DE2648733B2 - Verfahren zum automatischen Regulieren des Schlammabzuges aus einer Anordnung zur Behandlung von Wässern mit Schlammbetten unter Verwendung eines Trübungsmessers - Google Patents
Verfahren zum automatischen Regulieren des Schlammabzuges aus einer Anordnung zur Behandlung von Wässern mit Schlammbetten unter Verwendung eines TrübungsmessersInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum automatischen Regulieren des Schlammabzuges aus
einer Anordnung zur Behandlung von Wässern, insbesondere einem Schlämmbassin mit einem
Schlammbett, unter Verwendung eines Trübungsmessers.
Derartiger Schlamm ist im allgemeinen in einer Schlammgrube konzentriert, und zwar einem sogenannten
Konzentrator. Der Schlamm kann mit einer Abzugsvorrichtung kontinuierlich oder intermittierend
abgezogen werden. Es ist bekannt, den Takt bei diesem Abziehen oder das Spülen und seine Dauer mit Hilfe
von Einrichtungen zu regeln, die von dem in die Vorrichtung eintretenden Wasserdurchsatz und/odeir
dem Anteil von abgezogenen Schlamm abhängen, welche vorher festgelegt sind. Andererseits ist die
Ansammlung von Schlamm nicht in jedem Moment der zu behandelnden Wassermenge genau proportional; er
hängt nämlich unter anderem von der Art des Wassers ab, d. h. von der Art des Schlammes, so daß es
erforderlich ist, das vom Schlamm im Konzentrator erreichte Niveau kontinuierlich zu überwachen. Das
Niveau wird üblicherweise mit einem Dichtemesser oder einer kapazitiven Sonde oder aber mit Ultraschall
überwacht. Man hat aber festgestellt, daß oberhalb des Schlammniveaus ein Bereich besteht, in dem das Wasser
eine mehr oder weniger große Trübung aufweist, die von der Art der enthaltenen Suspensionsmaterialien
und somit von der Art des Schlammes abhängt Es ist somit sehr schwierig, das exakte Niveau des Schlammes
genau zu bestimmen. Der Dichtemesser erfordert eine sehr häufige Einstellung; die Sonden geben unpräzise
Ergebnisse, da sie die diffuse Trübung dieses Bereiche« nicht berücksichtigen, welche mit plötzlichen Änderungen bei dem in die Vorrichtung eintretenden Wasserdurchsatz schwanken. Diese schwierigen und unge
nauen Messungen des Schlammniveaus haben einen Takt und eine Dauer beim Abziehen des Schlammes
unter mangelnder Berücksichtigung der Schwankungen des Niveaus zur Folge, was einerseits zu einem
Übermaß beim Abziehen mit einem Verlust an Wasser und Reagenzstoffen und andererseits zu einem unzureichenden
Abziehen mit einem Übertreten des Schlammes und einem Ansteigen der Trübung im behandelten
Wasser führt
Es ist auch bekannt, über eine Trübungsmessung und eine Relaisschaltung zu einem Pumpenaggregat die
Schlammenge einzustellen.
Aufgabe der Erfindung ist es, das Schlammniveau präzise festzustellen und den Abzug des Schlammes in
Abhängigkeit vom Schlammniveau unter Berücksichtigung der Schwankungen der Trübung zu steuern,
welche in dem unmittelbar oberhalb des Schlammes liegenden Bereich auftreten können, um auf diese Weise
jeglichen Verlust an Wasser und jeglichen Übertritt von Suspensionsteilchen in das behandelte Wasser zu
vermeiden.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung mit einem Verfahren gelöst, das im wesentlichen darin besteht, daß
in dem unmittelbar oberhalb des Schlammbettes liegenden Bereich mit veränderlicher Trübung zwei
Proben in zwei vorgegebenen Niveaus entnommen werden, daß die Veränderung der Trübung zwischen
den beiden Proben gemessen wird, die nacheinander einem Behälter mit konstantem Niveau zugeführt
jo werden, und daß anschließend der Takt und die Dauer
des Schlammabzuges in Abhängigkeit von dieser Veränderung der Trübung gesteuert wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren und die Vorrichtung sollen im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen
und anhand der schematischen Zeichnung näher erläutert werden.
In einem Schlämmbassin 1 sammelt sich der Schlamm in einem Konzentrator 2, aus dem der Schlamm über
eine Rohrleitung abgezogen wird, die mit einem
κι Membran- oder Drehschieberventil 3 versehen ist. Über
dem Schlammbett 4 befindet sich ein Bereich 5, dessen Trübung in jedem Moment von der in das Schlämmbassin
eintretenden Wassermenge und der Art des zu behandelnden Wassers abhängt.
In diesem Bereich mit veränderlicher Trübung werden gemäß dem vorgesehenen Verfahren und mit
zwei Probennehmern zwei Proben in zwei vorgesehenen Niveaus entnommen, wobei das obere Niveau
gemäß dem gewünschten abzuziehenden Anteil festgelegt wird. Die Probennehmer bestehen beim betrachteten
Ausführungsbeispiel aus zwei Rohren 6 und 7, die an ihren Enden mit umgekehrten Trichtern versehen sind,
um auf diese Weise Konzentrationsschwankungen, innerhalb der Proben zu vermeiden. Die entnommenen
Proben werden nacheinander über Rohrleitungen 8 und 9 mit Ventilen 10 und 11 einem Bad 12 mit konstantem
Niveau zugeführt.
Die Ventile 10 und 11 sind vorteilhafterweise Membranventile mit direktem Durchfluß. Die Rohrleitungen
8 und 9 sind jeweils mit Überlaufeinrichtungen versehen, die beispielsweise aus bogenförmigen Rohrleitungen
13 bzw. 14 bestehen können, deren oberes Niveau leicht oberhalb des Niveaus des Bades mit
konstantem Niveau liegt. Mit derartigen Überlaufeinrichtungen ist es möglich, Ablagerungen in den
Rohrleitungen und Totzeiten bei der Messung im Moment der Öffnung der Ventile 10 und 11 zu
vermeiden.
Die Änderungen der Trübung der entnommenen Proben in dem Bad mit konstantem Niveau werden mit
einer Fotowiderstandszelle 15 abgetastet, welche die mehr oder weniger starke Lichtintensität auffängt, die
von einem von einer Lichtquelle 16, beispielsweise einer Lampe, ausgestrahlten Bündel ausgeht, wobei das
Lichtbündel an der Oberfläche des Bades 12 absorbiert und unter einem festen Winkel gebrochen wird. Die von
der der Fotowiderstandswelle 15 abgetastete Änderung der Trübung wird einem Galvanometer 17 mit
einstellbaren Kontakten zugeführt.
Die Schwellwerte für minimale Trübung m und maximale Trübung M werden vorher gewählt Wird der
vom Galvanometer 17 angezeigte maximale Schwellwert M erreicht, so ermöglicht ein nicht dargestelltes
Relaissystem einem Elektromagnetventil 18 die Steuerung der Öffnung des Ventils 3 über einen mit Wasser
oder Luft betriebenen Fluidmotor; gleichzeitig ermöglicht es das Relaissystem einem Elektromagnetventil 19,
das Schließen des Membranventils U und das öffnen des Membranventils 10 zu steuern. Das Entnehmen der
Probe erfolgt bei 6 mit Hilfe der Überlaufeinrichtung 13.
Das Abziehen von Schlamm erfolgt so lange, bis das Schlammniveau im Konzentrator 2 den Probennehmer
6 erreicht. Die Trübung nimmt nach und nach in dem Bad 12 mit konstantem Niveau ab. Wird der von
Galvanometer 17 angezeigte minimale Schwellwert m erreicht, so steuert das Elektromagnetventil 18 das
Anhalten des Abziehens von Schlamm, während gleichzeitig das Elektromagnetventil 19 das öffnen des
Ventils 11 und das Schließen des Ventils 10 steuert. Das
Entnehmen der Probe erfolgt bei 7 mit Hilfe der Überlaufeinrichtung 14.
Das Bad 12 mit konstantem Niveau ist mit einer Entleerungseinrichtung 20 versehen, die die Beseitigung
von am Boden des Bades abgelagerten schweren Teilchen ermöglicht. Die Entleerungseinrichtung 20
besteht aus einer Rohrleitung mit einem Membranventil 21, das von einem Elektromagnetventil 22 gesteuert ist.
Man erhält somit bei der Einstellung des Taktes und der Dauer des Abziehens von Schlamm eine derartige
Präzision und Regelmäßigkeit, daß die Wirksamkeit der
Behandlung des Wassers dabei sehr beträchtlich verbessert wird. Der Schlamm konzentriert sich in
regelmäßigerer und gedrängterer Art und Weise; bei gleicher Höhe des Schlammbettes hat man eine
Konzentration von 8 g/l von Suspensioiisteilchen
erreichen können anstatt der sonst üblichen Konzentration von 1 bis 1,5 g/l. Der Verlust an Wasser ist gering
und die sekundäre Behandlung kann reduziert werden.
Aus einer Schlämmvorrichtung wurde Schlamm gemäß einem üblichen Verfahren einerseits und dem
erfindungsgemäßen Verfahren andererseits abgezogen. Die Trübung wird in »Jackson-Einheiten« UJ angegeben.
(Degremont: Memento Technique De L'An, 1972, S. 905,935,936.)
Das Rohwasser enthielt 15 bis 25 mg/1 an Suspensionsteilchen
und hatte eine Trübung von 7 bis 9 UJ; dieses Wasser wurde mit 70 g/m3 Aluminiumsulfat,
2,4 g/m3 S1O2 und 15 g/m3 pulverförmiger Aktivkohle
behandelt Man hatte somit ein Schlammbelt, das im wesentlichen aus Aluminiumhydroxid bestand, dessen
Kohäsionskoeffizient zwischen 1,2 und 1,5 schwankte.
Der Durchsatz an Rohwasser betrug ungefähr 900 m3/h.
Beim Vorgehen nach dem üblichen Verfahren war es erforderlich, den Schlamm alle zwei Minuten für
50 Sekunden abzuziehen, wobei der Schlamm sehr wenig konzentriert war: Die Trübung einer 35 cm
unterhalb des Überlaufniveaus des Konzentrators entnommenen Probe betrug 3 bis 5 UJ. Bei Verwendung
des erfindungsgemäßen Verfahrens kann man ganz erheblich konzentrierteren Schlamm abziehen: und
zwar 55 UJ unter den gleichen Bedingungen wie oben, wobei das Abziehen automatisch nur alle 90 Minuten
und für 3 Minuten und 30 Sekunden erfolgt. Ferner wurden gegenüber dem in die Vorrichtung eintretenden
Wasserdurchsatz gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren nur 0,5% Schlamm abgezogen, während beim
üblichen Verfahren 11,7% abgezogen wurden.
Die Ergebnisse des Vergleichsversuches sind in der nachstehenden Tabelle zusammengestellt.
Betriebsart
Wasserdurchsatz an Rohwasser in m3/h
Takt und Dauer des Schlammabzuges
Suspensionsteilchen
in abgezogenem
Schlamm in g/l
in abgezogenem
Schlamm in g/l
Trübung des
Schlammes
Schlammes
Takt
Dauer Anfang Ende
Proz.-Anteil aus abgezogenem
Schlamm
Schlamm
Übliches Verfahren
Erfindungsgemäßes Verfahren
Erfindungsgemäßes Verfahren
900 | 2 min | 50 see | 1,3 | 0,92 | 3ä5UJ | 11,7% |
900 | 90 min | 3 min | 8,5 | 7 | 55UJ | 0,5% |
30 see |
Ferner wurde mit der Änderung des Durchsatzes an Rohwasser, der steil von 1200 nvVh auf 450m3/h fiel,
eine Verdichtung bzw. ein Absetzen des Schlammbettes beobachtet, während das Niveau vom Ausschütten erst
nach 3 bis 4 Stunden wieder normal wurde: die erfindungsgemäße Vorrichtung bewirkt während dieses
Zeitraumes keinerlei Abziehen von Schlamm, während bei den herkömmlichen Verfahren das Abziehen von
Schlamm fortgesetzt wird.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (3)
1. Verfahren zum automatischen Steuern des Abziehens von Schlamm aus einer Anordnung zur
Behandlung von Wässern mit Schlammbetten unter Verwendung eines Trübungsmessers, dadurch
gekennzeichnet, daß aus einem unmittelbar oberhalb des Schlammbetttes liegenden Bereich mit
veränderlicher Trübung zwei Wasserproben in zwei vorgegebenen Niveaus entnommen werden, daß die
Veränderung der Trübung zwischen der; beiden Proben gemessen wird, die nacheinander einem
Behälter mit konstantem Niveau zugeführt werden, und daß der Takt und die Dauer des Abziehens von
Schlamm in Abhängigkeit von dieser Änderung der Trübung gesteuert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das obere Niveau zur Entnahme der
Probe in Abhängigkeit vom gewünschten abzuziehenden Anteil festgelegt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Änderung der Trübung
zwischen den Proben mit einer elektrooptischen Einrichtung abgetastet wird, die mit einem System
mit Elektromagnetventilen zusammenwirkt und selektiv das Abziehen von Schlamm und das
Entnehmen von Proben steuert
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