DE2412499A1

DE2412499A1 - Probenentnahme- und messtation zur ueberwachung von fluessigkeiten

Info

Publication number: DE2412499A1
Application number: DE19742412499
Authority: DE
Inventors: Rainer Dipl Phys Berthold; Hans-Juergen Fischer; Gerold Dr Gamer; Matthias Joens; Helmut Karger; Dieter Dipl Phys Dr Schnabel
Original assignee: BBC Brown Boveri France SA
Current assignee: BBC Brown Boveri France SA
Priority date: 1974-03-15
Filing date: 1974-03-15
Publication date: 1975-09-25
Also published as: CH582880A5; FR2264278A1; DE2412499C3; BE826719A; DE2412499B2; GB1496712A

Description

BROWN, BOVERi & CIE ■ AKTIENGESELLSCHAFT [ , ) ;_:,^>

MANNHEIM BHOV/N FEOVCKI

Hp.-Nr, 541/74 Mannheim, 12. März 1974 |

Ka/M-B :

Probenentnahme- und Meßstation zur Überwachung von Flüssigkeiten

Die Erfindung betrifft eine Probenentnahme- und Meßstation zur Überwachung von Flüssigkeiten, insbesondere Abwasser, mit in einer Durchlaufleitung angeordneten Meßwertaufnehmem und einer weiteren Leitung (Spülleitung) zur Zuführung eines Reinigungsmittels an die Me ß;wer tauf nehmer.

Der Beferf an Wasser für Haushalt und Industrie nimmt ständig zu. Es wird daher immer notwendiger, die Gewässer so wirtschaftlich wie möglich zu nxizen und dabei deren biologisches Reinigungsvermögen zu erhalten. Weil jedoch andererseits die Belastung mit Schmutzstoffen steigt, ist es erforderlich, den Zustand der Gewässer kontinuierlich zu überwachen. Mit einem Netz von automatisch arbeitenden und mit einer übergeordneten Zentrale verbundenen Kontrollstationen ist es dann zum Beispiel

möglich, beim Feststellen von Giftstoffen kurzfristig Gegen- ! maßnahmen zu ergreifen. Die gleiche Notwendigkeit solcher Kon- : trollstationen besteht in Kläranlagen.

Bei der Dauermessung von derartigen Zustandswerten im Wasser und Abwasser mit Hilfe von Meßelektroden (ionensensitive Elektroden, Temperatur, Leitfähigkeit, gelöster Sauerstoff, Trübung etc.) treten vor allem in stark verschmutzten Gewässern ■ und in Kläranlagen immer wieder Schwierigkeiten durch Verschmutzung der Meßwertaufnehrner auf, die schon nach kurzer Zeit zu falschen Meßwerten führen. Dies macht eine häufige Reinigung der Meßwertaufnehmer und Überprüfung ihrer Eichwerte notwendig.

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Durch die deutsche Offenlegungsschrift 2 132 166 wurde eine Meßstation "bekannt, die mehrere Meßwertaufnehmer in Reihe ge-

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! schaltet hat, die von einem Spülmittelkreislauf beaufschlagt ; ; werden können. Nachteilig an dieser Anlage ist die häufige Ver-

: wendung von Ventilen und die unterschiedlichen Durchmesser der Leitungen. Dies führt besonders bei verschmutztem Abwasser in \ Kläranlagen zu häufigen Verstopfungen und den damit verbundenen

' Reinigungsvorgängen der Gesamtanlage, die durch teueres Personal von Hand durchgeführt werden müssen.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Probenentnahme- und Meßstation zu schaffen, die in stark verschmutztem Wasser über längere Zeit ohne Wartung störungsfrei arbeiten kann. Dabei wird unter längerer Zeit ein Zeitraum von wenigstens drei Mo- [ naten verstanden.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Durchlauf-' leitung für die zu messende Flüssigkeit aus einem auf- und einem absteigenden Zweig besteht, wobei die Umleitung der beiden senkrecht verlaufenden Zweigen durch einen Bogen mit einem Radius >, 90 mm erfolgt und die einzelnen Meßwertaufnehmer zusammen mit der Durchlaufleitung und der Spülleitung als Bau-, steine angeordnet sind. Dabei sind die lösbaren Verbindungs-. leitungen in den einzelnen Bausteinen derart ausgebildet, daß an ihren Verbindungen keine Durchmessersprünge im Innenrohrquerschnitt stattfinden. Der Durchmesser dieser Leitungen soll . um ein optimales Verhältnis der Pumpenauslegung zur störungs-. freien Strömung 32 mm ±15 % betragen. Zur Förderung der zu ; messenden Flüssigkeit und des Spülmediums sind sowohl die Durch- ; laufleitung als auch die Leitung für das Reinigungsmittel (Spülleitung) von zumindest jeweils einer Pumpe beaufschlagt, wobei die Pumpe in der Spülleitung (Spülpumpe) derart geschaltet ist, ; daß eine Förderung nur bei stillstehender Pumpe in der Umlaufleitung (Hauptförderpumpe) möglich ist. Dadurch wird erreicht,

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daß während des Spülvorganges zwar Flüssigkeit vor den einzelnen Meßelektroden vorhanden ist, diese aber praktisch ruht. Diese Flüssigkeit schützt die Meßelektroden vor einem zu hohen Druck !des Spülmittels. Um nun die Meßelektroden optimal zu reinigen, isind die von der Spülleitung gespeisten Reinigungsdüsen sämtjlich in der Achse der Meßelektrode liegend auf diese gerichtet. jDadurch wird im Gegensatz zu der zitierten deutschen Offenle^sgungsschrift eine absolut gleichmäßige Reinigung des Meßaufnehmerteiles der Elektrode erreicht. Die Elektroden stehen dajbei maximal 1,5 mm in die Umlauf leitung und sind kalottenf örmig ,ausgebildet. Die Spülungen erfolgen automatisch in festgelegten Zeit intervallen.

,In Weiterbildung der Erfindung wird die meßbare Fensterver- \schmutzung eines Trübungsumformeis zur automatischen Reinigung :der Meßwertaufnehmer herangezogen. Es wird nach einer festgestellten Verschmutzung der Fenster automatisch die Spülpumpe ein- und die Hauptförderpumpe ausgeschaltet. Dadurch wird eine '■besonders sparsame Verwendung des Spülmittels erreicht, weil eine Spülung nur dann stattfindet, wenn sie wirklich erforderlich ist. Zur Spülung selbst kann sowohl reines Wasser als auch .Wasser mit einem Reinigungszusatz verwendet werden. Ebenso ist ■Druckluft möglich. Selbst mit Granulaten aus Keramik, Glas, Metall oder ähnlichen Stoffen wurden gute Ergebnisse erzielt.

Das Reinigungsmittel wird mit Dosierpumpen über Magnetventile oder Mischinjektoren zugesetzt. Insbesondere bei rohrförmigen .Meßwertaufnehmern und an der Probenentnahmestelle erfolgt die Reinigung mit einer an einen Zulaufschlauch, der als Schubstange dient, angeordneten Bürste mit Spritzdüsen. Der Antrieb erfolgt jnach dem bekannten Stand der Technik mittels Pneumatik, Zahnstange, Hydraulik oder ähnlichem. Die Vorrichtung ist ebenfalls mit einem Mischinjektor bzw. einer Dosierpumpe für das Reini-, 'gungsmittel gekoppelt. Im Gegensatz zu der Reinigung über die Spritzdüsen, wie sie waiter oben beschrieben ist, kann mit dieser

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Reinigungsvorrichtung auch bei strömender Flüssigkeit oder bei leerem System gereinigt werden.

Die Meßwertaufnehmer der erfindungsgemäßen Meßstation zeigen durch die wirkungsvolle Reinigungsvorrichtung keine.Meßwertdriften. Eine automatische Eichung kann daher entfallen. Die 'automatische Eichkontrolle ist dagegen sinnvoll. Zur Erleichterung der Durchführung der Eichung sind der Trübungsmesser und andere rohrförmige Meßwertaufnehmer ausschwenkbar angeordnet.

In weiterer Vervollkommnung der Erfindung ist eine Probenentnahmestelle im absteigenden Zweig unter einem spitzen Winkel, bevorzugt 45 , nach oben angeordnet. Die Probenentnahmestelle ist mit einem Magnetventil versehen. Auch hier gilt das bereits oben Gesagte, daß in der Leitung absatzlose Übergänge vorgesehen sind.

Die gesamte Anordnung ist in einem zweiteiligen Schrank eingebaut, wobei der vordere Teil die meßtechnischen Auswertegeräte enthält, ausschwenkbar und durch eine herausnehmbare Spritzwand vom mechanischen Teil getrennt ist. Dieser mechanische Teil enthält die einzelnen Bausteine. Andere Anordnungen sind möglich, jedoch hat sich diese genannte Anordnung aus Platzgründen als besonders zweckmäßig erwiesen.

Der Hauptvorteil der vorliegenden Probenentnahme- und Meßstation liegt in der geringen Wartungsanforderung und dem besonders störungssicheren Betrieb. Einzelne Bauteile können leicht ausgetauscht werden, die Anlage kann jederzeit an veränderte Situationen ohne große Umbau- und Montagearbeiten angepaßt werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im Jölgenden an Hand der Zeichnungen näher erläutert.

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Es zeigen

Fig. 1 eine Frontansicht der Station mit Probenentnahmestelle rechts bei abgenommenem Elektronikteil, links mit ElektroniMeiL ;Fig. 2 eine Ansicht gemäß der Richtung II nach Figur 1 bei ; abgenommener Abdeckung und
Fig. 3 einen Schnitt gemäß der Linie III - III nach Figur 1.

In einem zweiteiligen Schrank 1 sind ein unterer Grundbaustein 2, drei Zwischenbausteine 3,4,5 und ein oberer Grundbaustein 6 angeordnet. Diese mechanischen, flüssigkeitsführenden Teile (Bausteine) 2 bis 6 sind im hinteren Teil 7 des Schrankes 1 angeordnet und durch eine herausnehmbare Spritzwand 8 vom vorderen Teil 9» das mit einzelnen Einschüben 10 für die Auswertegeräte :(Elektronik) versehen ist, abgetrennt. Der untere Grundbaustein enthält die Zuführleitung 11, in der im flüssigkeitsführenden Kanal die nicht gezeigte Hauptförderpumpe angeordnet ist, die Abflußleitung 12, die in den Flüssigkeitskanal führt, die Zuführleitung 13 für die Spülflüssigkeit, die Zuführleitung 14 mit einer Dosierpumpe bzw. Injektor 15 zur Zudosierung des Reini~ gungsmittels sowie die Spülpumpe 16. Im oberen Grundbaustein 6 ist die Umleitung 17 von dem aufsteigenden Zweig 18 zum absteigenden Zweig 19 und die Probeentnahmeeinheit 20 mit einem Magnetventil 21 angeordnet. Die Radien in den Bögen 22 und 23 sind <2: 90 mm. Die Probenentnahme erfolgt unter einem "Winkel von 24° bis 45°. Die Leitungen, also die Durchlaufleitung 18,19 und die Spülleitung 25 sind an den Trennstellen 26 zwischen den einzelnen Bausteinen mit Verschraubungen 27 versehen. Von der Spülleitung 25 sind über Abzweigstücke 28 Spritzdüsen 29 in die Gehäuse 30 der Meßwertaufnehmer geführt. Diese Spritzdüsen 29 sind fluchtend axial mit den einzelnen Elektroden, also z. B. einer Leitfähigkeitsstabelektrode 31 im Baustein 3, einer Temperaturelektrode 32 im Baustein 4, einer 0,,-Elektrode 33 und einer pH-Elektrode 34 im Baustein 5 angeordnet. Im absteigenden Zweig 19 der Umlauf leitung ist im Baustein 5 der Trübungs.-'. Umformer 35 angeordnet. Der Trübungsumformer 35 ist dabei zur

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Eichung ausschwenkbar angeordnet. Mit 36 sind die Leitungen von den einzelnen Meßwertaufnehmern zur Elektronik gekenn- · zeichnet.

Die Schaltung der Hauptf förderpumpe, der Spülpumpe 16 und gegebenenfalls der Dosierpumpe kann natürlich sowohl von Hand als auch vollautomatisch, wie vorab beschrieben, erfolgen.

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Claims

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Mp.-Nr. 541/74

Patentansprüche

ίΐΛ Probenentnahme- und Meßstation zur Überwachung von Flüssig-

i keiten mit in einer Durchlaufleitung angeordneten Meßwert-' aufnehmern und einer weiteren Leitung (Spülleitung) zur Zu-

; wert

! führung eines Reinigungsmittels an die Meß/kufnehmer, dadurch j gekennzeichnet, daß die DurchlaufIeitung (18, 19) aus einem I auf- (18) und einem absteigenden (19) Zweig besteht, wobei

die Umleitung (17) durch zumindest einen Bogen (22) mit einem \ Radius S: 90 mm erfolgt und die einzelnen Meßwertaufnehmer _t zusammen mit der DurchlaufIeitung und der Spülleitung (25) j als Bausteine angeordnet sind.

2. Probenentnahme- und Meßstation nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchlaufleitung (18, 19) einen Durch-

; messer von 32 mm ί 15 % hat.
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3. Probenentnahme- und Meßstation nach Anspruch 1, dadurch ge-

! kennzeichnet, daß die Spülleitung (25) einen Durchmesser von ι 32 mm ± 15 % hat.

4. Probenentnahme- und Meßstation nach einem der Ansprüche

|. 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die Durchlaufleitung als auch die Leitung für das Reinigungsmittel (Spülleitung) von zumindest jeweils einer Pumpe beaufschlagt sind,

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c. i-A i \ ■< :.■ '!νια;'..-.

j wobei die Pumpe (16) in der Spülleitung (25) (Spülpumpe) \

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^: derart geschaltet ist, daß eine Förderung nur bei still- ; , stehender Pumpe in der Umlaufleitung (11, 18,19) (Haupt- ^; förderpumpe) oder abgesperrter Umlaufleitung möglich ist. j.

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5» Probenentnahme- und Meßstation nach Anspruch 4, dadurch

gekennzeichnet, daß von der Spülleitung (25) gespeiste Reinigungsdüsen (29) senkrecht die Meßwertaufnehmer beaufschlagen.

6. Probenentnahme- und Meßstation nach ei-nem der Ansprüche

\ 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß der Trübungsumformer ", (35) zum Eichvorgang ausschwenkbar angeordnet ist.

7. Probenentnahme- und Meß&tation nach einem der Ansprüche

1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Trübungsumformer ■ (35) mit der Spülpumpe derart gekoppelt ist, daß bei ; Überschreitung der Fensterverschmutzung des Trübungsumformers über einen vorgegebenen Grenzwert die Spülung einsetzt. ;

8. Probenentnahme- und Meßstation nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Probenentnahmeeinheit (20) im absteigenden Zweig (19) unter einem spitzen Winkel, bevorzugt 45°,-nach oben angeordnet ist.

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9. Probenentnahme- und Meßstation nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Probenentnahmeeinheit (20) mit

: einem Magnetventil (21) versehen ist.

■10. Probenentnahme- und Meßstation nach einem der Ansprüche

^! 1 bis 9» dadurch gekennzeichnet, daß die mechanischen,

j flüssigkeitsführenden Teile (einzelne Bausteine) in einem

: zweiteiligen Schrank (1) eingebaut sind, wobei der vordere

i Teil (9) die meßtechnischen Auswertegeräte (10) enthält,

ι ausschwenkbar und durch eine herausnehmbare Spritzwand (8)

: vom mechanischen Teil (7) getrennt ist.

'11. Probenentnahme- und Meßstation nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß alle Gehäuse (30) zur Aufnahme der Meßwertaufnehmer unter Verwendung von gleichen PVC-Klebe-Kreuz-

■ stücken und Verschraubungen aufgebaut sind.

12. Probenentnahme- und Meßstation nach Anspruch 11, dadurch ge- ; kennzeichnet, daß alle Versehraubungen (27) und Abzweig- ^: stücke (28) unter Verwendung von gleichen PVC-Klebestücken

; aufgebaut sind.

13. Probenentnahme- und Meßstation nach einem der Ansprüche j bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die zu messende Flüssigkeit nach Durchlaufen der einzelnen Meßwertaufnehmer zur Entnahmestelle im Flüssigkeitskanal zurückgeführt und die Abflußöffnung unter der Wasseroberfläche angeordnet ist.

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