DE202008006028U1

DE202008006028U1 - Anordnung zur automatischen Erkennung von Schwimmschlamm

Info

Publication number: DE202008006028U1
Application number: DE200820006028
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-04-30
Filing date: 2008-04-30
Publication date: 2008-07-17
Anticipated expiration: 2018-05-01

Abstract

Anordnung zur automatischen Erkennung von Schwimmschlamm, die zum Betreiben von Räumeinrichtungen für den Schwimmschlamm mit deren Steuereinrichtung (2) verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass in oder an dem den Räumeinrichtungen nachfolgenden und mit diesem verbundenen Leitungssystem zur Abführung des Schwimmschlamms eine Einrichtung (4, 6, 7) zur Bestimmung der Trübung des von den Räumungseinrichtungen geförderten Wassers angeordnet ist.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einer Anordnung zur automatischen Erkennung von Schwimmschlamm, der beispielsweise auf der Wasseroberfläche von Nachklärbecken von Kläranlagen schwimmt.
Auf Wasseroberflächen schwimmender Schlamm, sogn. Schwimmschlamm, ist aus den unterschiedlichsten Gründen unerwünscht. Er entsteht auf Gewässern durch eingeleitete oder natürliche Verunreinigungen. Häufig ist er auch, je nach Jahreszeit und Bauart der Kläranlage, auf der Wasseroberfläche von deren Nachklärbecken zu finden. Das geklärte Wasser der Nachklärbecken, der letzten Stufe des Klärprozesses, gelangt in als Vorfluter dienende Flüsse und Bäche. Um zu verhindern, dass der Schwimmschlamm ebenfalls in diese Flüsse und Bäche gelangt, wird der Schwimmschlamm kontinuierlich oder auch intervallweise mittels spezieller Räumeinrichtungen abgezogen und an verschiedenen Stellen der Kläranlage in den Klärprozess zurück gefördert. Hierzu werden überwiegend Tauchmotorpumpen aber auch elektro-mechanisch angetriebene Zwangsräumeinrichtungen verwendet. Da der Schwimmschlamm meist diskontinuierlich und in sehr unterschiedlichen Mengen anfällt, ist seine Beseitigung nicht planbar. Das bedeutet, dass zum sicheren und vollständigen Entfernen des Schwimmschlamms die Räumeinrichtungen und Pumpen ununterbrochen im Einsatz sein müssen, was mit hohen und zum großen Teil auch unnötigen Kosten verbunden ist. Der Dauerbetrieb der Einrichtungen wirkt sich auch negativ auf ihre Lebensdauer aus. Üblich ist auch, die Räumeinrichtungen über feste Zeit-Pausen-Schaltungen laufen zu lassen. Hier wird zwar Energie gespart und Anlagentechnik geschont, jedoch erfolgt dieser intervallweise Betrieb völlig unabhängig von dem zeitlich tatsächlichen Anfall von Schwimmschlamm.
Um dem entgegenzuwirken hat man bereits versucht, die Schwimmschlamm-Räumeinrichtungen in Abhängigkeit vom Aufkommen an Schwimmschlamm zu steuern. Hierzu wurde die Wasseroberfläche vor den Räumeinrichtungen mittels Kameras oder Ultraschall abgetastet und eine Bildauswertung vorgenommen. Derartige Verfahren sind jedoch sehr fehlerbehaftet und die dazu erforderliche Anlagentechnik ist teuer.
Die Erfindung und ihre Vorteile
Die erfindungsgemäße Anordnung mit den Merkmalen des Schutzanspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, dass die Räumeinrichtungen in Abhängigkeit von dem tatsächlichen Anfall von Schwimmschlamm betrieben werden, d. h. sie nur dann zum Einsatz gelangen, wenn das Messergebnis die Anwesenheit von Schwimmschlamm ausweist bzw. die Menge an Schwimmschlamm eine zuvor festgelegte Obergrenze überschreitet. Eine zuverlässige Aussage über das Vorhandensein von Schwimmschlamm wird dadurch erreicht, dass in dem den Räumeinrichtungen nachfolgenden Leitungssystem für den Schwimmschlamm eine Einrichtung zur Bestimmung der Trübung des Wassers angeordnet ist. In Abhängigkeit vom Trübungsgrad wird dann mittels eines speziellen Programmrasters entschieden, ob und wie lange die Räumeinrichtung betrieben werden muss. Der Aufbau einer Schwimmschlammdecke durch falsche Pausenzeiten sowie das dauerhafte Pumpen von Klarwasser wird vermieden. Bei den beteiligten Aggregaten zur Schlammräumung sind Laufzeiteinsparungen von bis zu 90% möglich.
Die Kontrolle des abgesaugten bzw. abfließenden Wassers ist insofern zuverlässiger als die Bestimmung der Anwesenheit von Schwimmschlamm unmittelbar auf der Wasseroberfläche, als in der Trübung des Wasser durch den Schwimmschlamm eine reale Größe ermittelt wird, die aufgrund von ausgereifter, handelsüblicher Technik auch exakt bestimmbar ist. Außerdem ist diese Technik deutlich einfacher handhabbar als eine Einrichtung zur optischen Abtastung größerer Flächen, weniger empfindlich und billiger.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beispielbeschreibung, der Zeichnung und den Ansprüchen entnehmbar.
Zeichnung
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und im Folgenden näher beschrieben. Die Zeichnung zeigt ein Schema der Integration der erfindungsgemäßen Anordnung der automatischen Schwimmschlamm-Erkennung in das System der Steuerung einer Schwimmschlamm-Räumeinrichtung einer Kläranlage.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
Von der Räumeinrichtung der Kläranlage ist eine Schwimmschlammpumpe 1 dargestellt, deren Betrieb von einer Steuereinheit 2 über eine Steuerleitung 3 gesteuert wird. In die Druckleitung der Schwimmschlammpumpe 1 ist ein Einbaustück 4 über Rohrkupplungen 5 eingebaut. Die Enden des Einbaustücks 4 haben den jeweiligen Durchmesser der Druckleitung der Schwimmschlammpumpe 1, so dass ohne weiteres eine Nachrüstung in eine vorhandene Schwimmschlamm-Druckleitung möglich ist. Der weitere Verlauf der Druckleitung wird nicht beeinflusst. Von außen ist ein optischer Sender 6 und ein optischer Empfänger 7 so in das Einbaustück 4 eingeführt, dass sich ihre optischen Oberflächen innerhalb des Einbaustücks 4 diametral gegenüberliegen. Mittels leicht demontierbarer Schraubstecker sind sie mit ihren elektrischen Zu- bzw. Ableitungen und über diese mit einer Steuer- und Anzeigeeinheit 8 verbunden, in der sich ein Verstärker, ein SPS-Modul sowie ein Auswertegerät zur Verarbeitung der Signale der optischen Sensoren 6 und 7 befinden. Die Steuer- und Anzeige 8 ist von außen über einen Wahlschalter 9 bedienbar und mit einem Display 10 zur Anzeige des jeweiligen Trübungszustands des Wassers ausgerüstet sowie über eine Steuerleitung 11 mit der Steuereinheit 2 verbunden.
Nachfolgend wird die Wirkungsweise der Erfindung näher beschrieben. Das von der Schwimmschlammpumpe 1 geförderte Wasser durchströmt das Einbaustück 4 und passiert dabei die Strecke zwischen dem optischen Sender 6 und dem optischen Empfänger 7. Je nach Trübung des Wassers liefert der optische Empfänger 7 ein Signal an die Steuer- und Anzeige 8, in der dieses Signal mit Sollwerten verglichen wird. Liegt nach Ablauf einer bestimmten Zeit (Einschaltverzögerung) immer noch eine starke Trübung vor, wird eine Überschreitung des oberen Sollwertes angezeigt, in dessen Folge die Steuereinheit 2 ein Signal zur Fortsetzung des Betriebs der Schwimmschlammpumpe 1 gibt. Diese saugt nunmehr so lange Wasser an, bis der vom optischen Empfänger 7 ermittelte Grad der Trübung, ebenfalls wieder für eine bestimmte Zeitdauer, unter einen unteren Sollwert sinkt. In der Folge gibt die Steuer- und Anzeigeeinheit 8 ein Signal an die Steuereinheit 2, die wiederum die Schwimmschlammpumpe 1 stoppt. In dem SPS-Modul der Steuer- und Anzeigeeinheit 8 ist ferner eine anlagenspezifische Taktzeit gespeichert, durch die die Schwimmschlammpumpe 1 über die beschriebene Steuerstrecke zur Kontrolle wieder in Betrieb gesetzt wird. Liegen die Kontrollwerte der Trübung dann wieder dauerhaft unter dem oberen Sollwert, wird die Schwimmschlammpumpe 1 wieder abgeschaltet. Erst nach Verstreichen der programmierten Taktzeit erfolgt eine erneute Kontrolle. Dieser Algorithmus wiederholt sich programmgemäß. Die optischen Sensoren 6 und 7 sind zwar sehr schmutzunempfindlich und werden durch die Einbauart und die Steuerungsweise regelmäßig gereinigt, jedoch ist in der Steuer- und Anzeigeeinheit 8 für eine nicht ausschließlich durch den augenblicklichen Schlammgehalt des geförderten Wasser bedingte dauerhafte Verschmutzung der Sensoren 6 und 7 eine optische Anzeige vorgesehen.
Alle in der Beschreibung, den nachfolgenden Ansprüchen und der Zeichnung dargestellten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.

1: Schwimmschlammpumpe
2: Steuereinheit
3: Steuerleitung
4: Einbaustück
5: Rohrkupplung
6: Sender
7: Empfänger
8: Steuer- und Anzeigeeinheit
9: Schalter
10: Display
11: Steuerleitung

Claims

Anordnung zur automatischen Erkennung von Schwimmschlamm, die zum Betreiben von Räumeinrichtungen für den Schwimmschlamm mit deren Steuereinrichtung (2) verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass in oder an dem den Räumeinrichtungen nachfolgenden und mit diesem verbundenen Leitungssystem zur Abführung des Schwimmschlamms eine Einrichtung (4, 6, 7) zur Bestimmung der Trübung des von den Räumungseinrichtungen geförderten Wassers angeordnet ist.
Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (4, 6, 7) zur Bestimmung der Trübung des Wassers aus optischen Sensoren (6, 7) besteht.
Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass einem optischen Empfänger (7) ein optischer Sender (6) diametral gegenüber angeordnet ist.
Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (4, 6, 7) zur Bestimmung der Trübung in der Druckleitung einer Schwimmschlammpumpe (1) angeordnet ist.
Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (4, 6, 7) zur Bestimmung der Trübung über ein Auswerte- und Programmsteuersystem (8) mit dem Steuersystem (2) der Räumeinrichtungen verbunden ist.
Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Auswerte- und Programmsteuersystem (8) eine optische und/oder akustische Anzeige (10) aufweist.
Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (4, 6, 7) zur Bestimmung der Trübung mit einer Signaleinrichtung zur Anzeige einer dauerhaften Verschmutzung ihrer Sensoren (6, 7) verbunden ist.