DE102008018378A1

DE102008018378A1 - Verfahren zur Klärung von Abwasser in einer Kleinkläranlage sowie Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

Info

Publication number: DE102008018378A1
Application number: DE200810018378
Authority: DE
Inventors: Sebastian Kordes
Original assignee: KORDES KLD WASSER und ABWASSER; KORDES KLD WASSER- und ABWASSERSYSTEME GmbH
Current assignee: KORDES KLD WASSER und ABWASSER; KORDES KLD WASSER- und ABWASSERSYSTEME GmbH
Priority date: 2008-04-11
Filing date: 2008-04-11
Publication date: 2009-10-15

Abstract

Ein Verfahren zur Klärung von Abwasser in einer Kleinkläranlage, bei dem aus einer Kammer (1) mittels einer Klarwasserpumpe (9) gereinigtes Abwasser abgepumpt wird, wobei die Ein- und Ausschaltung der Klarwasserpumpe (9) wasserstandsabhängig erfolgt, ist so ausgebildet, dass die zu- und ablaufabhängige Wasserstandsveränderung durch eine Messung eines sich dadurch verändernden elektrischen Stromflusses ermittelt und die Klarwasserpumpe (9) zeitlich abhängig von einem vorbestimmten Stromfluss Maximalwert ein- und einem Minimalniveau (7) ausgeschaltet wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Klärung von Abwasser in einer Kleinkläranlage nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Mittels Kleinkläranlagen werden insbesondere häusliche Abwässer biologisch gereinigt und finden vorzugsweise dort Verwendung, wo der Anschluss an ein öffentliches Kanalnetz nicht möglich oder unwirtschaftlich ist.
Dabei werden diese Kleinkläranlagen beispielsweise als sogenannte SBR-Reaktor (Sequencing-Batch-Reactor) betrieben, wobei die Reinigung und Nachklärung in einem Becken stattfindet.
Neben der Klarwasserpumpe ist auch ein Belüfter in dem Becken installiert, durch den ein ausreichender Sauerstoffeintrag in das Abwasser erfolgt, um das Milieu für Organismen zu optimieren, mit denen das Abwasser gereinigt wird.
Zur Abförderung des Klarwassers nach Erreichen eines maximalen Pegels nach einer Absetzphase, die zeitlich festgelegt wird, fördert die Klarwasserpumpe das insoweit gereinigte Abwasser ab, bis ein Minimalpegel erreicht ist, an dem die Klarwasserpumpe wieder ausgeschaltet wird. Hierzu ist die Klarwasserpumpe mit einem Schwimmschalter ausgestattet, der jedoch üblicherweise eine große Schalthysterese aufweist, wodurch das gesamte Klärverfahren wenig effizient arbeitet, wozu auch eine uneffiziente, d. h. nicht optimale Belüftung zählt.
Naturgemäß hat dies in qualitativer Hinsicht Folgen für den gesamten Klärprozess, d. h., eine Klärung ist nicht in dem einer Optimierung entsprechenden Maße möglich, zumindest nicht in einem wirtschaftlich vertretbaren Umfang.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens so weiterzuentwickeln, dass mit geringem konstruktivem Aufwand eine Optimierung der Klärung von Abwasser möglich ist.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 5 gelöst.
Das neue Verfahren macht sich zunutze, dass ausgehend von einem Festpunkt mit Veränderung des Abwasserniveaus der elektrische Stromfluss im Wasser differiert, also zu- bzw. abnimmt, bei gleichbleibender Stromspannung.
Dabei wird ein Maximaler Pegel erkannt, was durch einen Soll-Ist-Wertvergleich in einer angeschlossenen Steuerung erfolgen kann, der zeitlich abhängig den Einschaltpunkt für die Klarwasserpumpe markiert.
Zeitlich abhängig heißt, dass die Klarwasserpumpe nach einer vorbestimmten Zeit, beispielsweise nach vier bis fünf Stunden ab Erkennung des Maximalpegels die Pumpe eingeschaltet wird. Innerhalb dieser Zeit kann eine Absenkung von Schwebstoffen erfolgen, so dass danach ausschließlich das geklärte Abwasser abgefördert wird.
Da aber der Stromfluss abhängig ist von der elektrischen Leitfähigkeit des Wassers und diese wiederum vom Mineral- bzw. Salzgehalt im Wasser, der jedoch nicht konstant ist, können sich bei der Festlegung des Maximalwertes bzw. bei dessen Überwachung Probleme ergeben.
Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung ist deshalb vorgesehen, den Maximalpegel durch einen Spannungsteiler zu erkennen, der in Höhe des vorgesehenen Maximalpegels angebracht ist. Bei dessen Erreichen erfolgt ein sprunghafter Anstieg des Stromflusses, was als Einschaltpunkt erkannt wird. Die Zusammensetzung des Wassers bezüglich der elektrischen Leitfähigkeit bleibt dabei ohne Auswirkung auf das Erkennen des Maximalpegels.
Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist so ausgebildet, dass eine mit einer Steuerungseinrichtung in Wirkverbindung stehende Elektrode ortsfest positioniert ist, mit der die Leitfähigkeit des Wassers messbar ist.
Diese Elektrode ist an einem Isolierkörper befestigt, dessen Beginn den Minimalpegel definiert, bei dem die Klarwasserpumpe ausgeschaltet wird. Der Stromfluss ist an dieser Stelle quasi Null.
Bevorzugt ist die Vorrichtung, also die Elektrode und der Isolator in einem Ansaugstutzen des im Klarwasserbereich angeordneten Belüfters positioniert, wodurch sich zwei wesentliche Vorteile ergeben.
Zum einen werden die Messwerte bei der elektrischen Stromflussmessung nicht durch auf der Wasseroberfläche schwimmende Verunreinigungen beeinflusst, die, da der Ansaugstutzen aus dem maximalen Niveaubereich herausragt, sich nicht innerhalb des Ansaugstutzens sammeln können. Zum anderen ist durch die Positionierung der Messvorrichtung auch die Funktion des Belüfters überprüfbar.
Bei störungsfreier Funktion des Belüfters wird das nach dem Prinzip der kommunizierenden Röhren im Ansaugstutzen befindliche Wasser vom Belüfter abgesaugt, bis der Ansaugstutzen frei ist und die angesaugte Luft ungehindert in das Wasser gefördert werden kann. In diesem Fall kann von der im Ansaugstutzen befindlichen Elektrode kein Stromfluss gemessen werden, wodurch der korrekte Betrieb des Belüfters erkennbar ist.
Im anderen Fall, wenn nämlich der Belüfter in seiner Funktion gestört ist, verbleibt das im Ansaugstutzen befindliche Wasser dort, so dass der Stromfluss im Wasser dauerhaft und unverändert gemessen wird, was eben in der Konsequenz auf einen defekten Belüfter hindeutet.
Im Übrigen ist der Ausschaltpunkt, also der Beginn des Isolators so gewählt, dass die Klarwasserpumpe nur so weit abpumpt, dass sie in einer Restmenge an Wasser eingetaucht bleibt, so dass ein Trockenlaufschutz für die Kaltwasserpumpe gewährleistet ist.
Weitere vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Das erfindungsgemäße Verfahren sowie ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnung beschrieben.
Die einzige Figur zeigt einen Teil einer Kleinkläranlage in einer schematischen Seitenansicht.
In der Figur ist eine Kleinkläranlage erkennbar, in der Abwasser nach dem sogenannten SBR-Verfahren gereinigt wird. Dabei sind in einer Kammer 1 u. a. ein Belüfter 2 und eine Klarwasserpumpe 9 installiert, wobei mit letzterer gereinigtes Klarwasser abgepumpt wird.
Die Ein- und Ausschaltung der Klarwasserpumpe 9 erfolgt wasserstandsabhängig, wobei ein maximales Niveau 8, bei dem die Klarwasserpumpe 9 vorzugsweise zeitverzögert eingeschaltet und das minimale Niveau 7, bei dem sie abgeschaltet wird, durch jeweils eine strichpunktierte Linie kenntlich gemacht sind.
Erfindungsgemäß wird die Wasserstandsveränderung zwischen dem minimalen Niveau 7 und dem maximalen Niveau 8 durch eine Messung des sich dadurch verändernden elektrischen Stromflusses des Abwassers ermittelt und bei Erreichen des jeweiligen Niveaus die Klarwasserpumpe 9 entsprechend geschaltet.
Zur Messung des Stromflusses ist in einem Ansaugstutzen 3 des Belüfters 2 eine als Stab ausgebildete Elektrode 4 angeordnet, die aus einem Isolator 5 herausragt, zweckmäßigerweise über das vorgegebene maximale Niveau 8 hinaus.
Der Übergang zwischen dem Isolator 5 und der stromführenden Elektrode 4 markiert das minimale Niveau 7, bei dessen Erreichen kein Stromfluss mehr vorliegt, da dann die Elektrode 4 nicht mehr im Wasser eingetaucht ist.
Mit zunehmender Befüllung der Kammer 1 steigt der Pegel des Abwassers, bis es mit einem Spannungsteiler 6, im vorliegenden Ausführungsbeispiel gebildet durch Schrauben, die im Ansaugstutzen 3 befestigt sind, in Kontakt kommt. Durch den dann sprunghaften Anstieg des Stromflusses wird das maximale Niveau 8 erkannt und die Klarwasserpumpe 9 geschaltet, wobei die Einschaltung erst nach einer vorgegebenen Zeitspanne erfolgt, in der das Abwasser durch Absetzen von Schwebstoffen noch weiter gereinigt wird. In jedem Fall ist die Klarwasserpumpe 9 saugseitig im Bereich des geklärten Abwassers positioniert.
Die Steuerung, d. h. die Erkennung des maximalen Niveaus 8 und des minimalen Niveaus bzw. die Auswertung entsprechender Messsignale erfolgt in einer Steuereinrichtung 10, über die die Klarwasserpumpe 9 ein- und ausschaltbar ist.

Claims

Verfahren zur Klärung von Abwasser in einer Kleinkläranlage, bei dem aus einer Kammer (1) mittels einer Klarwasserpumpe (9) gereinigtes Abwasser abgepumpt wird, wobei die Ein- und Ausschaltung der Klarwasserpumpe (9) wasserstandsabhängig erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass die zu- und ablaufabhängige Wasserstandsveränderung durch eine Messung eines sich dadurch verändernden elektrischen Stromflusses ermittelt und die Klarwasserpumpe (9) zeitlich abhängig von einem vorbestimmten Stromfluss-Maximalwert ein- und einem Minimalniveau (7) ausgeschaltet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der maximale Stromfluss mittels eines Spannungsteilers hergestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Stromfluss-Minimalwert bei Erreichen eines nicht mehr vorhandenen Stromflusses festgestellt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Funktionsfähigkeit eines in der Kammer (1) positionierten Belüfters (2) durch die Messung des elektrischen Stromflusses in einem Ansaugstutzen (3) des Belüfters (2) festgestellt wird.
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine mit einer Steuereinheit (10) verbundene Elektrode (4) vorgesehen ist, an die sich ein Isolator (5) anschließt.
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrode (4) als Stab ausgebildet ist.
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Übergang zwischen dem Isolator (5) und der Elektrode (4) ein Minimalniveau (7) definiert.
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung in einem Ansaugstutzen (3) eines Belüfters (2) angeordnet ist.
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Ansaugstutzen (3) zur Erkennung des Maximalniveaus (8) ein Spannungsteiler (6) angeordnet ist.
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Spannungsteiler (6) aus am Ansaugstutzen (3) befestigten Schrauben besteht.