DE4315748C2 - Vorrichtung und Verfahren zur Bestimmung des Schlammabsetzvolumenanteils in einem Belebtschlamm-Wassergemisch - Google Patents
Vorrichtung und Verfahren zur Bestimmung des Schlammabsetzvolumenanteils in einem Belebtschlamm-WassergemischInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bestimmung des
Schlammabsetzvolumenanteils in einem Belebtschlamm-Was
sergemisch.
Unter dem Schlammabsetzvolumenanteil, auch
Schlammvolumenanteil genannt, versteht man gemäß der
Deutschen Industrienorm DIN 38414 Teil 10 den Anteil des
Volumens den der belebte Schlamm eines
Schlamm-Wassergemisches nach ungestörtem Absetzen
innerhalb einer vorbestimmten Zeit (30 Minuten) einnimmt.
Es sind Geräte zur selbsttätigen Ermittlung des
Schlammvolumenanteils entwickelt worden (so z. B. Staiger
Mohilo, D-7060 Schorndorf: Meßsystem 7800 SVA zur Erfas
sung von Schlammvolumen). Dieses Meßsystem kann zur
kontinuierlichen Ermittlung des Schlammabsetzvolumens
unmittelbar an einer Abwasserreinigungsanlage eingesetzt
werden. Die sich ergebenden Meßwerte können zur Betriebs
regelung der Abwasserreinigungsanlage eingesetzt werden.
Weitere Meßsysteme sind auch aus den Druckschriften DE 35 05 520 C2
und EP 00 17 712 A bekannt.
Bei hohen Schlammvolumenanteilen (< 250 ml/l) kann der
Absetzvorgang durch die Gefäßwandung und durch die gegen
seitige Behinderung der einzelnen Flocken gestört werden.
Entsprechend der genannten DIN-Norm wird daher vorge
schrieben, bei zu hohen Schlammvolumenanteilen eine
schrittweise Verdünnung vorzunehmen, und zwar in vorgege
benen Volumenverhältnissen von 1 : 1, 1 : 2 und 1 : 3.
Im Prospekt 7800/01, 07/92, Staiger-Mohilo, wird eine
Anordnung vorgeschlagen, bei der über eine in einer
Rückführhauptleitung angeordnete Pumpe das Belebt
schlamm-Wassergemisch angesaugt und so durch das ganze
System geführt wird, um dieses mit frischem Meßgut zu
füllen. Nach Ablauf dieser Spülzeit stoppt die Pumpe. Eine
Kolbenstange einer Kolbenstange-Meßzylindereinheit als
Teil der eigentlich Detektionseinrichtung für den
Schlammpegel fährt nach unten und saugt über eine an das
Belebungsbecken direkt angeschlossene Ansaugleitung Meßgut
in den Meßzylinder. Eine Schlammabsetzpegelmeßeinrichtung
folgt der Trennzone zwischen Klarzone und Dunkelzone, um
so den Schlammabsetzvolumenanteil zu bestimmen. Eine
Prozeßwasseranschlußleitung für unter Druck stehendes
Prozeßwasser mit in die Leitung eingeschaltetem Druckre
duzierventil, mündet in die genannte Ansaugleitung zwi
schen Belebungsbecken und Meßzylinder. Durch Einstellen
des Druckreduzierventils soll ein gewünschtes Verdün
nungsverhältnis einstellbar sein. Problematisch ist
hieran, daß das tatsächliche Verdünnungsverhältnis im
Meßzylinder von einer Reihe von Größen abhängig ist, die
sich während des Betriebs unter Umständen ändern können.
So ist das tatsächliche Verdünnungsverhältnis von der
Geschwindigkeit abhängig, mit der der Kolben nach unten
gefahren wird. Eine exakte Einstellung verschiedener
vorgegebener Wasserdruckwerte mit Hilfe des Druckredu
zierventils, ggf. bei schwankendem Prozeßwasserdruck, ist
in vielen Fällen nicht immer gewährleistet. Eine einfache
optische Überprüfung des gewünschten Mischungsverhältnis
ses ist nicht möglich.
Eine einfache optische Nachprüfbarkeit des jeweils einge
stellten Verdünnungsverhältnisses ist bei einer weiteren
bekannten Vorrichtung zur Bestimmung des Schlammabsetzvo
lumenanteils gegeben (Norbert Bäuml, BTG-Anlagentechnik
GmbH "Automatische Bestimmung von Schlammvolumen und
Schlammindex" - Beitrag zur 6. BTG-Abwasser- und Schlamm
behandlungstagung am 21./22.9.1990 in Oberwiesenthal). Es
sind hier zwei Meßbehälter vorgesehen, einer für Verdün
nungswasser und der andere für das Gemisch. Beide Meßbe
hälter sind mit einem höheneinstellbaren Überlauf verse
hen, so daß gewünschte Verdünnungsverhältnisse feinstufig
eingestellt werden können. Die Befüllung des Wasser-Meßbe
hälters erfolgt durch Zuführen von Wasser, beispielsweise
aus einer Druckwasserleitung, im Überschuß. Dementspre
chend wird aus einem oberhalb des Gemisch-Meßbehälters
angeordneten Vorlagebehälter Schlammwassergemisch im
Überschuß an den Gemisch-Meßbehälter abgegeben. Die
Befüllung des Vorlagebehälters wiederum erfolgt über eine
selbstansaugende Pumpe in einer Rückführhauptleitung, die
über eine vom Belebungsbecken ausgehende Ansaugleitung
Schlammwassergemisch durch den Vorlagebehälter zieht. Nach
Befüllen der beiden Meßbehälter fährt der Kolben der
unterhalb der beiden Meßbehälter angeordneten
Kolbenstange-Meßzylindereinheit nach unten zur entspre
chenden Entleerung der beiden Meßbehälter über zwei von
den beiden Meßbehältern ausgehende und sich vor dem
Zylinder vereinigende Falleitungen.
Nachteilig an dieser Anordnung ist, daß lediglich bei
einem Mischungsverhältnis von 1 : 1 die Entleerung beider
Dosierbehälter zur gleichen Zeit endet und somit eine
gleichmäßige Durchmischung von Verdünnungswasser und
Schlammwassergemisch erfolgt. Bei anderen
Mischungsverhältnissen ist dies jedoch nicht der Fall. So
ist bei einem Mischungsverhältnis von 1 : 3 bereits nach
1/3 der Einfüllzeit der gesamte Schlamm in den Meßzylinder
eingefüllt, während anschließend lediglich
Verdünnungswasser in den Meßzylinder gelangt und somit auf
die bereits eingesaugte Materialmenge aufgeschichtet wird.
Dies kann die Genauigkeit der Messung deutlich
beeinträchtigen, da diese eine gleichmäßig durchmischte
Ausgangsprobe voraussetzt. Nachteilig ist ferner, daß zur
Veränderung des gewünschten Mischungsverhältnisses zwei
aufeinander genau abgestimmte Verstelltätigkeiten
vorgenommen werden müssen, nämlich die Anhebung des
Überlaufs in einem der Meßbehälter mit entsprechender
Absenkung des Überlaufs im anderen Meßbehälter. Nachteilig
ist auch, daß die bekannte Anlage ziemlich hoch baut, da
die Meßbehälter oberhalb der Kolbenstange-Zylindereinheit
und der Vorlagebehälter oberhalb der Meßbehälter
anzuordnen sind. Schließlich sind die Meßbehälter nach
oben hin offen, um den Zugang zu den Überläufen zu
ermöglichen. Der Einbau der gesamten Anordnung in einen
geschlossenen Schrank ist daher nur beschränkt möglich.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung
zur Bestimmung des Schlammabsetzvolumenanteils in einem
belebten Schlamm-Wasser-Gemisch bereitzustellen, die bei
kompaktem Aufbau eine einfach durchzuführende Einstellung
des gewünschten Verdünnungsgrads erlaubt und dabei eine
gleichmäßige Durchmischung von Verdünnungswasser und
Schlamm-Wasser-Gemisch sicherstellt.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merk
malen des Anspruchs 1 gelöst. Zur stufenweisen Einstellung
des gewünschten Verdünnungsverhältnisses ist lediglich ein
entsprechendes Absperrventil in der jeweiligen Ansaugzwi
schenleitung zwischen Wasservorlagebehälter und Mischteil
zu betätigen. Bevorzugt sind drei vom Wasser-Vorlagebe
hälter ausgehende Ansaugzwischenleitungen vorgesehen. Mit
dieser Anordnung lassen sich die von der DIN-Norm 38414
Teil 10 geforderten Volumenverhältnisse 1 : 1, 1 : 2 und 1 : 3
durch Zuschalten jeweils einer weiteren Ansaug-Zwi
schenleitung schnell und exakt einstellen. Die Mischung
von Verdünnungswasser und Schlamm-Wasser-Gemisch erfolgt
im Mischerteil, und zwar sowohl während der Spülphase
durch Inbetriebnahme der selbstansaugenden Pumpe in der
Rückführhauptleitung in der entsprechenden Stellung des
3-Wege-Ventils, als auch während des Ansaugvorgangs durch
Herabfahren des Kolbens im Meßzylinder. Da der Kolben
aktiv ansaugt, können die beiden Vorlagebehälter von der
Kolbenstange-Meßzylindereinheit unabhängig räumlich
angeordnet werden, also auch neben der Kolbenstange-
Meßzylindereinheit oder unter ihr. Beide Vorlagebehälter
können geschlossen ausgebildet sein. Zur anfänglichen
Befüllung des Gemisch-Vorlagebehälters dient wiederum die
selbstansaugende Pumpe in der entsprechenden Stellung des
3-Wege-Ventils. Da die Pumpe in der Rückführhauptleitung
angeordnet ist, beeinträchtigt sie nicht die Konsistenz
des belebten Schlamm-Wasser-Gemisches, wie dies bei einer
Pumpe der Fall wäre, die im Materialfluß vom
Belebungsbecken zum Zylinder angeordnet ist. Aus der
Stellung der Absperrventile in den
Ansaug-Zwischenleitungen läßt sich unmittelbar auf das
eingestellte Verdünnungsverhältnis schließen. Da diese
Absperrventile lediglich zwei Schaltstellungen, nämlich
völlig geschlossen oder völlig geöffnet, aufweisen,
ergeben sich auch stets genau reproduzierbare Ver
dünnungsverhältnisse. Da beide Vorlagebehälter geschlossen
sind, ist eine Kontamination der Umgebung, beispielsweise
der übrigen, in einen Meßschrank eingebauten Baueinheiten
der Vorrichtung, ausgeschlossen.
Um eine Befüllung des Gemisch-Vorlagebehälters unabhängig
vom Zustand der übrigen Anlage vornehmen zu können, werden
die Maßnahmen des Anspruchs 2 vorgeschlagen. Das Befüllen
des Gemisch-Vorlagebehälters durch entsprechendes Abpumpen
mit Hilfe der selbstansaugenden Pumpe wird sowohl bei
geschlossenem Absperrventil in der Ansaug-Zwischenleitung,
als auch bei geschlossenem Absperrventil im Belüftungs
auslaß vorgenommen. Beide Ventile werden anschließend
geöffnet für die noch folgende kurzzeitige Spülung und
den darauffolgenden Ansaugvorgang mit Hilfe des nach unten
fahrenden Kolbens der Kolbenstange-Meßzylindereinheit.
Die Absperrventile können Kugelhähne umfassen, die sich
durch maximalen Öffnungsquerschnitt bei zuverlässiger
Funktion auszeichnen. Die Absperrventile können
handbetätigbar sein oder auch elektrisch oder pneumatisch.
In letzterem Falle kommt eine Anlagensteuerung mittels
einer elektronischen Steuereinrichtung in Frage, die die
Absperrventile dementsprechend ansteuert.
Gemäß den Ansprüchen 8 und 9 kann die Zuführung des
Verdünnungswassers über eine Förderpumpe in der Zuführ
hauptleitung erfolgen, wobei der Vorlagebehälter wiederum
mit einem einen Sollpegel festlegenden Überlauf versehen
sein kann. Zur einfachen Steuerung der Förderpumpe wird
gemäß Anspruch 10 vorgeschlagen, daß die Steuereinrichtung
diese solange in Betrieb hält, wie auch die selbstansau
gende Pumpe in der Rückführleitung in Betrieb ist.
Aufgrund ihres kompakten Aufbaus mit geschlossenen Vorla
gebehältern kann die Vorrichtung auch in ein Gehäuse,
insbesondere einen Schrank, eingebaut werden. Der Schrank
kann isoliert sein und/oder klimatisiert sein, um insbe
sondere höhere Temperaturen zu vermeiden, die zu einer
Nitrifizierung des Schlammes führen könnten.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Bestimmung
des Schlammabsetzvolumenanteils in einem Belebtschlamm-
Wassergemisch entsprechend den Ansprüchen 13 und 15.
Im Anspruch 15 ist angegeben, wie die erfindungsgemäße
Vorrichtung gemäß der Anweisung der DIN 38414 Teil 10 das
Verdünnungsverhältnis solange schrittweise erhöht, bis der
gemessene Schlammpegel einem vorgegebenen Grenzwert ist
(beispielsweise entsprechend einem Schlammvolumen 250
ml/l).
Die Erfindung wird im folgenden an einem Ausführungsbei
spiel anhand der Zeichnung erläutert.
Die einzige Figur zeigt eine vereinfachte Schemadarstel
lung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Bestimmung des
Schlammabsetzvolumenanteils in einem belebten Schlamm-
Wasser-Gemisch.
Aufgrund ihrer kompakten Anordnung und Kontaminations
freiheit, kann die insgesamt mit 10 bezeichnete Vorrich
tung in einen Geräteschrank 12 eingebaut werden, der in
der beigefügten Figur lediglich mit unterbrochener Umriß
linie angedeutet ist.
In den Schrank führen eine Ansaughauptleitung 14 für das
Gemisch, die beispielsweise direkt an ein Belebungsbecken
angeschlossen ist. Der Pegel des Belebungsbeckens ist in
der Zeichnung mit 16 angegeben. In den Schrank 10 führt
weiterhin eine Zuführhauptleitung 18 für Verdünnungs
wasser, die an eine Prozeßwasserleitung angeschlossen sein
kann oder an ein Nachklärbecken. Die Zuführhauptleitung 18
kann unter Wasserdruck stehen, wobei dann im Schrank 12
ein Absperrventil vorzusehen ist, ggf. mit Druckreduzierungs
stufe. Alternativ kann in der Hauptleitung auch eine Pumpe
vorgesehen sein, die in der Figur mit 20 bezeichnet ist.
Diese Ansaugpumpe kann sich, wie dargestellt, innerhalb
des Schranks 12 befinden oder auch als Tauchpumpe am
Ansaugende der Zuführhauptleitung 18, beispielsweise im
Nachklärbecken.
Die Ansaug-Hauptleitung 14 endet in einem geschlossenen
Gemisch-Vorlagebehälter 22 und die Zuführhauptleitung in
einem Wasser-Vorlagebehälter 24. In beiden Behältern ist
der Sollpegel mit 24a bzw. 22a bezeichnet.
Der Sollpegel 24a im Wasser-Vorlagebehälter 24 wird
dadurch erzwungen, daß in dieser Höhe eine Überlaufleitung
26 aus dem Vorlagebehälter (24) herausgeführt ist.
Dementsprechend wird beim Behälter 22 der Sollpegel 22a
durch einen in der entsprechenden Höhe ausmündenden
Absauganschluß 28 sichergestellt, über den beim Befüllen
des Vorlagebehälters 22 ständig Material abgesaugt wird,
wie im folgenden noch näher beschrieben werden wird. Neben
der Überlaufleitung 26 wird aus dem Schrank 12 noch eine
weitere Leitung herausgeführt, nämlich eine
Rückführhauptleitung 30, die von einem 3-Wege-/
2-Stellungs-Ventil 32 ausgeht und beispielsweise wiederum
im Belebungsbecken endet. In die Rückführhauptleitung ist
eine selbst ansaugende Pumpe 34 eingeschaltet.
Eine Schlamm-Absetzpegel-Meßeinrichtung 36 herkömmlichen
Aufbaus (beispielsweise entsprechend Staiger-Mohilo 7800
SVA) ist in der Zeichnung mit unterbrochener Umrißlinie
angedeutet und umfaßt eine Kolbenstange-Meßzylindereinheit
38 mit Meßzylinder 40 und Kolben 42 an einer durch einen
Motor 46 auf und ab bewegbaren Kolbenstange 44. Eine
Dektektionseinrichtung 48 folgt der Trennzone zwischen
Klarzone und Dunkelzone (= abgesetzter Schlamm), und zwar
auf optischem Wege beispielsweise mittels Lichtschranke.
Am oberen Ende des Meßzylinders (40) befindet sich ein
Eingangsanschluß 40a sowie ein Ausgangsanschluß 40b. Der
Eingangsanschluß 40a ist über eine erste Verbindungslei
tung 48 mit einem Ausgang 50a eines Mischerteils 50
verbunden. Eine zweite Verbindungsleitung 52 verbindet den
Ausgangsanschluß 40b mit einem ersten Eingangsanschluß 32a
des 3-Wege-Ventils 32. Ein zweiter Eingangs-Anschluß 32b
des 3-Wege-Ventils 32 ist über eine dritte Verbindungs
leitung 54 mit dem bereits erwähnten Absauganschluß 28 des
Gemisch-Vorlagebehälters 22 verbunden. An den einzigen
Ausgangsanschluß 32c des 3-Wege-Ventils 32 ist die eben
falls bereits erwähnte Rückführhauptleitung (30)
angeschlossen.
Das Mischerteil 50 steht mit dem Gemisch-Vorlagebehälter
22 über eine Ansaug-Zwischenleitung 60 in Verbindung, die
zur weitgehenden Ausnutzung der eingefüllten Gemisch-Menge
im Gemisch-Vorlagebehälter (22) knapp oberhalb des
Behälterbodens endet. In die Ansaugzwischenleitung 60 ist
ein Absperrventil 62 eingeschaltet, welches motorbetrieben
sein kann. In den Mischer 50 münden ferner drei weitere
Ansaug-Zwischenleitungen 64, 66 und 68, die jeweils in den
Wasser-Vorlagebehälter 24 einmünden und dort ebenfalls
knapp oberhalb des Behälterbodens enden. In jede der
Leitungen 64, 66, 68 ist jeweils ein Absperrventil 70, 72, 74
eingeschaltet, die handbetrieben oder, bevorzugt,
motorbetrieben zum Anschluß an eine in der Figur angedeu
tete elektronische Steuereinrichtung 75 ausgebildet sind.
Zur wahlweisen Belüftung des ansonsten vollständig abge
schlossenen Behälters 22 ist am Behälterdeckel 22b ein
Belüftungsauslaß 76 vorgesehen mit elektrisch betätigbarem
Absperrventil 78. Es kann sich hierbei, wie bei den
Absperrventilen 62, 70, 72 und 74 auch um ein Kugelventil
handeln, welches mittels entsprechenden Elektromotors
betätigbar ist; es kommen auch anderweitig, z. B. pneuma
tisch oder elektromagnetisch betätigbare, Ventile in Frage.
Falls eine automatische Einstellung des jeweils gewünsch
ten Verdünnungsgrades nicht unbedingt erforderlich ist,
können die Absperrventile zumindest auch teilweise manuell
betätigbare Ventile sein.
Zum generellen Aufbau ist noch zu ergänzen, daß beide
Vorlagebehälter 22 und 24 jeweils mit einem Ablaßanschluß
80, 82 versehen sind, um den gesamten Behälterinhalt im
Bedarfsfalle, beispielsweise zur Reinigung der Anlage,
ablassen zu können. Die Leitungen 80 und 82 sind demzu
folge jeweils mit einem Absperrventil 80a bzw. 82a verse
hen.
Für den automatischen Meßbetrieb mittels der
elektronischen Steuereinrichtung 75 sind die erwähnten
Absperrventile 62, 70, 72, 74, 78, das 3-We
ge-/2-Stellungs-Ventil 32, die Pumpen 34 und 20 sowie die
Schlammabsetzpegel-Meßeinrichtung 36, insbesondere deren
Motor 76 und die Detektionseinrichtung 48 mit der elek
tronischen Steuereinrichtung 75 verbunden, und zwar über
eine in der Zeichnung mit Strich-Punkt-Linien symbo
lisierte elektrische Leitung. Falls das jeweilige
Mischungsverhältnis manuell und nicht automatisch einge
stellt werden soll, vereinfacht sich dementsprechend der
elektrische Aufbau.
Zur Beginn der Messung steht der Kolben 42 in seiner
oberen Position. Das Absperrventil 62 (2/2-Wege-Kugelhahn
ventil) und das Absperrventil 78 (= Belüfungsventil) sind
geschlossen; das Ventil 32 (3-Wege-/2-Stellungen-Kugelhahn
ventil) steht in der in der Figur angedeuteten Stellung A.
In dieser Stellung ist lediglich der Eingang 32b mit dem
Ausgang 32c verbunden; der Eingang 32a dagegen ist abge
sperrt.
Das gewünschte Verdünnungsverhältnis wird nun über die
Absperrventile 70, 72, 74 (Kugelhähne) entweder manuell oder
ggf. elektrisch eingestellt. Sind sämtliche Absperrventile
70, 72, 74 geschlossen, so ist das Verdünnungsverhältnis 1 : 0.
Ist eines der Absperrventile 70, 72, 74 geöffnet, so
beträgt das Verdünnungsverhältnis 1 : 1. Sind zwei oder
drei der Absperrventile 70, 72, 74 geöffnet, so ist das
Verdünnungsverhältnis 1 : 2 bzw. 1 : 3. Die Anzahl der
geöffneten Absperrventile bestimmt also unmittelbar das
Verdünnungsverhältnis.
Nach dem Start der Messung saugt die Pumpe 34 Belebt
schlamm in den Vorlagebehälter 22. Gleichzeitig wird die
Pumpe 20 gestartet, um Verdünnungswasser aus der Nachklä
rung in den Vorlagebehälter 24 zu pumpen. Steht Verdün
nungswasser in einer Rohrleitung unter Druck zur Verfü
gung, so wird statt der Pumpe ein Ventil angesteuert. Die
beiden Pumpen 20 und 34 werden solange betrieben, bis
beide Vorlagebehälter 22, 24 gefüllt sind und
Überschußflüssigkeit über den Absaug-Anschluß 28 bzw. die
Überlaufleitung 26 abgezogen wird.
Nach einer dementsprechend festgelegten Zeit wird
gleichzeitig durch Abschalten der Pumpen 20, 34
das Befüllen der Vorlagebehälter 22 und 24 unterbrochen.
Das Absperrventil 62 sowie das Absperrventil 64 werden
geöffnet und das Ventil 32 in die Stellung B umgeschaltet.
In dieser Stellung ist der Eingang 32a mit dem Ausgang
32c verbunden, dagegen der Eingang 32b abgesperrt. Die
Pumpe 34 wird erneut in Betrieb gesetzt und saugt in der
Folge durch den einzigen Ausgang 50a des Mischerteils 50
sowohl Schlammwassergemisch aus dem Vorlagebehälter 22 an
als auch, falls zumindest eines der geöffneten Absperr
ventile 70, 72, 74 geöffnet ist, auch Verdünnungswasser aus
dem Vorlagebehälter 24. Das Mischungsverhältnis ist, wie
vorstehend beschrieben, durch die Anzahl der geöffneten
Absperrventile 70, 72, 74 festgelegt. Die Durchmischung
erfolgt im Mischerteil 50. Die Pumpe 34 wird solange
betrieben, bis sichergestellt ist, daß Schlammwasser
gemisch und Verdünnungswasser den Meßzylinder 40 im
gewünschten Verdünnungsverhältnis erreicht haben (=
Spülung des gesamten Systems mit Gemisch mit dem vorgege
benen Mischungsverhältnis). Wird dann nach Abschalten der
Pumpe 34 der Kolben 42 durch entsprechende Betätigung des
Motors 46 nach unten gezogen, so saugt dieser die vorge
schriebene Menge (1000 ml) des gewünschten Gemisches in
den Meßzylinder 40. Anschließend erfolgt die eigentliche
Messung. Die Lichtschranke der Detektionseinrichtung 48
ermittelt den Schlammpegel.
Nach Ablauf einer frei vorwählbaren Meßzeit (bei Belebt
schlamm 30 Minuten) fährt der Kolben 42 nach oben;
gleichzeitig wird die Pumpe 34 für kurze Zeit in Betrieb
gesetzt, um den verbliebenen Rest zurück in das
Belebungsbecken zu fördern. Das Absperrventil 76 wird
geschlossen; das Ventil 32 wird in die Stellung A umge
schaltet. Anschließend beginnt ein neuer Meßzyklus.
Wenn, wie dargestellt, die Absperrventile 70, 72, 74 von der
elektronischen Steuereinrichtung 75 fernbedienbar sind,
kann das erforderliche Mischungsverhältnis auch selbsttä
tig ermittelt werden. Die erste Messung wird beim Mi
schungsverhältnis 1 : 0 durchgeführt. Ist der bei dieser
Messung ermittelte Schlammpegel oberhalb eines vorgege
benen Grenzwertes (entsprechend einem Schlammabsetzvolumen
von mehr als 250 ml), so wird eine zweite Messung durch
geführt mit Mischungsverhältnis 1 : 1. Ist auch hier der
gemessene Schlammpegel zu hoch, so wird in einer weiteren
Messung das Verdünnungsverhältnis auf 1 : 2 erhöht. Ist
auch dies nicht ausreichend, so wird in einer weiteren
Messung das Mischungsverhältnis auf 1 : 3 erhöht. Dieje
nige Messung, bei der der Wert 250 ml/l erstmalig unter
schritten wird, wird als eigentlicher Meßwert
weiterverwertet.
Bei der Erfindung ist lediglich eine einzige Pumpe 34 für
die Schlammförderung und die Entlüftung des Systems bzw.
Spülung des Systems erforderlich. Bei sämtlichen einstell
baren Mischungsverhältnissen erhält man eine gleichmäßig
intensive Mischung des Verdünnungswassers mit dem
Schlamm-Wasser-Gemisch. Die Einrichtung zeichnet sich
durch Kompaktheit, insbesondere geringe Bauhöhe, aus, da
die Vorlagebehälter 22, 24 im Verhältnis zur
Kolbenstange-Meßzylindereinheit 38 praktisch beliebig
angeordnet werden können, da der herabfahrende Kolben in
dem geschlossenen System die erforderliche Flüssigkeits
menge aus dem Mischerteil 50 ansaugt. Die Flüssigkeits- und
Schlammführung ist im wesentlichen geschlossen, was
kontaminationsfreien, zuverlässigen Dauerbetrieb, auch bei
Einbau in einen Schrank, sicherstellt. Durch entsprechende
Schaltung des 3-Wege-Ventils kann mit ein und derselben
Pumpe 34 wahlweise der Gemisch-Vorlagebehälter 22 gefüllt
oder das System gespült werden. Das Mischungsverhältnis
wird in einfacher Weise durch entsprechendes Öffnen der
Absperrventile 70, 72, 74 eingestellt. Im Mischer 50 erfolgt
eine gleichmäßige Durchmischung des Verdünnungswassers mit
dem Schlamm-Wasser-Gemisch aus dem Belebungsbecken.
Claims (14)
1. Vorrichtung (10) zur Bestimmung des Schlammabsetz
volumenanteils in einem belebten Schlamm-Wasser-
Gemisch, umfassend
- a) eine Ansaug-Hauptleitung (14) für das Gemisch,
- b) eine Zuführ-Hauptleitung (18) für Verdünnungswasser,
- c) einen geschlossenen Gemisch-Vorlagebehälter (22) für das Gemisch, in den die Ansaug-Hauptleitung (14) einmündet, und der mit einem mittels eines Absperrventils (78) absperrbaren Belüftungs-Auslaß (76) versehen ist,
- d) einen Wasser-Vorlagebehälter (24) für das Verdünnungswasser, in den die Zuführ-Hauptleitung (18) einmündet,
- e) eine Ansaug-Zwischenleitung (60), die vom Gemisch-Vorlagebehälter (22) ausgeht,
- f) wenigstens zwei jeweils mittels eines Absperrventils (70, 72, 74) absperrbaren Ansaug-Zwischenleitungen, die vom Wasser-Vorlagebehälter (24) ausgehen,
- g) ein Mischerteil (50) mit mehreren Eingängen, an die die Ansaug-Zwischenleitungen (60, 64, 66, 68, 78) angeschlossen sind, und mit einem Ausgang,
- h) eine erste Verbindungsleitung (48), die vom Mischer teil (50) ausgeht,
- i) eine Schlamm-Absetzpegel-Meßeinrichtung (36), mit einer Kolbenstange-Meßzylindereinheit (38) und einer Detektionseinrichtung für einen Schlammpegel im Meßzylinder (40) mit einem an die erste Verbindungs leitung (48) angeschlossenen Eingangsanschluß (40a) und einem Ausgangsanschluß (40b),
- j) eine zweite Verbindungsleitung (52), die vom Ausgangsanschluß (40b) des Meßzylinders (40) ausgeht,
- k) eine dritte Verbindungsleitung (54), die von einem im Bereich eines Gemisch-Sollpegels (22a) des Gemisch-Vorlagebehälters (22) ausmündenden Absaug- Anschluß (28) ausgeht,
- l) eine Rückführ-Hauptleitung (30), in welche eine selbstansaugende Pumpe (34) eingeschaltet ist,
- m) ein Dreiwege-Ventil (32), dessen Ausgangsanschluß (32c) wahlweise mit einem ersten oder einem zweiten Eingangsanschluß (32a, 32b) verbindbar ist, dessen erster Eingangsanschluß (32a) an die zweite Verbindungsleitung (52) angeschlossen ist, dessen zweiter Eingangsanschluß (32b) an die dritte Verbindungsleitung (54) angeschlossen ist, und von dessen Ausgangsanschluß (32c) die Rückführ-Haupt leitung (30) ausgeht.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die vom Gemisch-Vorlagebehälter (22) ausgehende
Ansaug-Zwischenleitung (60) mittels eines Absperr
ventils (62) absperrbar ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Absperrventile (60, 62, 70, 72, 74)
Kugelhähne umfassen.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Absperrventile handbetätigbar sind.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Absperrventile (62, 70, 72, 74, 78)
elektrisch oder pneumatisch betätigbar sind.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß wenigstens ein Teil der Absperrventile
(62, 70, 72, 74, 78) mittels einer elektronischen
Steuereinrichtung (75) ansteuerbar ist.
7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß drei vom Wasservorlagebe
hälter (24) ausgehende Ansaug-Zwischenleitungen
(64, 66, 68) vorgesehen sind.
8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß in die Zuführ-Hauptlei
tung für Verdünnungswasser eine Förderpumpe (20)
eingeschaltet ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
daß der Wasser-Vorlage-Behälter mit einem einen
Soll-Pegel festlegenden Überlauf versehen ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekenn
zeichnet, daß eine Steuereinrichtung (75) vorgesehen
ist, die die Förderpumpe (20) solange in Betrieb
hält, wie auch die selbstansaugende Pumpe (34) in der
Rückführ-Hauptleitung (30) in Betrieb ist.
11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
gekennzeichnet durch ein die Vorrichtung aufnehmendes
Gehäuse, insbesondere Schrank (12).
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,
daß der Schrank (12) isoliert und/oder klimatisiert
ist.
13. Verfahren zur Bestimmung des Schlammabsetzvolumenan
teils in einem Belebtschlamm-Wasser-Gemisch,
umfassend folgende Schritte:
- a) Füllen eines an eine Ansaug-Hauptleitung (14) für das Gemisch angeschlossenen, nach außen hin abge schlossenen Gemisch-Vorlagebehälter (22) durch Auspumpen des Behälters (22),
- b) Füllen eines Wasser-Vorlagebehälters (24) für Verdünnungswasser,
- c) Abpumpen an einem Ausgangs-Anschluß (40b) einer Kolbenstange-Meßzylindereinheit (38) einer Schlammabsetzpegel-Meßeinrichtung (36) zum Ansaugen des Gemisches mit vorgegebener Verdünnung aus einem an einen Eingangsanschluß (40a) der Kolbenstange- Meßzylindereinheit (38) angeschlossenes Mischerteil (50), dessen Eingangsanschlüsse an eine vom Gemisch- Vorlagebehälter (22) angeschlossene Ansaug-Zwischen leitung (60) sowie an eine Mehrzahl von wahlweise entsprechend dem gewünschten Mischungsverhältnis zuschaltbaren vom Wasser-Vorlagebehälter (24) ausgehenden Ansaug- Zwischenleitungen (64, 66, 68) angeschlossen sind,
- d) Bewegen der Kolbenstange (44) der Kolbenstange-Meß zylindereinheit (38) aus einer oberen, eingefahrenen Endstellung in eine untere Endstellung zum gleichzeiti gen Ansaugen des Gemisches mit vorgegebener Ver dünnung aus dem Mischerteil,
- e) Durchführung der Messung des Schlammpegels im Meßzylinder (38) der Kolbenstange-Meßzylindereinheit (38).
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet,
daß bei Messung eines einen vorgegebenen Grenzwert
überschreitenden Schlammpegels im Schritt (e) der
Verdünnungsgrad in den darauffolgenden Messungen
solange durch Zuschaltung jeweils einer weiteren vom
Wasser-Vorlagebehälter (24) ausgehenden Ansaug-
Zwischenleitung (64, 66, 68) erhöht wird, bis der Grenzwert unter
schritten wird.
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