DE4006689A1 - Verfahren und vorrichtung zur erfassung der qualitaet von abwaessern - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erfassung der Qualität von Abwässern, bei dem mindestens eine Eigenschaft bzw. ein Inhaltsstoff des Wassers gemes­ sen und zur Abgabe eines Signals oder Steuerbefehls verarbeitet wird, nämlich zur Steuerung von Schiebern, Pumpen, Ventilen, Mehrwegeventilen und dgl. bei Über­ schreitung eines vorgegebenen Grenzwertes durch die Messung. Außerdem betrifft die Erfindung eine Vorrich­ tung zur Durchführung eines entsprechenden Verfahrens.

Derartige Verfahren sind seit langem an Leitungen oder Behältern üblich, um die Eigenschaft der zulaufenden Flüssigkeit zu überwachen. Bei der Überschreitung eines vorgegebenen Grenzwertes wird ein Alarm ausgelöst oder ein Schieber geschlossen oder in sonstiger Weise auf den unnormalen Zustand reagiert.

Es hat sich gezeigt, daß bei der komplizierten Verun­ reinigung heutiger Abwässer die Messung einer einzi­ gen Eigenschaft nicht mehr ausreicht, um eine zuver­ lässige Warnung zu erhalten bzw. um eine genügend aus­ sagekräftige Information über die tatsächliche Ge­ fährlichkeit oder Harmlosigkeit von Abwässern zu er­ halten.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß eine schnelle und genaue Beurteilung von Abwässern möglich ist und die Einleitung entsprechender Gegenmaßnahmen veranlaßt werden kann, wenn sich eine Gefahr abzeichnet.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung vor, daß mehrere Eigenschaften und/oder Inhaltsstoffe fort­ laufend im wesentlich verzögerungsfrei gemessen werden, daß in einem programmierbaren Speicher vorgegebene Grenzwerte der Eigenschaften und/oder Inhaltsstoffe eingelesen werden, und daß in einer Auswerteinheit die Meßwerte mit den Grenzwerten verglichen und zu einem einzigen Signal oder Steuerbefehl bzw. einer Steuerbefehlkette verarbeitet werden.

Bei der einfachsten Art der Verwirklichung der Erfin­ dung werden mehrere Eigenschaften gemessen und aufgrund von Erfahrungswerten hinsichtlich ihrer Berücksichti­ gung gewichtet. Daraus können unterschiedliche Grenz­ werte gebildet werden, deren Grenze dadurch festgelegt ist, daß eine bestimmte Kombination von Eigenschaften und deren Gewichtung diese Grenze herbeiführt. Es kommt dabei auf die sofortige Messung an, weil anderenfalls die Reaktionszeit für Gegenmaßnahmen bei einer von einem Abwasser ausgehenden Gefahr zu kurz ist.

Wesentlich kompliziertere Verhältnisse bei der Zusam­ mensetzung von Abwässern können dann beherrscht wer­ den, wenn die Vorrichtung mit einem Computer ausgestattet ist, der in der Lage ist, die starre Aufsummierung und Gewichtung aufzugeben zugunsten einer Grenzwertbildung mit einer Kette von Bedingungen, die von den jeweiligen Meßwerten abhängen. Damit kann eine beinahe ideale Anpassung der Grenzwerte an tatsächliche Gefahren erreicht werden. Darüber hinaus können Prognosen für bestimmte Anfallmengen und Eigenschaften eingelesen werden, die sich aufgrund von Erfahrungswerten dann einstellen, wenn zu Beginn eines Abwasseranfalls bestimmte Eigenschaften bzw. Inhaltsstoffe gemessen werden. In dieser Weise kann z. B. bei einem plötzlich niedergehenden Platzregen im Anschluß an eine längere Trockenperiode damit gerechnet werden, daß zunächst bei Abwässern, deren Einzugsbereich befahrene Straßen und Plätze sind, stark ölverschmutzte Mengen zulaufen werden, deren Öl abgeschieden werden muß, während danach relativ sauberes Abwasser einläuft, das direkt in eine Kanalisation geleitet werden kann.

Die Erfindung ist in der entsprechend angepaßten Form für jegliche Art von Leitungen und Becken geeignet, in denen z. B. Regenwasser, Löschwasser oder nur hin­ sichtlich der Schadstoffzusammensetzung verdächtigtes Wasser aufgefangen wird. Der Einsatz der Erfindung bie­ tet die Möglichkeit, entsprechende Becken zu verklei­ nern, da in der Regel Perioden selbst bei Löschwas­ serauffangbecken vorhanden sind, in denen eine Ab­ wasserqualität zuläuft, die gefahrlos direkt in die Kanalisation oder in natürliche Gewässer abgeleitet werden kann.

Zur Beibehaltung zuverlässiger Meßergebnisse werden vorzugsweise Sonden eingesetzt, die selbstreinigend sind, also nicht durch eine Verschmutzung, Verschlammung oder sonstige Kontaminierung unbrauchbar bzw. unzuverlässig werden. Derartige Sonden sind am Markt erhältlich.

Die Überschreitung eines bestimmten Grenzwertes oder die Auswahl einer bestimmten Prognose hat über Lei­ stungsausgänge einfache Signalwirkung oder aber die Regelung eines Flüssigkeitslaufs in bestimmter Weise zur Folge. Insbesondere können Programmabläufe und aktive Fließgestaltungen vorgenommen werden.

Wenn z. B. mehrere Auffangbecken vorhanden sind und beispielsweise nach dem Niedergehen eines Platzre­ gens zunächst stark kontaminiertes Wasser anfällt, danach jedoch eine völlig unbedenkliche Qualität in ein anderes Becken zuläuft, kann mit Hilfe der ge­ speicherten Grenzwerte die Gesamtbelastung festge­ stellt werden, die beim Mischen beider Beckeninhalte zu erwarten ist. In dieser Weise kann durch Verdün­ nen einer kontaminierten Charge eine Grenzwertbela­ stung herabgemindert werden, so daß sie kläranlagen­ verträglich ist od. dgl. In dieser Weise wird sicher­ gestellt, daß die jeweilige Anlage zum frühestmögli­ chen Termin wieder betriebsbereit und aufnahmefähig ist.

Im übrigen gestattet die Erfindung bei entsprechender Adaptierung an eine Anlage und die örtlichen Gegebenheiten wegen der zuverlässigen und schnellen Aussage über die Qualität zulaufender Abwässer, das Anlagevolumen klein­ zuhalten, da jede sich nur denkbare Möglichkeit zum Ablassen von verträglichen Wasserqualitäten genutzt werden kann.

Nachfolgend werden zwei Ausführungsbeispiele der Er­ findung, die schematisch dargestellt sind, anhand der Zeichnung erläutert; in der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild für eine Vorrichtung gemäß der Erfindung, die für die Befüllung und Entleerung eines Pufferbeckens vorge­ sehen ist, und

Fig. 2 ein Blockschaltbild gemäß der Fig. 1 für ein weiteres Ausführungsbeispiel der Vor­ richtung gemäß der Erfindung zur Handha­ bung eines Regenrückhaltebeckens.

In den Fig. 1 und 2 ist schematisch in zwei Bei­ spielen wiedergegeben, in welcher Weise eine Vorrich­ tung gemäß der Erfindung Verwendung findet. Darüber hinaus sind selbstverständlich unzählige weitere An­ wendungsfälle möglich, die jedoch dem angesprochenen Fachmann als zur Erfindung gehörig erkennbar sind.

In der Fig. 1 ist eine Leitung 1 wiedergegeben, in der Abwasser geführt wird, das möglicherweise konta­ miniert ist und deshalb nicht direkt in die Kanali­ sation geleitet werden kann. Die Kanalisation ist mit den Buchstaben KA symbolisch angegeben. Vor der Ab­ leitung in die Kanalisation ist eine Abzweigung 2 vor­ gesehen, wobei die Leitung in die Kanalisation KA und die Abzweigung 2 jeweils mit einem Schieber verschließ­ bar sind. Die Abzweigung 2 führt zu einem Becken 3, das ein Rückhaltebecken, Pufferbecken, Behandlungs­ becken od. dgl. sein kann.

Das durch die Leitung 1 strömende Abwasser wird mit Hilfe einer Meßbatterie 4, die aus einzelnen Sonden 7 besteht, dauernd hinsichtlich seiner Eigenschaf­ ten überwacht, und zwar mit Hilfe der einzelnen Son­ den 7, die den PH-Wert, die Leitfähigkeit, das Redox- Potential - symbolisiert durch die Buchstaben Eh - sowie eine evtl. Ölverschmutzung messen. Dazu ist ein Steuergerät vorhanden, das die notwendige Versorgung für die Sonden 7 sowie die Registrierung der Meßwerte vornimmt.

Die einzelnen Meßwerte können direkt auf einem Drucker oder einer Mattscheibe zur Anzeige gebracht werden und zusätzlich oder alternativ einer Auswerteinrich­ tung zugeführt werden, die sich an das Steuergerät anschließt. Es handelt sich hierbei um einen Computer oder Mikroprozessor, der mit Hilfe des eingelesenen Programmes in der Lage ist, aus der Kombination der Einzelmessungen einen Gefährdungszustand für eine Ab­ leitung des Abwassers in die Kanalisation zu erkennen. Die aufgearbeiteten Meßwerte können wiederum ausge­ druckt werden, alternativ oder zusätzlich können Steu­ erbefehle an eine Steuerung gegeben werden, die den Flüssigkeitslauf der gesamten Anlage bestimmt.

Es sei angenommen, in der Leitung 1 fließe plötzlich eine Abwasserqualität zu, deren Eigenschaften aufgrund der Messungen mit Hilfe der Sonden 7 als nicht tole­ rierbar zur Einleitung in die Kanalisation KA sei. Über die erfindungsgemäße Vorrichtung wird dann der Schie­ ber zur Kanalisation geschlossen und der Schieber an der Abzweigung 2 geöffnet. Das verunreinigte Abwasser strömt dann in den Behälter 3. Dieser ist mit drei Kammern ausgerüstet, die nach Art von Absetzbecken mit Überlauf hintereinandergeschaltet sind. In jeder Kammer befindet sich wiederum eine Meßbatterie 4, die verkürzt mit dem Buchstaben M angedeutet ist. Neben einer Sedimentierung kann in jeder Kammer eine che­ mische oder bakteriologische Behandlung erfolgen, so daß von Kammer zu Kammer die Eigenschaften verbessert werden können. Wenn schließlich eine Qualität erreicht ist, die ausreicht, um in die Kanalisation abgelassen zu werden, tritt wiederum die Steuerung für den Flüs­ sigkeitslauf in Tätigkeit und öffnet einen weiteren Schieber an einer Auslaufleitung 5, die zur Kanalisa­ tion führt.

Es ist offensichtlich, daß die mit der erfindungsge­ mäßen Vorrichtung betreibbare Anlage in der Lage ist, jederzeit die Befüllung des Beckens 3 zu unterbre­ chen, wenn kanalisationstaugliches Abwasser zuläuft, was fortlaufend überprüft wird. In dieser Weise kann das Becken 3 kleiner sein als an herkömmlichen Anlagen, weil ohne eine dauernde, verzögerungsfreie Überprü­ fung der Abwasserqualität oftmals vorsichtshalber eine gesamt zuströmende Abwassermenge aufgefangen wird, ehe über die Weiterleitung in die Kanalisation entschie­ den wird.

In der Fig. 2 ist ein Anwendungsbeispiel für eine Vor­ richtung gemäß der Erfindung verdeutlicht, die wesent­ lich einfacher aufgebaut ist und weniger Teile umfaßt. Es geht um die Qualität von Abwasser in einem Regen­ rückhaltebecken, das durch den Behälter 3 gebildet wird. Normalerweise sind derartige Becken in erster Linie dazu da, um schubartig anfallende Regenmengen aufzufangen und die zu Beginn eines derartigen Schubes auftretenden starken Verunreinigungen soweit zu ver­ dünnen, daß die Menge als Ganzes später in die Kana­ lisation gelassen werden kann. Mit Hilfe der Erfin­ dung ist es möglich, das Becken kleiner zu halten, weil der Zeitpunkt abgepaßt werden kann, an dem die Verdünnung ausreicht, um die bis dahin angefallene Menge und die noch zulaufende Menge direkt in die Ka­ nalisation laufen zu lassen.

Wiederum werden verschiedene Eigenschaften des in der Leitung 1 zulaufenden Abwassers gemessen. Es handelt sich dabei um den PH-Wert (PH), um die Leitfähigkeit (LF), um das Redox-Potential (Eh) um eine Ölverschmut­ zung (OE) und um die Trübung (T), wofür jeweils Son­ den (7) vorgesehen sind. In der Auslaufleitung 5 des Behälters 3 befindet sich eine Pumpe 6, die an die Steuerung der Vorrichtung angeschlossen ist.

Die Messung kann ergänzt sein durch Mengenmessungen, so daß für den Rechner der Vorrichtung erkennbar ist, in welcher Menge welche Schadstoffkonzentrationen ge­ messen worden sind. Selbstverständlich können auch noch weitere Parameter gemessen werden, sofern sie sofort zu messen sind, also ohne lange Einwirkzeit auf chemische Indikationsstoffe oder dgl. festgestellt werden können.

Claims (13)

1. Verfahren zur Erfassung der Qualität von Abwässern, bei dem mindestens eine Eigenschaft bzw. ein In­ haltsstoff des Wassers gemessen und zur Abgabe eines Signals oder Steuerbefehls verarbeitet wird, nämlich zur Steuerung von Schiebern, Pumpen, Ven­ tilen, Mehrwegeventilen und dgl. bei Überschreitung eines vorgegebenen Grenzwertes durch die Messung, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Eigenschaften und/oder Inhaltsstoffe fortlaufend im wesentlichen verzögerungsfrei gemessen werden, daß in einen programmierbaren Speicher vorgegebene Grenzwerte der Eigenschaften und/oder Inhaltsstoffe eingelesen werden, und daß in einer Auswerteinheit die Meßwerte mit den Grenzwerten verglichen und zu einem einzigen Signal oder Steuerbefehl bzw. einer Steuerbefehlkette verarbeitet werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Speicher und die Auswert­ einheit durch einen Computer gebildet werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der pH-Wert und die Leitfähigkeit gemessen werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Redox-Potential gemessen wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Trübung gemessen wird.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Öl­ gehalt gemessen wird.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Messung optisch auswertbarer Meßgrößen berührungs­ frei gemessen wird.

8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß für die Messung jeder Eigen­ schaft bzw. jedes Inhaltsstoffes jeweils eine Sonde (7) vorgesehen ist, daß der programmierbare Spei­ cher und die Auswerteinheit Bestandteil eines Com­ puters sind, und daß an die Auswerteinheit Signal­ leitungen angeschlossen sind, die mit Schiebern, Pumpen, Ventilen, Mehrwegeventilen und dgl. verbun­ den sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß jede Sonde (7) im Zulauf eines Regenbeckens installiert ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß jede Sonde (7) im Zulauf eines Löschwasserauffangbeckens installiert ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß jede Sonde (7) im Zulauf eines Pufferbehälters installiert ist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß jede Sonde (7) selbstreinigend ausgebildet ist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß jede Sonde (7), soweit sie optisch auswertbare Meßgrößen erfaßt, oberhalb des Abwasserspiegels angeordnet ist und berührungsfrei arbeitet.