can be tailored to your needs
cannot be controlled by the parameter oxygen, because for the
Oxygen measurement always has a minimum oxygen content
have to be. The control of ventilation units according to Pa
The oxygen concentration parameter is therefore economical
not optimal and can for a required further Ab
water purification with the help of simultaneous denitrification
be used.
Durch die DE-PS 30 11 247 ist ein weiteres Verfahren zur
Steuerung der Belüftungsaggregate bei Verfahren zum Reinigen
von Abwasser mittels Belebtschlamm bekannt geworden. Bei die
sem Verfahren wird die Trübung des Klarwassers eines aus dem
Belebungsbecken entnommenen Abwasserbelebtschlammgemisches
ständig mit einem elektrischen Trübungsmeßgerät gemessen. Die
hierdurch gewonnenen entsprechenden elektrischen Ströme werden
für die Steuerung der Belüftungsaggregate genutzt. Dabei wer
den die Sauerstoffzufuhraggregate beim Unterschreiten eines
eingestellten minimalen Trübungsgrenzwertes ausgeschaltet und
erst wieder nach Überschreiten eines eingestellten maximalen
Trübungsgrenzwertes eingeschaltet. In der Betriebsphase mit
ausgeschalteten Sauerstoffzufuhraggregaten werden zwar die
vorgenannten Nachteile der Steuerung nach dem Parameter Sauer
stoff vermieden, da elektrische Energie und damit Betriebs
kosten eingespart sowie die anoxische Denitrifikationspro
zeßphase ermöglicht wird. In der Betriebsphase mit einge
schalteten Belüftungsaggregaten werden jedoch Sauerstoffkon
zentrationen im Belebungsbecken erreicht, die weit höher lie
gen, als für die biologischen Verfahrensstufen benötigt werden.
Es können Sauerstoffkonzentrationen von 3 bis 5 mg/l im Be
lebungsbecken erreicht werden, obwohl für die biologische
Abwasserreinigung Sauerstoffkonzentrationen von z. B. 0,5
bis 1,5 mg/l ausreichen würden. Diese unwirtschaftlich hohen
Sauerstoffgehalte können erreicht werden, wenn entweder die
Belebungsanlage noch nicht voll ausgelastet ist, oder wenn
die Belüftungsaggregate für nur kurzzeitig auftretende aber
sehr hohe Belastungsspitzen ausgelegt sind. Auch Planer oder
Betreiber der Anlage sorgen für unwirtschaftlich hohe Sauer
stoffgehalte, wenn sie bei einer Anlage aus übertriebenem
Sicherheitsdenken die Installation der Belüftungsaggregate
zu großzügig vorgenommen haben.DE-PS 30 11 247 is another method for
Control of the ventilation units during cleaning processes
of wastewater using activated sludge. At the
With this process, the turbidity of the clear water becomes one of the
Activated sludge mixture taken from aeration tanks
constantly measured with an electrical turbidity meter. The
corresponding electrical currents obtained in this way
used to control the ventilation units. Here who
which the oxygen supply units fall below a
set minimum turbidity limit and
only after exceeding a set maximum
Turbidity limit switched on. In the operating phase with
switched off oxygen supply units are the
aforementioned disadvantages of control according to the parameter Sauer
Avoided material because electrical energy and thus operating
cost savings as well as the anoxic denitrification pro
zeßphase is made possible. In the operating phase with on
switched ventilation units are however oxygen con
concentrations in the aeration tank were reached, which was far higher
gene than are required for the biological process stages.
Oxygen concentrations of 3 to 5 mg / l in the Be
life pools can be reached, although for biological
Wastewater treatment oxygen concentrations of e.g. B. 0.5
up to 1.5 mg / l would suffice. These uneconomically high ones
Oxygen levels can be achieved if either the
Aeration system is not yet fully utilized, or if
the ventilation units for only briefly occurring
very high load peaks are designed. Even planners or
Operators of the plant ensure uneconomically high acid levels
substance contents if they are from an exaggerated system
Safety thinking the installation of the ventilation units
have made too generous.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren
zum Reinigen von Abwasser der einleitend genannten Art so zu
verbessern, daß über die Zu- und Abschaltvorgänge für die Sau
erstoffzufuhr wesentliche Energieeinsparungen erreicht werden.
Die Erfindung als Lösung dieser Aufgabe zeichnet sich dadurch
aus, daß zusätzlich während der Belüftungsphase die Sauer
stoffkonzentration im Belebungsbecken gemessen und in Abhän
gigkeit von den gemessenen Werten die Anzahl der in Betrieb
befindlichen Sauerstoffzufuhraggregate gesteuert wird. Die
Steuerung nach den Trübungswerten eintscheidet also vorrangig
ob die vorhandenen Sauerstoffzufuhraggregate ein- bzw. ausge
schaltet werden, während die Sauerstoffsteuerung erst bei ein
geschalteten Sauerstoffzufuhraggregaten zum Zuge kommt und
entscheidet, wieviel Belüftungsaggregate sich im Betrieb be
finden sollen. Dabei ist die Steuerung nach den Trübungswerten
eine Zweipunktregelung mit je einem minimalen und maximalen
Trübungsgrenzwert. Die überlagerte Sauerstoffsteuerung paßt
bei eingeschalteten Belüftungsaggregaten in einstellbaren
Zeitabständen die Anzahl der in Betrieb befindlichen Belüf
tungsaggregate an den augenblicklichen Sauerstoffbedarf an.
Dabei werden auch für die Sauerstoffsteuerung Grenzwerte der
Sauerstoffkonzentration eingestellt, bei deren Unterschreiten
im Zeitpunkt der Messung jeweils ein Belüftungsaggregat zuge
schaltet und bei deren Überschreitung im Zeitpunkt der Mes
sung jeweils ein Belüftungsaggregat abgeschaltet wird, wobei
die Steuerung nach den Trübungswerten verhindert, daß auch
das letzte Aggregat abgeschaltet wird. Daher können bei Unter
schreitung des Mindesttrübungsgrenzwertes zur Erzielung von
Stromkosteneinsparungen und anoxischen Prozeßphasen für die
simultane Denitrifikation alle Belüftungsaggregate ausge
schaltet und erst wieder bei Überschreiten des maximalen Trü
bungsgrenzwertes eingeschaltet werden, wobei dann auch einge
stellte Minimum- und Maximum-Sauerstoffgrenzwerte eingehalten
werden. Hierdurch werden also die Nachteile der eingangs er
wähnten Steuerungsarten vermieden, dagegen deren Vorteile ge
nutzt. Diese Vorteile sind die Möglichkeit der Steuerung von
Betriebsphasen mit O2-Konzentrationen unter 0,5 mg/l, die Steu
erung von anoxischen Prozeßphasen und eine sinnvolle Steuerung
von O2-Konzentrationen, z. B. 0,5 bis 1,5 mg/l.The invention is therefore based on the object to improve a method for purifying wastewater of the type mentioned in such a way that substantial energy savings are achieved via the connection and disconnection processes for the oxygen supply. The invention as a solution to this problem is characterized in that the oxygen concentration in the aeration tank is additionally measured during the aeration phase and the number of operating oxygen supply units is controlled as a function of the measured values. The control according to the turbidity values therefore primarily determines whether the existing oxygen supply units are switched on or off, while the oxygen control only comes into play when the oxygen supply units are switched on and decides how many ventilation units should be in operation. The control according to the turbidity values is a two-point control with a minimum and a maximum turbidity limit value. The superimposed oxygen control adjusts the number of operating ventilation units to the current oxygen demand at adjustable time intervals when the ventilation units are switched on. Limit values for the oxygen concentration are also set for the oxygen control, if they are undershot at the time of the measurement a ventilation unit is switched on and if they are exceeded at the time of the measurement one ventilation unit is switched off, the control according to the turbidity values preventing the last one Unit is switched off. Therefore, if the minimum turbidity limit is undershot to achieve electricity cost savings and anoxic process phases for simultaneous denitrification, all ventilation units can be switched off and only switched on again when the maximum turbidity limit value is exceeded, with the minimum and maximum oxygen limit values also being maintained. This avoids the disadvantages of the control types mentioned at the outset, but uses the advantages of ge. These advantages are the possibility of controlling operating phases with O 2 concentrations below 0.5 mg / l, the control of anoxic process phases and a sensible control of O 2 concentrations, e.g. B. 0.5 to 1.5 mg / l.
Zur Gewinnung der Trübungsmeßwerte für die Steuerung wird ein
Teilstrom eines Abwasserbelebtschlammgemisches aus dem Bele
bungsbecken abgezweigt und in Klarwasser und Belebtschlamm
getrennt. Die Trübung des Klarwassers wird mit einem elektri
schen Trübungsmeßgerät ständig gemessen. Entsprechende elek
trische Steuersignale werden für die Aufzeichnung des Trübungs
verlaufes und für die Steuerung der Belüftungsaggregate ge
nutzt. Für die Steuerung mit Hilfe der Sauerstoffkonzentration
wird diese im Belebungsbecken mit einer Sauerstoffmeßsonde
ständig gemessen. Entsprechende elektrische Signalwerte werden
für die Steuerung der Belüftungsaggregate genutzt.To obtain the measured turbidity values for the control, a
Partial flow of a sewage sludge mixture from the Bele
branched out and in clear water and activated sludge
Cut. The turbidity of the clear water is with an electri
turbidity meter constantly measured. Corresponding elec
Control signals are used for recording the turbidity
course and for the control of the ventilation units ge
uses. For control using the oxygen concentration
is this in the aeration tank with an oxygen measuring probe
constantly measured. Corresponding electrical signal values are
used to control the ventilation units.
An Hand der Zeichnung kann das erfindungsgemäße Verfahren
näher erläutert werden. In der Zeichnung sind schematisch
und ähnlich wie auf einem Schreibstreifen der Kurvenverlauf
der Trübung 1 sowie die Schaltpunkte auf der Kurve darge
stellt. Die Kurve schneidet sowohl die Linie des eingestell
ten Mindesttrübungsgrenzwertes 2 als auch die Linie des ein
gestellten maximalen Trübungsgrenzwertes 3. Mit eingeschal
teten Belüftungsaggregaten nähert sich die Trübungskurve dem
Mindestgrenzwert. Dieser Kurventeil ist durch den Pfeil 4
gekennzeichnet. Unterschreitet die Trübungskurve 1 den Min
destgrenzwert 2 ununterbrochen länger als beispielsweise
10 Minuten, so werden im Schaltpunkt A alle Belüftungsaggre
gate ausgeschaltet. Mit weiterem Zulauf von Abwasser steigt
die Trübung im Belebungsbecken und damit die Trübungskurve,
Pfeil 5, zwangläufig an. Überschreitet die Trübungskurve 1
den maximalen Grenzwert 3 ununterbrochen länger als z. B.
10 Minuten, so werden im Schaltpunkt B alle Belüftungsaggre
gate eingeschaltet. Mit der nun einsetzenden Sauerstoffver
sorgung wird die Trübung wieder abgesenkt, was durch den
Pfeil 6 kenntlich gemacht ist, bis der Mindestgrenzwert 2
z. B. erneut 10 Minuten unterschritten ist und die Belüf
tungsaggregate im Schaltpunkt C wieder ausgeschaltet werden.The method according to the invention can be explained in more detail with the aid of the drawing. In the drawing are schematic and similar to a writing strip, the curve of the turbidity 1 and the switching points on the curve Darge presents. The curve intersects both the line of the set minimum turbidity limit value 2 and the line of the set maximum turbidity limit value 3 . When the ventilation units are switched on, the turbidity curve approaches the minimum limit. This part of the curve is identified by arrow 4 . If the turbidity curve 1 falls below the minimum limit value 2 continuously for longer than 10 minutes, for example, all ventilation units are switched off in switching point A. As wastewater continues to flow in, the turbidity in the aeration tank and thus the turbidity curve, arrow 5 , inevitably increases. If the turbidity curve 1 continuously exceeds the maximum limit value 3 longer than z. B. 10 minutes, then all ventilation units are switched on in switching point B. With the oxygen supply now set in, the turbidity is reduced again, which is indicated by the arrow 6 , until the minimum limit 2 z. B. falls below 10 minutes again and the ventilation units in switching point C are switched off again.
Über die Anzahl der für die Absenkung der Trübungskurve vom
Schaltpunkt B bis zum Schaltpunkt C maßgebenden Belüftungs
aggregate entscheidet der Parameter Sauerstoff. Die im Bele
bungsbecken gemessene Sauerstoffkonzentration wird in ein
stellbaren Zeitabständen, z. B. alle 60 Minuten, an den Meß
punkten 7, 8, 9 und dergleichen abgefragt. Ist der Sauerstoff
gehalt größer als ein eingestellter Sauerstoffgrenzwert, z. B.
1,5 mg/l, wird jeweils ein Belüftungsaggregat abgeschaItet.
Befindet sich der Sauerstoffgehalt unter einem eingestellten
Sauerstoffgrenzwert, z. B. 0,5 mg/l, wird wiederum jeweils
ein Belüftungsaggregat eingeschaltet. In der von der Sauer
stoffsteuerung begleiteten Belüftungsphase ist das Zuschalten
von jeweils einem Belüftungsaggregat durch die Höchstzahl
der vorhandenen Belüftungsaggregate begrenzt, während das
stufenweise Abschalten von jeweils einem Belüftungsaggregat
nur soweit vorgenommen werden kann, bis das letzte Gebläse
erreicht ist, welches nur über einen minimalen Trübungswert
abgeschaltet werden kann. Der Regelparameter Trübung ent
scheidet also, ob Belüftungsaggregate ein- oder ausgeschal
tet werden, während der Regelparameter Sauerstoff darüber
entscheidet, wieviele Belüftungsaggregate in der Belüftungs
phase dem augenblicklichen Sauerstoffbedarf entsprechend
einzuschalten sind.The oxygen parameter determines the number of ventilation units that are decisive for lowering the turbidity curve from switching point B to switching point C. The oxygen concentration measured in the ventilation basin is measured at an adjustable interval, e.g. B. every 60 minutes, polled at the measuring points 7 , 8 , 9 and the like. If the oxygen content is greater than a set oxygen limit, e.g. B. 1.5 mg / l, a ventilation unit is switched off. If the oxygen content is below a set oxygen limit, e.g. B. 0.5 mg / l, a ventilation unit is turned on again. In the aeration phase accompanied by the oxygen control, the activation of one ventilation unit is limited by the maximum number of existing ventilation units, while the gradual deactivation of one ventilation unit can only be carried out until the last fan is reached, which has only a minimal turbidity value can be switched off. The turbidity control parameter therefore decides whether ventilation units are switched on or off, while the oxygen control parameter decides how many ventilation units are to be switched on in the ventilation phase according to the current oxygen demand.