DE102009040958A1 - Method for controlling scraper operation of longitudinal grit trap for mechanically cleaning e.g. local area waste water, involves determining fit capacity of mineral settleable material by diffusion control of flow of material - Google Patents
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Abstract
Description
Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung geht aus von einem Verfahren und einer Vorrichtung zur Steuerung des Räumerbetriebs von Langsandfängen, die in Kläranlagen der biologischen Reinigung vorgelagert sind, nach den Merkmalen des Oberbegriffs der Ansprüche 1 und 6.The invention relates to a method and a device for controlling the clearing operation of Langsandfängen, which are upstream in sewage treatment plants of biological purification, according to the features of the preamble of
Die aus dem kommunalen, industriellen oder landwirtschaftlichen Bereich stammenden Abwässer werden häufig über eine sog. Mischkanalisation, in die auch Regenwasser aus Hof-, Dach und Straßenentwässerung eingeleitet wird, Kläranlagen zur Reinigung und Aufbereitung zugeführt. Über das Regenwasser gelangt ein hoher Anteil an mineralischen Stoffen, wie Sand, kleinen Steinen, Glasbruch u. ä. in die Kanalisation und somit auch in die Kläranlage. Aus diesem Grund sind den biologischen Reinigungsstufen der Kläranlage Sandfangbecken vorgelagert, in denen sich die mineralischen Stoffe aufgrund ihrer höheren Dichte auf dem Boden absetzen. In bestimmten Intervallen werden diese Stoffe mittels Hebeeinrichtungen, beispielsweise Schneckenförderern oder Pumpen ausgetragen und Folgeaggregaten zum Zweck einer Weiterbe- bzw. -verarbeitung, zugeführt. Eine solche Weiterbearbeitung, beispielsweise durch Sandseparatoren oder eine Sandwäsche, ist erforderlich, um den Sand deponiefähig zu machen oder für eine Weiterverwendung, beispielsweise als Zuschlagsstoff, aufzubereiten.The effluent from the municipal, industrial or agricultural sector are often fed via a so-called mixed sewerage, in which rainwater from farmyard, roof and street drainage is introduced, sewage treatment plants for cleaning and treatment. About the rainwater reaches a high proportion of mineral substances, such as sand, small stones, glass breakage u. Ä. In the sewer and thus also in the sewage treatment plant. For this reason, the biological treatment stages of the sewage treatment plant are preceded by sand traps in which the mineral substances settle on the ground due to their higher density. At certain intervals, these substances are discharged by means of lifting devices, for example screw conveyors or pumps, and are fed to following units for the purpose of further processing. Such further processing, for example by Sandseparatoren or a sand washing, is required to make the sand dumpable or reprocessed for further use, for example, as an aggregate.
Bei Langsandfängen werden zum Heben der abgesetzten mineralischen Stoffe Tauchmotorpumpen verwendet, die an entsprechenden Räumerwagen befestigt, mit diesen die Sandsammelrinne abfahren. Die Räumerwagen fahren in der Regel handgesteuert nach Bedarf oder in festen, beispielsweise durch eine Zeitschaltuhr gesteuerten Intervallen, wobei die Intervalle meist nach dem Bedarf bei Regenereignissen, also auf einen maximalen Sandanfall eingestellt sind. In trockenen Zeiten fördert die Tauchmotorpumpe demzufolge wenig oder gar keinen Sand. Da auch die Folgeaggregate fast immer in Abhängigkeit von dem Betrieb des Sandfangräumers arbeiten, ist hier ein konstant hoher Energieverbrauch vorhanden, dem jedoch keine verfahrensbedingt erforderliche Leistung gegenübersteht.In Langsandfängen submersible pumps are used to lift the settled mineral substances attached to the corresponding Räumerwagen, depart with these the sand collecting gutter. The Räumerwagen drive usually hand-controlled as needed or in fixed, for example, controlled by a timer intervals, the intervals are usually set according to the need for rain events, ie to a maximum sand accumulation. In dry times, the submersible pump therefore promotes little or no sand. Since the follower units almost always work depending on the operation of the Sandfangräumers, here is a constant high energy consumption is present, but which faces no process-related performance required.
Lediglich bei Abwasserkläranlagen nachgeordneten Sandwäscheanlagen, in denen der Sand zur Deponierung oder einer weiteren Verarbeitung aufbereitet wird, ist es bekannt, den sich in einem Absetzbehälter absetzenden Sand einer Sanderkennung zu unterziehen und geregelt in Abhängigkeit von einem positiven Sanderkennungsergebnis auszutragen. Als Sanderkennung dienen entweder auf der Basis von Ultraschall oder Kontaktmessung arbeitende Feststoffsonden oder ein Drehmomentenmesser in Zuordnung zu einem mit seinen Rührarmen in den unteren Absetzbehälterraum reichenden Rührer. Die Feststoffsonde bzw. der Drehmomentenmesser sind mit einer Regeleinheit zur Regelung des Sandaustrags verbunden (
Feststoffsonden und Drehmomentenmesser sind teuer. Ihre Montage in Langsandfängen und der notwendige Schutz vor den rauen Einsatzbedingungen in Kläranlagen erfordern einen hohen Aufwand. Drehmomentenmesser können ohnehin nur bei Anlagen mit Rührarmen eingesetzt werden und müssen daher gleich bei der Projektierung der Anlage vorgesehen werden.Solid probes and torque gauges are expensive. Their installation in Langsand fangs and the necessary protection against the harsh operating conditions in sewage treatment plants require a lot of effort. In any case, torque meters can only be used in plants with stirring arms and therefore have to be provided right at the project planning stage.
Die Erfindung und ihre VorteileThe invention and its advantages
Das erfindungsgemäße Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie die Vorrichtung gem. Anspruch 7 haben demgegenüber den Vorteil, dass die Räumintervalle von Langsandfängen in Abhängigkeit von dem tatsächlichen Anfall an mineralischen Sinkstoffen bestimmt werden können. Damit arbeiten die energieintensiven Antriebe des Räumerwagens, der Tauchmotorpumpe und ggf. nachgeordneter Folgeaggregate nur bei Bedarf, also bei einem entsprechend hohen Anfall dieser Sinkstoffe. Dies ermöglichet im Jahresmittel eine wesentliche Energieeinsparung. Als zusätzlicher Vorteil ist der geringere Verschleiß der beim Räumerbetrieb aktiven Aggregate sowie der Räumerfahrbahn zu nennen.The inventive method with the features of
Der tatsächliche Anfall mineralischer Sinkstoffe wird durch eine Kontrolle der Trübung des von der Pumpe angesaugten Sinkstoff-Wasser-Gemischs, nachfolgend nur noch als Sand-Wasser-Gemisch bezeichnet, ermittelt. Die Trübung des Sand-Wasser-Gemischs ist ein zuverlässiges Indiz für die Beladung des Gemisches mit Sand. In einer Programmsteuerung wird für dieses Kriterium ein Sollwert bereitgestellt, bei dessen Unter- bzw. Überschreitung ein Signal an den Antrieb des Räumerwagens und/oder der Pumpe gegeben wird.The actual accumulation of mineral sediments is determined by a control of the turbidity of the drawn from the pump sediment-water mixture, hereinafter referred to only as a sand-water mixture. The turbidity of the sand-water mixture is a reliable indicator for the loading of the mixture with sand. In a program control, a setpoint value is provided for this criterion, at the time of exceeding or exceeding which a signal is given to the drive of the clearing trolley and / or the pump.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt die Messung des Trübungszustandes des angesaugten Sand-Wasser-Gemischs auf optischem Weg. Hierzu werden zwei optische Sensoren in der Förderleitung des Sand-Wasser-Gemischs angeordnet, wobei der eine ein Sendesensor ist, der ein Lichtsignal aussendet, das der gegenüberliegende Empfängersensor aufnimmt und an die Programmsteuerung weiterleitet.According to an advantageous embodiment of the method according to the invention, the measurement of the turbidity state of the sucked sand-water mixture takes place optically. For this purpose, two optical sensors are arranged in the conveying line of the sand-water mixture, wherein the one is a transmission sensor which emits a light signal, which receives the opposite receiver sensor and forwards to the program control.
Die Steuerung des Räumerbetriebs kann auf unterschiedliche Art und Weise erfolgen. So ist es beispielsweise möglich, bei Unterschreitung eines in einer Programmsteuerung vorgegebenen Sollwertes der Trübung des Sand-Wasser-Gemisches bei der Hinfahrt des Räumerwagens, auf seiner Rückfahrt in die Ausgangsstellung die Tauchmotorpumpe abzuschalten. Ist in drei nacheinander erfolgenden Fahrten des Räumerwagens die Trübung zu gering, wird das zuvor eingestellte Intervall verlängert. Ist das nach weiteren drei Fahrten immer noch der Fall, wird das Intervall erneut verlängert usw. bis sich das ursprünglich eingestellte Intervall verdoppelt hat. Bei trockenem Wetter haben also die beteiligten Aggregate nach ca. einem Tag nur noch die halbe Betriebszeit.The control of the clearing operation can be done in different ways. Thus, it is possible, for example, falls below a predetermined in a program control setpoint the turbidity of the sand-water mixture in the Outward journey of the Räumerwagens, on its return to the starting position to switch off the submersible pump. If the turbidity is too low in three successive journeys of the reamer, the previously set interval is extended. If this is still the case after another three trips, the interval will be extended again until the originally set interval has doubled. In dry weather, therefore, the aggregates involved after about one day only half the operating time.
Andererseits ist es auch möglich, lediglich die Tauchmotorpumpe laufen zu lassen, um den Sandanfall zu prüfen. Bei Überschreitung des Sollwertes wird dann noch der Räumerwagen in Betrieb gesetzt.On the other hand, it is also possible to run only the submersible pump to check the sand accumulation. If the setpoint is exceeded, then the reamer will be put into operation.
Nach einer zusätzlichen vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird in der Programmsteuerung zusätzlich noch das Signal eines Regensensors berücksichtigt. Da bei Regen mit einem erhöhten Anfall von mineralischen Sinkstoffen zu rechnen ist, kann der Räumbetrieb noch vor dem eingestellten Intervallende wieder aufgenommen bzw. die gerade eingestellte Grundwartezeit verringert werden, um einen zu hohen Sandanfall in der Sammelrinne des Langsandfangs und eine evtl. dadurch bedingte Beschädigung der Pumpenaufhängung zu vermeiden.According to an additional advantageous embodiment of the method according to the invention, the signal of a rain sensor is additionally taken into account in the program control. Since it is to be expected in the rain with an increased accumulation of mineral sediment, the clearing operation can be resumed before the set interval end or the just set basic waiting time can be reduced to excessive sand accumulation in the collecting channel of Langsandfangs and possibly resulting damage to avoid the pump suspension.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht die Trübungskontrolle aus optischen Sensoren. Derartige Sensoren liefern bereits bei geringen Schwankungen der Trübung des Sand-Wasser-Gemisches zuverlässige Signale. Außerdem sind sie verhältnismäßig robust und daher für den rauen Kläranlagenbetrieb gut geeignet.According to an advantageous embodiment of the device according to the invention, the turbidity control consists of optical sensors. Such sensors provide reliable signals even with slight fluctuations in the turbidity of the sand-water mixture. In addition, they are relatively robust and therefore well suited for harsh wastewater treatment plant.
In einer diesbezüglich vorteilhaften Ausgestaltung der Vorrichtung sind zwei optische Sensoren in einem Gehäuse horizontal einander diametral gegenüberliegend angeordnet. Dadurch ist ein direkter Signalweg gegeben, der wiederum kurze Schaltzeiten gewährleistet. Das Gehäuse schütz die optischen Sensoren vor Feuchtigkeit und mechanischer Beschädigung.In an advantageous embodiment of the device, two optical sensors in a housing are arranged horizontally diametrically opposite one another. This provides a direct signal path, which in turn ensures short switching times. The housing protects the optical sensors from moisture and mechanical damage.
Der Vorteil der Vorrichtung besteht ferner darin, dass sie bei jedem beliebigen Langsandfänger ohne weiteres nachrüstbar ist. Hierzu ist in einer diesbezüglich vorteilhaften Ausgestaltung das Gehäuse über an sich bekannte Rohrkupplungen in die Förderleitung des Sand-Wasser-Gemischs eingebaut.The advantage of the device further consists in that it can be easily retrofitted to any Langsandfänger. For this purpose, the housing is installed in known per se pipe couplings in the conveying line of the sand-water mixture in an advantageous embodiment.
Schließlich weist die Vorrichtung in einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung zusätzlich einen Regensensor auf, dessen Signal von der Programmsteuerung berücksichtigt wird. Da durch den aufkommenden bzw. sich verstärkenden Regen auch mit einem stärkeren Zulauf von mineralischen Sinkstoffen zu rechnen ist, werden je nach Programmierung der Steuerung entweder Räumerwagen und Pumpe sofort in Betrieb gesetzt oder auf ein kürzeres Räumintervall umgeschaltet.Finally, in another advantageous embodiment, the device additionally has a rain sensor whose signal is taken into account by the program control. Since the rising or intensifying rain is also to be expected with a stronger inflow of mineral sinking material, depending on the programming of the controller either Räumerwagen and pump immediately put into operation or switched to a shorter clearing interval.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beispielbeschreibung, der Zeichnung und den Ansprüchen entnehmbar.Further advantages and advantageous embodiments of the invention are the following example description, the drawings and claims removed.
Zeichnungdrawing
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und im Folgenden näher beschrieben. In der zugehörigen Zeichnung zeigen:An embodiment of the invention is illustrated in the drawings and described in more detail below. In the accompanying drawing show:
Beschreibung des AusführungsbeispielsDescription of the embodiment
Wie aus
Oberhalb des Räumerwagens
Oberhalb der Trübungskontrolle
Im vorliegenden Beispiel ist, wie aus
Alle in der Beschreibung, den nachfolgenden Ansprüchen und der Zeichnung dargestellten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.All in the description, the following claims and the drawings illustrated features may be essential to the invention both individually and in any combination.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Beckenpool
- 22
- SandsammelrinneSand collecting channel
- 33
- Fahrbahnroadway
- 44
- RäumerwagenRäumerwagen
- 55
- Antriebdrive
- 66
- Ablaufrinnegutter
- 77
- Förderleitungdelivery line
- 88th
- TauchmotorpumpeSubmersible pump
- 99
- Trübungskontrolleturbidity control
- 1010
- Gehäusecasing
- 1111
- Optischer SenderOptical transmitter
- 1212
- Optischer EmpfängerOptical receiver
- 1313
- Sensorleitungsensor line
- 1414
- Sensorleitungsensor line
- 1515
- Programmsteuerungprogram control
- 1616
- Krümmerelbow
- 1717
- Rohrkupplungpipe coupling
- 1818
- Displaydisplay
- 1919
- Steuerleitungcontrol line
- 2020
- Einspeiseleitungfeeder
- 2121
- Regensensorrain sensor
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 19844034 A1 [0004] DE 19844034 A1 [0004]
- DE 19844006 A1 [0004] DE 19844006 A1 [0004]
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Date | Code | Title | Description |
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OM8 | Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law | ||
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Effective date: 20120403 |