DE202014006662U1

DE202014006662U1 - Monitoring system for determining the biochemical oxygen demand of waste water

Info

Publication number: DE202014006662U1
Application number: DE201420006662
Authority: DE
Original assignee: IAB Institut fuer Angewandte Bauforschung Weimar gGmbH
Current assignee: IAB Institut fuer Angewandte Bauforschung Weimar gGmbH
Priority date: 2014-08-16
Filing date: 2014-08-16
Publication date: 2014-10-20
Anticipated expiration: 2024-08-17

Abstract

Überwachungssystem zur Bestimmung des biochemischen Sauerstoffbedarf (BSB) von Prozess- und Abwässern nach der respirometrischen Methode und zur Kontrolle der ordnungsgemäßen Wassergüte und der ordnungsgemäßen Reinigungsleistung von Kleinkläranlagen oder ähnlichen Klärprozessen gekennzeichnet durch eine automatisierte Entnahme der Wasserprobe aus dem Prozess, eine automatisierte Spülung der Messapparatur, die Dosierung der für die Reaktion erforderlichen Chemikalien in den Reaktionsraum, die Temperierung des Reaktionsbehälters über den Messzeitraum und eine kontinuierliche Homogenisierung der Probe über den Messzeitraum.Monitoring system for determining the biochemical oxygen demand (BOD) of process and wastewater according to the respirometric method and for checking the correct water quality and the correct cleaning performance of small wastewater treatment plants or similar treatment processes, characterized by an automated extraction of the water sample from the process, an automated rinsing of the measuring apparatus, the dosing of the chemicals required for the reaction into the reaction space, the temperature control of the reaction container over the measurement period and continuous homogenization of the sample over the measurement period

Description

Die Erfindung betrifft ein Überwachungssystem zur automatisierten Bestimmung des biochemischen Sauerstoffbedarfs (BSB) von Abwässern.The invention relates to a monitoring system for the automated determination of the biochemical oxygen demand (BOD) of wastewater.

Die Überwachung der Ablaufparameter von Kleinkläranlagen erfolgt im Rahmen der vorgeschriebenen Wartung halbjährlich durch händische Probenahme und anschließender Analyse des Abwassers im Labor. Erst nach Auswertung der Abwasseranalyse kann festgestellt werden, ob die Anlage im letzten Wartungsintervall ordnungsgemäß ohne Funktionsstörungen lief und den hohen Anforderungen an die Qualität des gereinigten Abwassers entspricht. Im ungünstigsten Fall wurden die Ablaufwerte des Abwassers im kompletten letzten Wartungsintervall überschritten. Eine erhebliche Umweltgefährdung durch die Anlage wäre die Folge. Die Qualitätsanforderungen des gereinigten Abwassers sind aber in jeder Hinsicht zu erfüllen.The monitoring of the parameters of small sewage treatment plants is carried out as part of the required maintenance every six months by manual sampling and subsequent analysis of the waste water in the laboratory. Only after evaluation of the wastewater analysis can it be determined whether the system ran properly in the last maintenance interval without malfunctions and meets the high demands on the quality of the treated wastewater. In the worst case, the discharge values of the wastewater were exceeded during the complete last maintenance interval. A significant environmental hazard through the system would be the result. However, the quality requirements of the treated wastewater must be met in every respect.

Die Überwachung der Wasserqualität von Abwässern in Kläranlagen und von Prozesswasser basiert auf der respirometrischen Methode zur Bestimmung des biochemischen Sauerstoffbedarfs (BSB-Wert), insbesondere des BSB₅-Wertes, bei dem für den mikrobiologischen Abbau 5 Tage zur Verfügung stehen müssen. Eine Fachrecherche zeigt, dass momentan die Überwachung nur als reine Labormethode durchgeführt werden kann.The monitoring of the quality of effluent water in sewage treatment plants and process water is based on the respirometric method for the determination of the biochemical oxygen demand (BOD), in particular the BOD ₅ value, at which 5 days must be available for microbiological degradation. A specialist research shows that currently the monitoring can only be carried out as a pure laboratory method.

Die bekannte Labormethode sieht zur Ermittlung des biochemischen Sauerstoffbedarfs bzw. der Sauerstoffzehrung den Einsatz von Respirometern vor. Eine exakt definierte Wassermenge, die ständig z. B. durch Magnetrührer in Bewegung gehalten wird, befindet sich zusammen mit einem Luftvorrat in einem geschlossenen System. Das beim Sauerstoffverbrauch entstehende CO₂ wird durch ein Absorptionsmittel, z. B. Natriumhydroxid, gebunden; auf diese Weise entsteht in dem System ein messbarer Druckabfall.The known laboratory method provides for the use of respirometers to determine the biochemical oxygen demand or the oxygen consumption. A precisely defined amount of water that is constantly z. B. is kept in motion by magnetic stirrer, is located together with an air supply in a closed system. The resulting in oxygen consumption CO ₂ is absorbed by an absorbent, eg. For example, sodium hydroxide; In this way, a measurable pressure drop is created in the system.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zu schaffen, welche zur schnelleren Kontrolle des ordnungsgemäßen Zustandes der Kleinkläranlage kontinuierlich den Ablaufparameter BSB des gereinigten Abwassers nach der respirometrischen Methode (Druckmessung) analysiert. Wird dieser Ablaufwert eingehalten, so ist folglich auch der Zustand der Anlage in Ordnung.The invention has for its object to provide an arrangement which continuously analyzes the process parameters BSB of the purified wastewater by the respiratory method (pressure measurement) for faster control of the proper state of the small wastewater treatment plant. If this process value is adhered to, then the condition of the system is also in order.

Diese Aufgabe wird durch ein Überwachungssystem gemäß Anspruch 1 gelöst.This object is achieved by a monitoring system according to claim 1.

Mit dem System zur BSB-Überwachung von Prozess- und Abwässern wird eine Anordnung beschrieben, welche automatisiert Wasserproben aus dem Prozess entnimmt und unmittelbar deren BSB-Wert in einem bestimmten Messzeitraum, basierend auf der respirometrischen Messmethode analysiert.The system for BOD monitoring of process and waste water describes an arrangement that automatically extracts water samples from the process and immediately analyzes their BOD value in a specific measurement period, based on the respirometric measurement method.

Aufbauend auf der Respirationsmessung analysiert das System den BSB-Wert des Wassers selbstständig automatisch und kontinuierlich. Das System kann für alle Arten von Prozesswasser und Prozessabwasser eingesetzt werden, Haupteinsatzgebiet ist die Überwachung der Ablaufqualität von Abwasserreinigungsanlagen, insbesondere Kleinkläranlagen.Based on the respiration measurement, the system automatically and continuously analyzes the BOD value of the water independently. The system can be used for all types of process water and process wastewater. The main application area is the monitoring of the effluent quality of wastewater treatment plants, in particular small sewage treatment plants.

Bei der Durchführung wird aus dem Ablauf der Kleinkläranlage eine Abwasserprobe direkt entnommen und im Anschluss analysiert. Entspricht die Qualität des Wassers im Anlagenablauf nicht den gesetzlich geforderten Qualitätsansprüchen, wird dies erkannt und die Gefahr, dass Gewässer durch schlecht oder gar nicht gereinigtes Abwasser belastet werden, kann so minimiert werden. Die Analysenwerte können je nach Bedarf an Anlagenbetreiber, Wartungsunternehmen und/oder Behörde sofort per Datenfernübertragung weitergeleitet werden. Mit Hilfe dieser Überwachungsstrategie werden Grenzwertüberschreitungen zeitnah erkannt. Mittelfristig kann das Maß der Gewässerbelastung aus Kleinkläranlagen spürbar gesenkt werden.During the implementation, a waste water sample is taken directly from the wastewater treatment plant and analyzed afterwards. If the quality of the water in the system sequence does not meet the legally required quality requirements, this is recognized and the risk that water will be polluted by poorly or not at all purified wastewater can thus be minimized. The analysis values can be forwarded immediately to the plant operator, maintenance company and / or authority as required by remote data transmission. With the help of this monitoring strategy, limit overruns are detected promptly. In the medium term, the level of water pollution from small sewage treatment plants can be significantly reduced.

Weiterhin kann mit dem Überwachungssystem eine Optimierung des Energieverbrauchs der biologischen Reinigungsstufe erreicht werden. Die Steuerung der Sauerstoffzufuhr im Belebungsbecken kann bedarfsgerecht anhand des gemessenen BSB-Wertes erfolgen. So wird eine übermäßige Belüftung der biologischen Reinigungsstufe verhindert, die Betriebskosten können gesenkt werden.Furthermore, with the monitoring system, an optimization of the energy consumption of the biological treatment stage can be achieved. The control of the oxygen supply in the aeration tank can be carried out according to demand on the basis of the measured BOD value. This prevents over-ventilation of the biological treatment stage and reduces operating costs.

Die permanente Online-Überwachung der Ablaufqualität des gereinigten Abwassers entlastet den Anlagenbetreiber, da sie die Möglichkeit einer ständigen Kontrolle der Anlage bietet, ohne direkt vor Ort sein zu müssen. Überflüssige Anfahrten können vermieden werden, da die Kleinkläranlage nur noch bei einer Störung untersucht wird. Des Weiteren ist es vorteilhaft die erforderlichen Abstände der Wartungsintervalle zu vergrößern, sollte die Anlage Störungsfrei laufen. So können Wartungskosten bei einer gleichzeitig dauerhaften Überwachung der Kleinkläranlage minimiert werden.The permanent online monitoring of the effluent quality of the treated waste water relieves the plant operator, since it offers the possibility of a permanent control of the plant, without having to be on site. Unnecessary trips can be avoided because the small wastewater treatment plant is only examined in the event of a fault. Furthermore, it is advantageous to increase the required intervals of the maintenance intervals, should the system run trouble-free. So maintenance costs can be minimized with a simultaneous permanent monitoring of the small wastewater treatment plant.

1 stellt das Überwachungssystem mit seinen Hauptkomponenten schematisch dar. Das Überwachungssystem besteht im Wesentlichen aus dem Gehäuse (1), der Probeentnahmeeinrichtung (2), der Temperierung (3), dem Reaktionsbehälter (4), der Rührapparatur (5), dem Chemikalienbehälter (6) mit den für den Prozess benötigten Chemikalien, der Spülapparatur (7), der Recheneinheit (8) und dem Modul zur Datenfernübertragung (9). 1 schematically illustrates the monitoring system with its main components. The monitoring system consists essentially of the housing ( 1 ), the sampling device ( 2 ), the temperature control ( 3 ), the reaction vessel ( 4 ), the stirring apparatus ( 5 ), the chemical container ( 6 ) with the chemicals required for the process, the rinsing apparatus ( 7 ), the arithmetic unit ( 8th ) and the remote data transmission module ( 9 ).

Die Erfindung wird im Folgenden näher anhand der in 1 gezeigten Ausführungsform beschrieben.The invention will be described in greater detail below with reference to FIGS 1 shown embodiment described.

Zur Analyse des gereinigten Abwassers wird zunächst automatisiert eine Probe mit der Probeentnahmeeinrichtung (2) aus dem Prozess entnommen. Diese Probe wird in den Reaktionsbehälter (4) überführt und mittels der Temperierung (3) und der Rührapparatur (5) auf die für die Analyse notwendigen Reaktionsbedingungen eingestellt. Es erfolgt die Dosierung der für die Reaktion benötigten Chemikalien aus dem Chemikalienbehälter (6). Im Reaktionsbehälter (4) erfolgt die Messung des BSB-Wertes. Die erfassten Messwerte werden in der Recheneinheit (8) ausgewertet. Die Berechnung des CSB-Wertes (chemischer Sauerstoffbedarf) kann praktischerweise sofort auf der Grundlage des gemessenen BSB-Wertes erfolgen. Des Weiteren ist vorgesehen, die Regelung der Belüftung in der biologischen Reinigungsstufe der Kleinkläranlage und die Kalibration der Messapparatur durch die Recheneinheit (8) zu steuern. Die ermittelten Rechen- und Messwerte werden durch die Datenfernübertragung (9) an den Fachmann übermittelt und zeitnah auf mögliche Grenzwertüberschreitungen kontrolliert. Nach der Durchführung des Analyseprozesses wird die Messapparatur mit dem Reaktionsbehälter (4) und den Zu- und Ableitungen durch die Spülapparatur (7) gereinigt. Der Überwachungsvorgang ist beendet, ein neuer Messzyklus kann gestartet werden.For the analysis of the purified wastewater, a sample is first of all automated with the sampling device ( 2 ) taken from the process. This sample is added to the reaction vessel ( 4 ) and by means of the temperature control ( 3 ) and the stirring apparatus ( 5 ) are adjusted to the reaction conditions necessary for the analysis. The dosage of the chemicals required for the reaction from the chemical container ( 6 ). In the reaction vessel ( 4 ), the BOD value is measured. The acquired measured values are stored in the arithmetic unit ( 8th ) evaluated. The calculation of the COD value (chemical oxygen demand) can conveniently be made immediately based on the measured BOD value. Furthermore, it is provided that the regulation of the ventilation in the biological treatment stage of the small sewage treatment plant and the calibration of the measuring apparatus by the computing unit ( 8th ) to control. The calculated calculation and measurement values are determined by remote data transmission ( 9 ) transmitted to the expert and checked promptly for possible limit violations. After carrying out the analysis process, the measuring apparatus with the reaction vessel ( 4 ) and the supply and discharge lines through the rinsing apparatus ( 7 ) cleaned. The monitoring process is finished, a new measurement cycle can be started.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Gehäusecasing
22: ProbeentnahmeeinrichtungSampling device
33: Temperierungtempering
44: Reaktionsbehälterreaction vessel
55: Rührapparaturstirring apparatus
66: Chemikalienbehälterchemical containers
77: SpülapparaturSpülapparatur
88th: Recheneinheitcomputer unit
99: DatenfernübertragungRemote data transmission

Claims

Monitoring system for the determination of the biochemical oxygen demand (BOD) of process and waste water according to the respirometric method and for the control of the proper water quality and the proper cleaning performance of small sewage treatment plants or similar clarification processes marked by an automated removal of the water sample from the process, an automated flushing of the measuring apparatus, the dosage of the chemicals required for the reaction into the reaction space, the temperature of the reaction vessel over the measurement period and a continuous homogenization of the sample over the measurement period.

Monitoring system according to claim 1 characterized by an automatic calibration of the arrangement.

Monitoring system according to claim 1 characterized by the remote transmission of the analysis values for evaluation.

Monitoring system according to claim 1 characterized by the automated calculation of the chemical oxygen demand (COD) based on the measured BOD value.

Monitoring system according to at least one of the preceding claims, characterized by a control system with a demand-dependent control of the oxygen supply in the aeration tank of the sewage treatment plant.