DE102005060193B4

DE102005060193B4 - Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen Reduzierung der Geruchsbelastung von Abwasser in der Kanalisation, sowie Verfahren und Vorrichtung zur Ermittlung der Belastung einer Wasserprobe mit Geruchsstoffen

Info

Publication number: DE102005060193B4
Application number: DE102005060193A
Authority: DE
Inventors: Franz-Bernd Prof. Dr.-Ing. Frechen; Michaela Frey; Marco Ohme; Sebastian Grahlow
Original assignee: Universitaet Kassel
Current assignee: Universitaet Kassel
Priority date: 2005-12-14
Filing date: 2005-12-14
Publication date: 2008-01-17
Anticipated expiration: 2025-12-15
Also published as: AU2006332250A1; WO2007076792A3; DE102005060193A1; EP1966584A2; WO2007076792A2; US20080292495A1

Abstract

Verfahren zur kontinuierlichen Reduzierung der Geruchsbelastung von Abwasser in der Kanalisation mit den folgenden Schritten:
a.) Feststellen der aktuellen Verschmutzung des Abwassers anhand einer Wasserprobe des Abwassers,
b.) Errechnen der erforderlichen Menge eines Geruchssenkungsmittels in Abhängigkeit des Grades der Verschmutzung zur Senkung der Geruchsbelastung unter einen festgelegten Grenzwert,
c.) Zugeben der definierten Menge des Geruchssenkungsmittels in das Abwasser,
d.) Kontinuierliches wiederholen der Schritte a) bis c),
dadurch gekennzeichnet,
dass im Schritt a) die Verschmutzung des Abwassers durch Ermitteln der Belastung der Wasserprobe mit Geruchsstoffen festgestellt wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft je ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff der Ansprüche 1 und 3, sowie je eine Vorrichtung gemäß dem Anspruch 11 und dem Oberbegriff des Anspurchs 20.
In die Kanalisation werden verschiedenste Abwässer eingeleitet und dabei kann es durch das eingeleitete Abwasser direkt, durch mikrobiologische Prozesse oder durch chemische Reaktionen verschiedener eingeleiteter Abwässer zur Geruchsbildung kommen. Diese dann auftretenden Gerüche können eine erhebliche Belästigung und damit eine schädliche Umwelteinwirkung im Sinne des Bundes-Immissionsschutzgesetzes darstellen. Folglich sind die Geruchsemissionen auf ein Minimum zu reduzieren, was üblicherweise durch Reduzierung der Geruchsbildung erreicht wird.
Aus der DE 40 07 064 A1 ist eine Vorrichtung zur Bestimmung wichtiger Stoffe in einer Flüssigkeit bekannt, welche ein Gasanalysegerät umfasst, das über ein Entnahmerohr mit den aus der Flüssigkeit befreiten Messkomponenten beschickt wird. Dabei wird durch ein Gaszuleitungsrohr ein Trägergas in die strömende Flüssigkeit geleitet, das die zu messenden Gaskomponenten freisetzt, die dann zusammen mit dem Trägergas durch das Entnahmerohr dem Gasanalysegerät zugeführt werden. Zu diesem Zweck ist das Entnahmerohr mit einem in die Flüssigkeit hineinragenden Tauchrohr verbunden, das einen mit dem Gaszuleitungsrohr verbundenen porösen Verteilerkörper für die Zuführung des Trägergases in Form fein verteilter Gasblasen umschließt, der von der Flüssigkeit seitlich angeströmt wird.
Bei einem von der Firma Yara GmbH praktizierten Verfahren zur Reduzierung der Geruchsbildung in Abwässern wird dem Abwasser eine Wasserprobe entnommen, welche dann auf ihren Gehalt von Schwefelwasserstoff (H₂S) hin untersucht wird. Dabei wird die Wasserprobe beispielsweise durch Zugeben von HCl auf einen pH-Wert von 4 angesäuert, bevor die Wasserprobe mit Luft durchblasen wird, um die in der Wasserprobe vorhandenen Schwefelwasserstoffe auszustrippen. Die Schwefelwasserstoffanteile in der ausgestrippten Luft können dann in einfacher Form online messtechnisch erfasst werden. Je nach Anteil des H₂S an der Wasserprobe wird dann fliessaufwärts eine bestimmte Menge eines Geruchssenkungsmittels in das Abwasser gegeben. Dieses Geruchssenkungsmittel wird permanent in das Abwasser gegeben, so dass eine kontinuierliche Senkung der Geruchsbildung erreicht wird.
Das Feststellen der aktuellen Verschmutzung des Abwassers durch Ermitteln des Schwefelwasserstoffgehaltes hat sich aber nicht als ausreichend erwiesen, denn richtig ist zwar, dass ein erhöhter Gehalt an Schwefelwasserstoff zur Geruchsbildung führt, jedoch ist der Umkehrschluss nicht zulässig. Schließlich können Geruchsemissionen auch andere Ursachen haben, so dass das Fehlen von Schwefelwasserstoff kein Garant für Geruchsfreiheit ist.
Beispielsweise werden in der städtischen Abwasserkanalisation elektronische Geruchsmessgeräte der Firma WMA Airsense Analysetechnik GmbH oder der Firma Altrasens GmbH (Boeker et al: Methodik und Technik der Online-Geruchsmessung aus Gefahrstoffe-Reinhaltung der Luft, 63 (2003) Nr. 7/8 Seite 283-289) eingesetzt, mit denen die Geruchsbelastung in der Luft gemessen wird. Bei Überschreitung eines Grenzwertes wird ein Geruchssenkungsmittel in das Abwasser eingeleitet. Diese Messung ist fehlerbehaftet, da das Geruchsmessgerät zum einen in einem großen Abstand vom eigentlichen Abwasser angebracht werden muss, um Beschädigungen des Geruchsmessgerätes zu vermeiden und da zum anderen Umwelteinflüsse das Messergebnis negativ beeinflussen, beispielsweise wenn Frischluft durch eine Öffnung in die Kanalisation gelangt. Ein weiterer Nachteil dieser Geruchsmessung in der Kanalluft besteht darin, dass die im Abwasser befindlichen Geruchsstoffe nicht an allen Stellen in gleichem Maße an die Umgebungsluft abgegeben werden. Beispielsweise werden an denjenigen Stellen, an denen das Abwasser ruhig fließt, weniger Geruchsstoffe freigesetzt, als an Stellen, an denen das Abwasser Turbulenzen aufweist.
Alle hier skizzierten Verfahren zur Feststellung der aktuellen Verschmutzung des Abwassers sind nicht in der Lage, die tatsächlich vorhandenen Geruchsstoffe im Abwasser zuverlässig festzustellen. Um die Geruchsemission, respektive die Geruchsbildung, dennoch auf ein erträgliches Maß zu reduzieren, wird prophylaktisch mehr als die eigentlich notwendige Menge des Geruchssenkungsmittels in das Abwasser gegeben. Zwar kann hierdurch in der Regel die detektierte Geruchsbelastung ausreichend reduziert werden, dennoch kommt es in Einzelfällen vor, dass die Geruchsbelastung gar nicht erst detektiert wird und somit auch nicht bekämpft wird. Es versteht sich, dass der hohe Einsatz der Geruchssenkungsmittel auch hohe Kosten zur Folge hat.
Davon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zu Grunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, mit denen eine Geruchsbelastung zuverlässig erkannt wird und mit denen der Einsatz der Geruchssenkungsmittel auf ein Minimum reduziert werden kann.
Als technische Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruches 1, beziehungsweise den Merkmalen des Anspruches 3 und eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 11, beziehungsweise den Merkmalen des Anspruches 19 vorgeschlagen. Vorteilhafte Weiterbildungen dieses Verfahrens und dieser Vorrichtung sind den jeweiligen Unteransprüchen zu entnehmen.
Ein nach dieser technischen Lehre ausgeführtes Verfahren und eine nach dieser technischen Lehre ausgebildete Vorrichtung haben den Vorteil, dass durch das Messen der sich tatsächlich im Abwasser befindenden Geruchsstoffe, und nicht, wie im Stand der Technik, durch Messen lediglich eines einzigen Geruchsstoffes, nämlich Schwefelwasserstoff, eine sehr präzise Information über eine vorhandene Verschmutzung und über den Grad der Verschmutzung zur Verfügung steht, anhand derer dann ebenfalls sehr präzise die Menge der einzusetzenden Geruchssenkungsmittel errechnet werden kann. Dieses exakte Wissen der tatsächlichen Verschmutzung, das heißt der tatsächlich vorhandenen Menge an Geruchsstoffen, macht eine Überdosierung mit Geruchssenkungsmitteln überflüssig, so dass hier eine nicht unerhebliche Kostenersparnis erreicht werden kann. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass durch die genaue Kenntnis der tatsächlich aktuell vorhandenen Geruchsstoffe auch eine Geruchsbelastung wirksam und zuverlässig verhindert werden kann. Noch ein weiterer Vorteil besteht darin, dass insbesondere durch die hier genannte Vorrichtung eine vollautomatische und eine quasi kontinuierliche Ermittlung der Geruchsstoffe erreicht wird, so dass eine entstehende Geruchsbelastung zeitnah bekämpft werden kann.
Dabei hat es sich als vorteilhaft erwiesen, nach jeder Messung die gesamte Vorrichtung zu spülen, wobei die mit Abwasser in Kontakt tretenden Teile mit Frischwasser gespült werden, während die mit Geruchsstoffen benetzten Teile mit Frischluft gespült werden. Hierdurch werden Verfälschungen des Messergebnisses vermieden.
Aus Kostengründen wird zum Ausblasen der Geruchsstoffe Umgebungsluft verwendet. Dabei hat es sich als vorteilhaft erwiesen, die Umgebungsluft vor dem Einsatz im Reaktor mittels eines Aktivkohle-, eines Mineral- und/oder eines Pollenfilters zu reinigen und/oder die Umgebungsluft zu entfeuchten, um die Messergebnisse nicht zu verfälschen.
In einer bevorzugten Ausführungsform hat es sich als vorteilhaft erwiesen, den Reaktor als vertikal ausgerichteten Zylinder auszubilden, insbesondere den Reaktor so zu dimensionieren, dass ein Freibord von weniger als einem drittel der Höhe des Reaktors, vorzugsweise von weniger als 10 cm verbleibt, um das Luftvolumen im Reaktor auf ein Minimum zu reduzieren. Das Freibord hat den Vorteil, dass ein etwaig auftretender Schaum nicht in die Luftleitung bzw. in die verschiedenen Messgeräte gelangen kann.
In einer anderen, bevorzugten Ausführungsform besitzt der zylindrische Reaktor ein Höhen-Durchmesserverhältnis von mindestens 2, vorzugsweise 6. Dies hat den Vorteil, dass das einzublasende Medium, vorzugsweise Luft, einen ausreichend langen Weg durch die Wasserprobe zurücklegen muss, so dass die Geruchsstoffe aus der Wasserprobe gelöst werden können, um vom gasförmigen Medium aus der Wasserprobe heraustransportiert werden zu können.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform hat es sich als vorteilhaft erwiesen, am Reaktorboden eine Membran vorzusehen. Diese, vorzugsweise unidirektional wirkende Membran, besitzt beispielsweise eine Anzahl gleichmäßig verteilter Schlitze, durch die Luft hindurchtreten kann. Dies hat den Vorteil, dass das einzublasende gasförmige Medium, vorzugsweise die Luft, gleichmäßig über den Querschnitt des Reaktors verteilt wird, und dass die beim Einblasen entstehenden Blässchen eine definierte Größe aufweisen, so dass ein optimales Ausstrippen der Geruchsstoffe aus der Wasserprobe erreicht wird.
In noch einer anderen, bevorzugten Ausführungsform unterstützt ein im Reaktor angelegter Unterdruck das Einfüllen der Wasserprobe. Hierdurch wird erreicht, dass die Wasserprobe ohne große Turbulenzen oder Verwirbelungen in den Reaktor gelangt. Dies hat den Vorteil, dass beim Einfüllen der Wasserprobe in den Reaktor nur geringfügig wenige Geruchsstoffe aus der Wasserprobe austreten können, so dass das anschließende Messergebnis hierdurch nicht nennenswert verfälscht wird.
Zwecks Zuführung von Abwasser aus der Kanalisation in den Reaktor wird permanent frisches Abwasser aus der Kanalisation in eine Entnahmeleitung gepumpt. An diese Entnahmeleitung ist dann die zum Reaktor führende Wasserleitung angeschlossen, durch die die Wasserprobe entnommen wird.
Dies hat den Vorteil, dass die Entnahmeleitung beliebig verlegt werden kann, so dass die Messvorrichtung nicht in unmittelbarer Nähe der Kanalisation, sondern an einem beliebigen Platz aufgestellt werden kann und dass dennoch stets aktuelles und unverfälschtes Abwasser zur Messung zur Verfügung steht.
In einer ganz anderen, bevorzugten Ausführungsform wird die Verschmutzung des Abwassers sowohl durch Ermitteln der Belastung der Wasserprobe mit Geruchsstoffen als auch durch Ermitteln des Sulfidwertes in einer Wasserprobe ermittelt, wobei eine Auswerteeinheit beide Messwerte zur Dosierung der Geruchssenkungsmittel heranzieht. Dies hat den Vorteil, dass durch das Messen sowohl der Geruchsstoffe als auch des Schwefelwasserstoffes jegliche möglichen geruchserzeugenden Quellen erfasst werden und dementsprechend auch bekämpft werden können.
Weitere Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Vorrichtung ergeben sich aus der beigefügten Zeichnung und den nachstehend beschriebenen Ausführungsformen. Ebenso können die vorstehend genannten und die noch weiter ausgeführten Merkmale erfindungsgemäß jeweils einzeln oder in beliebigen Kombinationen miteinander verwendet werden. Die erwähnten Ausführungsformen sind nicht als abschließende Aufzählung zu verstehen, sondern haben vielmehr beispielhaften Charakter. Es zeigen:
1 eine schematische Prinzipskizze einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Ermitteln der Belastung einer Wasserprobe mit Geruchsstoffen;
2 eine schematische Prinzipskizze einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Ermitteln der Verschmutzung einer Wasserprobe;
3 eine schematische Prinzipskizze einer alternativen Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Ermitteln der Belastung einer Wasserprobe mit Geruchsstoffen.
1 zeigt eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Ermitteln der Belastung einer Wasserprobe mit Geruchsstoffen umfassend einen zylindrischen Reaktor 10, an dem über eine Luftleitung 12 ausgangsseitig ein Geruchsmessgerät 14 angeschlossen ist. Eingangsseitig ist am Reaktor 10 eine Wasserleitung 16 angeschlossen, die über eine Entnahmeleitung 18 mit dem Abwasser 20 der Kanalisation verbunden ist. In die Entnahmeleitung 18 wird durch eine Entnahmepumpe 22 permanent, das heißt, entweder kontinuierlich oder in regelmäßigen Abständen, Abwasser 20 gepumpt. An das Geruchsmessgerät 14 ist eine Auswerteeinheit 24 angeschlossen, in der die erfassten Messwerte gespeichert und gegebenenfalls weiterverarbeitet werden.
An der Luftleitung 12 ist eine Unterdruckvorrichtung 26 angeschlossen, mittels der der Reaktor 10 mit Unterdruck beaufschlagt werden kann. Mit dieser Unterdruckvorrichtung 26 kann das Befüllen des Reaktors gesteuert werden, wie nachfolgend näher erläutert wird. Zum Befüllen des Reaktors 10 mit einer Wasserprobe wird ein hier nicht dargestelltes Ventil in der Wasserleitung 16 geöffnet und der Reaktor mit Unterdruck beaufschlagt. In dieses Teilvakuum fließt nun über die Wasserleitung 16 von der Entnahmepumpe 22 in die Entnahmeleitung 18 gepumptes Abwasser solange, bis die Unterdruckvorrichtung 26 abgeschaltet und das Ventil in der Wasserleitung 16 wieder geschlossen wird.
Unten am Reaktor 10 ist eine Membran 28 vorgesehen, durch die von einem Kompressor 30 verdichtete Luft in den Reaktor 10 eingeblasen werden kann. Die aus einem Elastomer hergestellte Membran 28 besitzt eine Anzahl gleichmäßig über die Fläche verteilte Schlitze, durch die die mit Druck beaufschlagte Luft hindurchtreten kann. Dabei wird die Luft durch die Membran 28, respektive durch die Schlitze, gleichmäßig über den Querschnitt des Reaktors 10 verteilt und durch die Ausgestaltung der Schlitze kann die Blässchengröße in der Wasserprobe eingestellt werden.
Der zylindrische Reaktor 10 besitzt ein Höhen-Durchmesserverhältnis von etwa 6 und ein Fassungsvermögen von etwa 900 ml. Der Reaktor 10 besitzt einen Freibord von etwa 10 cm, so dass ein etwaig auftretender Schaum nicht in die Luftleitung bzw. in die verschiedenen Messgeräte gelangen kann.
Nach beendigter Messung wird die Wasserprobe durch Öffnen der entsprechenden, hier nicht dargestellten Ventile und Steuerung durch die Unterdruckvorrichtung 26 wieder in die Entnahmeleitung 18 abgeführt. Anschließend wird die gesamte Vorrichtung gereinigt, indem über eine Reinigungsleitung 32 Leitungswasser in die Wasserleitung 16 und den Reaktor 10 eingelassen wird, welches über die Reinigungsleitung 32 wieder entsorgt wird. Anschließend pumpt der Kompressor 30 Frischluft in den Reaktor, um den Reaktorraum sowie die Luftleitung und das Geruchsmessgerät 14 zu reinigen.
Nachfolgend wird das Verfahren zur kontinuierlichen Reduzierung der Geruchsbelastung von Abwasser und das Verfahren zur Ermittlung der Belastung einer Wasserprobe mit Geruchsstoffen im Einzelnen näher beschrieben:
Aus der städtischen Kanalisation wird über eine Entnahmeleitung 18 mittels der Entnahmepumpe 22 permanent aus der Kanalisation stammendes Abwasser umgepumpt, wobei nicht benötigtes Abwasser wieder in die Kanalisation gelangt. Zur Ermittelung der Verschmutzung des Abwassers wird nun eine Wasserprobe aus dem Abwasser 20 in den Reaktor 10 gebracht. Hierzu wird ein entsprechendes Ventil in der Wasserleitung 16 geöffnet und die Unterdruckvorrichtung 26 aktiviert, so dass aus der Entnahmeleitung 18 über die Wasserleitung 16 Abwasser in den Reaktor 10 fließt. Dabei bewirkt der Unterdruck, dass die Wasserprobe ruhig und gleichmäßig, das heißt ohne größere Verwirbelungen oder Turbulenzen, in den Reaktor 10 gelangt. Derartige Verwirbel ungen oder Turbulenzen könnten ein vorzeitiges Austreten von Geruchsstoffen bewirken, was wiederum das Messergebnis verfälschen könnte. Es werden exakt 900 ml in den Reaktor 10 gebracht. Anschließend wird der Kompressor 30 aktiviert und Frischluft durch die Membran 28 in den Reaktor 10 geblasen. Durch die Membran 28 wird die Frischluft gleichmäßig über den Querschnitt verteilt und tritt mit einer definierten Blasengröße in den Reaktor 10 ein. Weil der Reaktor 10 sechsmal so hoch wie breit ausgebildet ist, legt die eingeblasene Luft eine ausreichend lange Wegstrecke innerhalb der Wasserprobe zurück, so dass in der Wasserprobe befindliche Geruchsstoffe ausgestrippt werden. Das heißt, diese Geruchsstoffe lösen sich aus der Wasserprobe und werden mit der Luft aus dem Reaktor 10 in die Luftleitung 12 transportiert. Am Ende der Luftleitung 12 wird dann die Menge der in der Luft befindlichen Geruchsstoffe gemessen und das Messergebnis wird in der Auswerteeinheit 24 gespeichert. Dabei werden über einen Zeitraum von fünf Minuten exakt 90 Normliter/h Luft durch den Reaktor 10 geblasen, so dass das Verhältnis von Wasserprobe zu Luft 1 zu 100 beträgt.
In einer anderen, hier nicht dargestellten Ausführungsform kann das Verhältnis von Wasserprobe zu Luft zwischen 1 zu 5 bis 1 zu 500 liegen.
In noch einer anderen, hier nicht dargestellten Ausführungsform kann statt Luft auch ein anderes Gas, beispielsweise Stickstoff, verwendet werden. Auch kann der Reaktor eine andere Dimension aufweisen, jedoch ist darauf zu achten, dass der Reaktor eine ausreichende Höhe (mindestens doppelt so hoch wie breit) hat, so dass die durchgeblasene Luft genügend Zeit zur Aufnahme der Geruchsstoffe hat. Nach der Messung der Geruchsstoffe wird die Wasserprobe wieder in die Entnahmeleitung 18 abgelassen, bevor die gesamte Vorrichtung gespült wird. Hierzu wird durch die Reinigungsleitung 32 Frischwasser durch die Wasserleitung 16 in den Reaktor 10 gepumpt. Nach der Reinigung wird das Wasser über die Wasserleitung 16 und die Reinigungsleitung 32 wieder entsorgt. Danach bläst der Kompressor 30 Frischluft in den Reaktor, so dass sich so gut wie keine Geruchsstoffe mehr in der Vorrichtung befinden. Nun beginnt der nächste Messvorgang in einer gereinigten Vorrichtung, so dass Messverfälschungen hierdurch auf ein Minimum reduziert werden.
Ein solcher Messzyklus wird in kurzen Zeitabständen von etwa zehn Minuten wiederholt, so dass eine quasi kontinuierliche Messung der Geruchsbelastung des Abwassers erreicht wird.
Die in der Auswerteeinheit 24 gespeicherten Messwerte werden an eine hier nicht dargestellte Recheneinheit zum Errechnen der erforderlichen Menge eines Geruchssenkungsmittels weitergeleitet. Da die gesamte Vorrichtung so ausgelegt ist, dass das Wasser zu Luftverhältnis 1 zu 100 beträgt, können die erfassten Messwerte durch Vergleich mit Referenzwerten Aufschluss über die Belastung der Wasserprobe mit Geruchsstoffen liefern. Entsprechend dieser Belastung ist dann eine definierte Menge an Geruchssenkungsmitteln über eine hier nicht dargestellte Dosiereinrichtung in das Abwasser zu geben. Da die Messung der Verschmutzung des Abwassers kontinuierlich erfolgt, können Veränderungen der Geruchsbelastung schnell erkannt und auch behoben werden, so dass eine Belästigung der Anwohner zuverlässig verhindert wird. Außerdem kann durch die Ermittlung der aktuellen Verschmutzung des Abwassers die einzusetzende Menge an Geruchssenkungsmitteln sehr präzise ermittelt werden, so dass die Kosten zur Reduzierung der Geruchsbelästigung hierdurch reduziert werden.
In einer weiteren, hier nicht dargestellten, Ausführungsform wird die vom Kompressor 30 eingeblasene Umgebungsluft vor Eintritt in den Reaktor mittels eines Aktivkohle-, eines Mineral- und/oder eines Pollenfilters gereinigt und gegebenenfalls entfeuchtet, so dass die zur Messung verwendete Luft keine die Messung verfälschenden Bestandteile aufweist.
In 2 ist eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Ermitteln der Verschmutzung einer Wasserprobe dargestellt, bei der zusätzlich zu der in 1 beschriebenen Vorrichtung zum Ermitteln der Belastung einer Wasserprobe mit Geruchsstoffen noch eine Vorrichtung zur Ermittlung des aktuellen Gehaltes an Schwefelwasserstoff einer Wasserprobe des Abwassers vorgesehen ist. Diese Vorrichtung umfasst ebenfalls einen zylindrischen Reaktor 40, der ausgangsseitig über eine Luftleitung 42 mit einem Schwefelwasserstoffmessgerät 44 verbunden ist. Eingangsseitig ist der Reaktor 40 über eine Wasserleitung 16 mit der Entnahmeleitung 18 verbunden, in welche über eine Entnahmepumpe 22 permanent Abwasser aus der Kanalisation gepumpt wird.
Die im Rahmen der Messung erhaltenen Werte werden von dem Schwefelwasserstoffmessgerät 44 an die Auswerteeinheit 24 übergeben und dort gespeichert oder gegebenenfalls weiter verarbeitet.
Eingangsseitig ist am Reaktor 40 eine Membran 58 vorgesehen, über die ein Kompressor 60 90 Normliter/h Luft in den Reaktor 40 einbläst. Dabei hat der Reaktor ein Aufnahmevermögen von 900 ml, so dass das Verhältnis von Wasserprobe zu durchgeblasener Luft 1 zu 100 beträgt. Das Verhältnis von Höhe des Reaktors 40 zu Durchmesser des Reaktors 40 beträgt etwa 6, so dass die beim Ausstrippen der Schwefelwasserstoffe durchzublasende Luft in der Wasserprobe einen ausreichend langen Weg zurückzulegen hat, um die Schwefelwasserstoffe aufnehmen zu können.
Am Reaktor 40 ist eine Dosierpumpe 48 angeschlossen, mittels der HCl zu der Wasserprobe zugegeben werden kann. Dabei wird der Wasserprobe so viel HCl zugeführt, dass die gesamte Wasserprobe einen pH-Wert von höchstens 4 aufweist.
Auch hier ist an die Luftleitung 42 eine Unterdruckvorrichtung 56 angeschlossen, welche die Befüllung des Reaktors mit Wasser steuert. Nachdem der Reaktor 40 mit der Wasserprobe befüllt ist, wird die Wasserprobe durch Zugabe von HCl angesäuert. Eingangsseitig sind am Reaktor 40 eine Membran 58 und ein Kompressor 60 vorgesehen, über die 90 Normliter/h Umgebungsluft in den Reaktor 40 geführt werden. Diese Membran ist analog zur Membran 28 ausgeführt. Dabei wird die Luft über die Membran 58 gleichmäßig über den Querschnitt des Reaktors 40 verteilt und weist eine definierte Blasengröße auf. Nach erfolgter Messung wird die Wasserprobe über die Wasserleitung 16 wieder an die Entnahmeleitung 18 abgegeben. Auch hier wird die gesamte Vorrichtung nach der Messung gereinigt, wobei über die Reinigungsleitung 32 Leitungswasser in den Reaktor 40 transportiert und auch über diese Reinigungsleitung 32 wieder entsorgt wird. Über den Kompressor 60 wird danach Frischluft in den Reaktor 40 gegeben, um den Reaktorraum sowie die Luftleitung und das Schwefelwasserstoffmessgerät 4 zu reinigen.
Das Verfahren zur Ermittlung der Verschmutzung des Abwassers mittels einer Vorrichtung zum Ermitteln einer Wasserprobe mit Geruchsstoffen und einer Vorrichtung zum Ermitteln der Belastung der Wasserprobe mit Schwefelwasserstoffen wird wie folgt beschrieben:
Einerseits wird aus der Entnahmeleitung 18 eine Wasserprobe in den Reaktor 10 geleitet und die Belastung dieser Wasserprobe mit Geruchsstoffen entsprechend dem zu 1 beschriebenen Verfahren ermittelt, wobei die ermittelten Messwerte in der Auswerteeinheit 24 gespeichert werden. Andererseits wird aus der Entnahmeleitung 18 über die Wasserleitung 16 eine zweite Wasserprobe in den Reaktor 40 geleitet. Dies erfolgt mittels Unterdruck, damit die Wasserprobe keine unnötigen Turbulenzen oder Verwirbelungen erfährt, welche ein vorzeitiges Austreten eines Teils des Schwefelwasserstoffes bewirken könnte, und somit das Messergebnis verfälschen würde. Die Wasserprobe hat ein Volumen von 900 ml und füllt den Reaktor 40 so weit aus, dass oben ein Freibord von 10 cm verbleibt.
Anschließend wird der aktuelle pH-Wert der Wasserprobe gemessen und die Wasserprobe derart durch Zugabe von HCl durch die Dosierpumpe 48 angesäuert, dass die Wasserprobe einen pH-Wert von höchstens 4 aufweist. Danach bläst der Kompressor 60 90 Normliter Luft durch die Membran 58 in den Reaktor 40. Diese Normluft löst die in der Wasserprobe befindlichen Schwefelwasserstoffe heraus und transportiert diese zum Schwefelwasserstoffmessgerät 44, welches die ermittelten Messwerte dann in der Auswerteeinheit 24 speichert.
Schließlich wird die Wasserprobe über die Wasserleitung 16 in die Entnahmeleitung 18 abgelassen und der Reaktor 40 wird mit Leitungswasser gespült, welches über die Reinigungsleitung 32 wieder entsorgt wird. Zum Schluss pumpt der Kompressor 60 Frischluft in den Reaktor 40 und die Luftleitung 42, um diese ebenfalls von verbleibenden Geruchspartikeln, Schwefelwasserstoffen oder anderen Verschmutzungen zu reinigen.
Diese Messung kann etwa alle 2 Minuten wiederholt werden, so dass eine quasi kontinuierliche Messung des Abwassers auf Schwefelwasserstoffe erfolgen kann.
Die in der Auswerteeinheit 24 gespeicherten Werte betreffend die Belastung der Wasserprobe mit Geruchsstoffen und betreffend die Belastung der Wasserprobe mit Schwefelwasserstoff werden an eine Recheneinheit weitergegeben, welche dann die angemessene Dosierung zur Zugabe von Geruchssenkungsmitteln in das Abwasser ermittelt.
3 zeigt eine alternative Ausführungsform einer Vorrichtung zum Ermitteln der Belastung einer Wasserprobe mit Geruchsstoffen. Im Unterschied zur in 1 gezeigten ersten Ausführungsform ist hier die Entnahmeleitung 18' als Steigleitung ausgeführt, in die die Entnahmepumpe 22' das Abwasser pumpt. Hierdurch gelangt das für die Wasserprobe notwendige Abwasser aufgrund des von der Entnahmepumpe 22' aufgebauten Druckes in den Reaktor 10, sobald die entsprechenden Ventile geöffnet sind. In dieser Ausführungsform entfällt die Notwendigkeit, die Wasserprobe mittels Unterdruck in den Reaktor zu saugen. Dabei hat es sich als vorteilhaft erwiesen, die Entnahmeleitung 18' über den Reaktor hinaus zu verlegen. damit das Abwasser bei geöffneten Ventilen den Reaktor 10 vollständig füllt. Dies hat den Vorteil, dass die Wasserprobe in den Reaktor 10 gepumpt und nicht gesaugt wird, was das unerwünschte Austreten von Geruchsstoffen vor der eigentlichen Messung weiter reduziert.
Als Geruchssenkungsmittel kann H₂O₂ oder ein anderes Oxidationsmittel eingesetzt werden. Auch können die Geruchsstoffe durch Fällung, beispielsweise mit Eisen, rückgebildet werden. Zur vorbeugenden Geruchssenkung kann auch Sauerstoff in das Abwasser gegeben werden. Auch ist eine Kombination einiger oder aller vorgenannten Mittel möglich.
Neben der Anwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung oder des erfindungsgemäßen Verfahrens in der Abwasserkanalisation kann diese Vorrichtung oder dieses Verfahren auch in der Industrie eingesetzt werden. Hier könnten beispielsweise feste oder flüssige Reststoffe gemessen und mit geruchsenkenden Mitteln versehen werden, die im Freien gelagert werden müssen oder die in Flüsse, Seen oder in die Kanalisation eingeleitet werden müssen.
In einer weiteren, hier nicht dargestellten Ausführungsform ist im Reaktor eine Schaumrückhaltevorrichtung vorgesehen, die die Schaumbildung beim Einfüllen der Wasserprobe in den Reaktor reduzieren oder verhindern soll. Diese Schaumrückhaltevorrichtung kann beispielsweise aus Gaze oder einem Gitter gebildet sein und wird vorzugsweise in der Mitte des Reaktors oder im Bereich der endgültigen Füllhöhe angebracht.

10: Reaktor
12: Luftleitung
14: Geruchsmessgerät
16: Wasserleitung
18: Entnahmeleitung
20: Abwasser
22: Entnahmepumpe
24: Auswerteeinheit
26: Unterdruckvorrichtung
28: Membran
30: Kompressor
32: Reinigungsleitung
40: Reaktor
42: Luftleitung
44: Schwefelwasserstoffmessgerät
48: Dosierpumpe
56: Unterdruckvorrichtung
58: Membran
60: Kompressor

Claims

Verfahren zur kontinuierlichen Reduzierung der Geruchsbelastung von Abwasser in der Kanalisation mit den folgenden Schritten: a.) Feststellen der aktuellen Verschmutzung des Abwassers anhand einer Wasserprobe des Abwassers, b.) Errechnen der erforderlichen Menge eines Geruchssenkungsmittels in Abhängigkeit des Grades der Verschmutzung zur Senkung der Geruchsbelastung unter einen festgelegten Grenzwert, c.) Zugeben der definierten Menge des Geruchssenkungsmittels in das Abwasser, d.) Kontinuierliches wiederholen der Schritte a) bis c), dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt a) die Verschmutzung des Abwassers durch Ermitteln der Belastung der Wasserprobe mit Geruchsstoffen festgestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt a) die Verschmutzung des Abwassers durch Ermitteln der Belastung der Wasserprobe mit Geruchsstoffen und durch Ermitteln der Belastung der Wasserprobe mit Sulfid festgestellt wird.
Verfahren zur Ermittlung der Belastung einer Wasserprobe mit Geruchsstoffen, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte: aa) Einleiten einer definierten Menge des Wassers als Wasserprobe in einen Reaktor, ab) Ausblasen der Geruchsstoffe aus der Wasserprobe mittels eines gasförmigen Mediums, vorzugsweise Umgebungsluft, ac) Führen des ausgeblasenen Mediums zusammen mit den Geruchsstoffen in ein Geruchsmessgerät, ad) Messen der Menge der Geruchsstoffe durch das Geruchsmessgerät und Weiterleiten des Messergebnisses an eine Auswerteeinheit, ae) Ausleiten der Wasserprobe aus dem Reaktor.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass im Anschluss an den Schritt ae) folgender Schritt ausgeführt wird: af) Spülen des Reaktors mit Frischwasser und/oder Spülen der Leitungen mit Frischluft.
Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis von Wasserprobe zum gasförmigen Medium zwischen 1 zu 5 und 1 zu 500, vorzugsweise 1 zu 100 beträgt, insbesondere dass die Wasserprobe zwischen 600 ml und 1200 ml, vorzugsweise 900 ml, beträgt, während beim Ausblasen zwischen 60 Normliter/h und 120 Normliter/h, vorzugsweise 90 Normliter/h, des Mediums eingesetzt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Umgebungsluft mittels eines Aktivkohle-, eines Mineral- und/oder eines Pollenfilters gereinigt wird, bevor diese in den Reaktor gelangt.
Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Umgebungsluft entfeuchtet wird, bevor diese in den Reaktor gelangt.
Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Wasserprobe mittels Unterdruck in den Reaktor gesaugt wird.
Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Wasserprobe frisch dem Abwasser entnommen wird.
Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass Abwasser permanent aus der Kanalisation in eine Entnahmeleitung (18) gepumpt wird und dass die Wasserprobe der Entnahmeleitung (18) entnommen wird.
Vorrichtung zum Feststellen der aktuellen Verschmutzung des Abwassers mit einem Reaktor (10) zur Aufnahme der Wasserprobe, an dem eine Vorrichtung zum Ausblasen der Geruchsstoffe aus der Wasserprobe mittels eines gasförmigen Mediums angeschlossen ist, mit einem Geruchsmessgerät (14) zur Messung der im ausgeblasenen Medium befindlichen Geruchsstoffe, wobei das Geruchsmessgerät (14) über eine Luftleitung (12) ausgangsseitig mit dem Reaktor (10) verbunden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Reaktor (10) als vertikal ausgerichteter Zylinder ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Reaktor (10) so dimensioniert ist, dass nach dem Einfüllen der Wasserprobe ein Freibord von weniger als einem Drittel der Höhe des Reaktors verbleibt.
Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Freibord weniger als 10 cm beträgt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass am Reaktor (10) eingangsseitig eine Membran (28) vorgesehen ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der zylindrische Reaktor (10) ein Höhen-Durchmesserverhältnis von mindestens 2, vorzugsweise 6, besitzt.
Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 11 bis 16, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung zum Ermitteln des Sulfidgehaltes einer Wasserprobe und durch eine Auswerteeinheit (24), wobei die Auswerteeinheit (24) bei der Errechnung der aktuellen Verschmutzung sowohl den aktuellen Sulfidgehalt, als auch den aktuellen Grad der Belastung der Wasserprobe mit Geruchsstoffen berücksichtigt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass eingangsseitig am Reaktor (10, 40) eine Wasserleitung (16) angebracht ist, die mit dem Abwasser (20) wirkverbunden ist, und dass ausgangsseitig am Reaktor (10, 40) eine Unterdruckvorrichtung (26, 56) angeschlossen ist, so dass der Reaktor (10, 40) mit Unterdruck beaufschlagt werden kann.
Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Wasserleitung (16) an eine Entnahmeleitung (18) angeschlossen ist, durch die permanent Abwasser (20) gepumpt wird.
Vorrichtung zur kontinuierlichen Reduzierung der Geruchsbelastung von Abwasser in der Kanalisation, mit einer Recheneinheit zum Errechnen der erforderlichen Menge eines Geruchssenkungsmittels und mit einer Dosiereinrichtung gekennzeichnet durch eine Vorrichtung zum Ermitteln der Belastung einer Wasserprobe mit Geruchsstoffen oder eine Vorrichtung zum Feststellen der aktuellen Verschmutzung gemäß wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche 11 bis 19.