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"Verfahren zur Entnahme von Flüssiqkeits-Proben Die Erfindung bezieht
sich auf ein Verfahren zur Entnahme von Flüssigkeits-Proben, insbesondere aus Abwässern,
bei dem ein Sammelbehälter eine bestimmte Zeitdauer in definierten Zeitabständen
mit je einem gewünschten Probenvolumen über eine Zuleitung befüllt wird.
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Zur Überwachung von Abwasserkanälen, Gewäser o.dgl. ist es erforderlich,
Flüssikeits-Proben zu entnehmen. Zur Überwachung eines bestimmten Zeitraums werden
mehrere Flüssigkeits-Proben in definierten Zeitabständen entnommen und in einem
Sammelbehälter aufgefangen, dessen Inhalt dann durch Analyse einen Rückschluß auf
dem Abwasser unzulässiger Weise beigebene Substanzen zuläßt.
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Es ist bereits vorgeschlagen worden, Flüssigkeits-Proben über eine
Abwasserzulaufdüse anzusaugen und danach durch Rückspülung
dafür
zu sorgen, daß die Abwasserzulaufdüse für das erneute Ansaugen einer Flüssigkeits-Probe
unverstopft ist.
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Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde ein Verfahren
der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem die Zufuhr der Flüssigkeits-Proben
vereinfacht ist, bei dem aber auch die erforderliche Reinigung der Zuleitung durchgeführt
werden kann.
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Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß eine Flüssigkeits-Probe durch
den jeweils vorhandenen Flüssigkeitsdruck selbsttätig in eine dem gewünschten Probevolumen
entsprechend eingerichtete Zuleitung einläuft und danach bei in die Zuleitung erfolgender
Zufuhr eines Spülmittels in den Sammelbehälter transportiert wird, worauf die von
der Flüssigkeits-Probe geleerte Zuleitung erneut zum Probenzulauf zur Verfügung
steht.
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Für die Erfindung ist von Bedeutung, daß die Zufuhr einer Flüssigkeits-Probe
durch bloßes Einlaufen in die Zuleitung erfolgt. Danach erfolgt ein Transport in
den Sammelbehälter, wobei ein Spülmittel in die Zuleitung gelangt. In Ausgestaltung
der Erfindung wird das Spülmittel in die Zuleitung gedrückt, wodurch zugleich mit
dem Transport der Flüssigkeits-Probe in den Sammelbehälter eine Reinigung des gesamten
Zulaufbereichs der Zuleitung erfolgt.
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Ein Flüssigkeits-Probennehmer, insbesondere für Abwasser, mit einem
über eine Zuleitung zu füllenden Sammelbehälter, der insbesondere auch das obengenannte
Verfahren durchzuführen gestattet, weist in der Zuleitung ein zeitabhängig steuerbares
Durchlaßventil
auf und ist einlaufseitig an eine bei geöffnetem Durchlaßventil zuschaltbare Spülmittelquelle
angeschlossen. Das Einlaufenlassen einer Flüssigkeitsprobe kann durch das Zu- und
Abschalten des Durchlaßventils leicht gesteuert werden. Durch das Zu- bzw. Abschalten
der Spülmittelquelle wird für die Reinigung der Zuleitung gesorgt.
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Zur Aufnahme des Probenvolumens besitzt die Zuleitung ein U-Rohr,
an dessen einen Schenkel ein Flüssigkeitszulauf und die Spülmittelquelle angeschlossen
sind, und dessen anderer Schenkel den Flüssigkeitsfühler aufweist und mit dem Durchlaßventil
verbunden ist, wobei der Flüssigkeitszulauf vorzugsweise ebenfalls aus einem U-Rohr
besteht, das mit dem zur Probenaufnahme bestimmten U-Rohr durch einen überlauf verbunden
ist, und wobei die Spülmittelquelle zu beiden Seiten des Über laufs sowohl an den
Ausgang des Zulaufs als auch an den Eingang des zur Probenaufnahme bestimmten U-Rohrs
angeschlossen ist.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist der Probennehmer ein
zylindrischer Behälter mit in Strömungslängsrichtung verlaufendem, den Einlauf der
Zuleitung zum Sammelbehälter aufnehmenden Durchströmungskanal.
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In der Zeichnung wird die Erfindung erläutert. Es zeigen: Fig. 1
ein Funktionsschema einer Ausführungsform, Fig. 2 die bauliche Ausführung eines
Kleinst-Probennehmers in perspektivischer Darstellung, Fig. 3 eine andere perspektivische
Ansicht des Kleinst-Probennehmers gemäß Fig. 2 bei weggelassener Oberabdeckung,
und Fig. 4 ein schematisch dargestelltes Ventil.
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Der Kleinst-Probennehmer hat einen zylindrischen Behälter 10, der
durch eine Grundplatte 11 in einen oberen Bereich 10' und einen unteren Bereich
10 " unterteilt ist. Grundplatte 11 und Abdeckkappe 12 bilden einen flüssigkeitsdicht
gekapselten Innenraum.
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Der Kleinst-Probennehmer wird an den Ketten 13 aufgehängt und kann
damit in einen Abwasserkanal gehängt oder gelegt werden. In letzterem Fall besitzt
er zur Stabilisierung nicht dargestellte Füße. Im unteren Bereich des Behälter 10
ist ein Durchströmungskanal 14 vorhanden, in den der Einlauf 15 einer Zuleitung
16 hineinragt. Die Zuleitung 16 führt zu einem oder mehreren Sammelbehältern 17,18,19,
die rechts und links des Durchströmungskanals 14 angeordnet sind. Der Raum 20 des
unteren Bereichs 10" des Behälters (Fig. 3) weist ebenfalls einen Sammelbehälter
auf, oder eine Energiequelle zur netzunabhängigen Versorgung der im oberen Bereich
10' befindlichen Aggregate, falls sie nicht ebenfalls dort untergebracht wird.
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Zur Entnahme einer Flüssigkeits-Probe ist ein U-Rohr 21 vorhanden,
an dessen Ausgang 21' die zu den Sammelbehältern 17,18, 19 führende Zuleitung 16
angeschlossen ist. Desweiteren ist ein als Zulauf des U-Rohrs ausgebildetes weiteres
U-Rohr 22 vorhanden, dessen Ausgang 22' mit dem Eingang 21" des U-Rohrs 21 durch
den Überlauf 23 verbunden ist. Zu beiden Seiten des Überlaufs 23 ist je ein Ende
eines Bogenrohres 24 angeschlossen, in das die Spülmittelleitung 25 einer Spülmittelquelle
26 mündet.
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Die Spülmittelquelle 26 ist eine Druckluftquelle, nämlich eine Membranpumpe,
die die geförderte Druckluft aus dem abgekapselten
Innenraum des
Probennehmers ansaugt. Dieser Innenraum ist über die Luftleitung 27 mit der Außenluft
verbunden, wobei die Luftleitung 27 z,B. an der Kette 13 bis über die Wasseroberfläche
28 geführt wird. Die Spülmittelquelle 26 ist durch die Zentralsteuerung 29 über
die Schaltleitung 30 ein- und auszuschalten.
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In die Zuleitung 16 ist das Durchlaßventil 31 geschaltet, welches
ebenfalls durch die Zentral steuerung 29 über die Schaltleitung 30' betätigt wird.
Hinter diesem Durchlaßventil verzweigt sich die Zuleitung 16 über die Behälterleitungen
17',18',19' mit ihren Einlaßventilen 17'',18'',19'', deren Schaltzustand von der
Zentralsteuerung 29 über die Steuerleitung 32 beeinflußt wird.
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Die Sammelbehälter 17,18,19 sind in den abgekapselten Innenraum des
Probennehmers entlüftet. Die entsprechenden Entlüftungleitungen sind in Fig. 3 nicht
dargestellt.
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iie Energieversorgung der Zentralsteuerung 29 erfolgt durch die Energiequelle
33, z.B. zwei Stück Nickel-Cadmium-Zellen in Parallelschaltung.
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An die Zentralsteuerung 29 ist ein Flüssigkeitsfühler 34 angeschlossen,
der jedoch bei der Ausführungsform gemäß Fig. 2 entfallen kann. Hier ist das U-Rohr
21 mit einem Steigrohr 21"' versehen, das über den mutmaßlich höchsten Flüssigkeitsspiegel
28 hinausragt, so daß die entsprechende Zuleitung 16 wieder zurück in den Probennehmer
führen muß.
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Fig. 3 zeigt die als Schlauchleitungen abgedichtet durch die Grundplatte
11 verlegte Zuleitung 16 und die Sammelleitungen 17',18',19' in baulicher Anordnung
auf der Grundplatte 11 zusammen mit den Einlaßventilen 17'',18'',19''.
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Diese Einlaßventile sind wie auch das Durchlaßventil 31, Schlauchklemmventile,
deren durch Elektromagneten betätigbare Stößel die Schlauchleitung an je einem entsprechend
benachbart angeordneten Anschlag 35 abklemmen. Vorteilhafterweise finden Umschaltventile
Verwendung, die jeweils eine Schlauchleitung abklemmen, z.B. 18' und die andere
Schlauchleitung offenlassen, z.B. 17' oder umgekehrt. Gemäß Fig. 4 benutzt ein Ventil
eine Magnetspule 36, deren rechte oder linke Hälfte mit Impulsstrom der/ beaufschlagt
wird, so daß rechte oder linke Anker 37 bzw. 38 eingezogen wird. Dementsprechend
wird z.B. das Einlaßventil 18'' geöffnet und das Einlaßventil 17'' geschlossen oder
umgekehrt.
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Damit die Ventile in der jeweiligen Stellung ohne dauernde Energiezuf
ihr verharren, sind Permanentmagnete 39 oder 40 vorhanden, oder es erfolgt eine
Selbsthaltung durch mechanische Verriegelung.
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Der Behälter 10 besteht vorzugsweise aus schlagfestem Kunststoff,
so daß der Probennehmer bruchsicher und gegen Korrosion geschützt ist. Es ist ohne
weiteres möglich, daß nur ein Sammelbehälter mit entsprechend größerem Volumen eingesetzt
wird, oder daß der Probennehmer als Umbausatz ausgebildet ist, bei dem der Benutzer
einen oder mehrere Sammelbehälter selbst den Bedürfnissen entsprechend einbaut.
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Das Gerät arbeit folgendermaßen: Durch den Zulauf 22 und den Über
lauf 23 läuft Abwasser in das U-Rohr 21. Die dabei verdrängte Luft strömt durch
das offene Durchlaßventil 31 und die Zuleitung 16 in den offenen Sammelbehälter,
z.B. 17, von dem aus sie entweicht. Sobald das Abwasser den
Flüssigkeitsfühler
34 erreicht, bewirkt die Zentralsteuerung 29 das Schließen des Durchlaßventils 31.
Nach einer vorgegebenen Zeit t, die im wesentlichen durch die Zahl der Flüssigkeits-Proben
je Zeiteinheit bestimmt wird, wird das Durchlaßventil 31 von der Zeitsteuerung 29'
der Zentralsteuerung 29 geöffnet. Zugleich wird die Spülmittelquelle 26, eine Mebranpumpe
eingeschaltet, so daß Druckluft durch die Druckmittel leitung 25 und das Bogenrohr
24 in das U-Rohr 21 strömt und die in diesem U-Rohr befindliche Flüssigkeits-Probe
durch das Durchlaßventil 31 in den Sammelbehälter 17 drückt. Außerdem strömt Druckluft
durch den Überlauf 23 und direkt aus dem Bogenrohr in den Zulauf 22 und verdrängt
das dort befindliche Abwasser. Die Querschnitte der von dem Spülmittel durchströmten
Leitungen sind so bemessen, daß keine einseitige Verteilung des Spülmittel nur in
das eine oder andere U-Rohr erfolgt. Erforderlichenfalls werden Strömungsdrosseln
eigebaut. Auf die beschriebene Weise wird der gesamte Zulauf 22,23,21,16,17' gereinigt.
Nach einer vorgewählten, zum Transport der Flüssigkeitsprobe und zum Reinigen ausreichenden
Spülzeit wird die Druckmittelquelle 26 abgeschaltet und der Flüssigkeitsfühler 34
wieder eingeschaltet.
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Nach dem Abschalten der Druckmittelquelle erfolgt ein erneuter Abwassereinlauf
bei geöffnetem Durchlaßventil 31 bis zu dessen Abschalten durch den Flüssigkeitsfühler
34 bzw.
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die Zentralsteuerung 29.
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Es ist auch möglich, den Probennehmer so einzusetzen, daß immer eine
der jeweiligen Wasserstandshöhe angepaßte Flüssigkeitsprobe entnommen wird. Hierzu
wird der Flüssigkeitsfühler
34 abgeschaltet, so daß das in das U-Rohr
21 einlaufende Abwasser im Steigrohr 21''' bis auf Wasserstandshöhe 28 steigt.
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Die im U-Rohr 21 befindliche Flüssigkeitsprobe wird durch Zuschalten
der Spülmittelquelle 26 in den Sammelbehälter 17 transportiert. Das Durchlaßventil
31 kann entfallen, wenn der Probennehmer nur einem derartigem Betrieb eingesetzt
wird. Dementsprechend vereinfacht sich die Zentralsteuerung.
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Es versteht sich, daß das geschilderte Verfahren auch mit einem von
dem dargestellten Probennehmer abweichenden Probennehmer ausgeführt werden kann.
Zur Anpassung an unterschiedliche Probenvolumen können unterschiedlich dimensionierte
U-Rohre 21 oder in ihrer Länge und/oder Weite abweichende Zwischenstücke im U-Rohr
verwendet werden. Auch die Meßstelle des Flüssigkeitsfühlers 34 kann verlegt werden.
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Ferner ist es möglich, das Spülmittel nicht in die Zuleitung hineinzudrücken,
sondern durch die Zuleitung 16 ansaugen zu lassen, wobei zwischen einer Saugpumpe
und der Zuleitung 16 bzw. den Sammelbehältern 17,18,19 ein Abscheider vorgesehen
werden müßte, damit das Spülmittel nicht in die Saugpumpe gelangt.
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Außerde, ist es möglich, das Zulaufsystem 22,23,21 zur Zuleitung
16 zu verändern, also z.B. U-Rohr-lose Zwischenspeicher zu verwenden. In Leitungen
mit fließenden Abwässern könnte an Stelle von Druckluft als Spülmittel auch eine
definierte Flüssigkeit verwendet werden, die den Rückschluß auf die Zusammensetzung
des Abwassers nicht beeinträchtigt.
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Es ist auch möglich, mit den beschriebenen Probennehmern auch andere,
als das dargestellte Verfahren durchzuführen, z.B.
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eine einmalige Probenentnahme oder eine oder mehrere Probenentnahmen
ohne oder mit wechselndem Spülmittel.
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Die beschriebenen Probennehmer mit mehreren Sammelbehältern werden
zweckmäßigerweise in sich über 24 Stunden erstreckendem Betrieb eingesetzt, wobei
jeder Sammelbehälter jeweils 8 Stunden zugeschaltet wird. Die Zentralsteuerung kann
so eingerichtet werden, daß der Probennehmer nach einer Gesamtlaufzeit von z.B.
24 Stunden abgeschaltet wird.