DE2704816B1 - Verfahren und Vorrichtung zur kontrollierten Ausflockung bzw. Ausfaellung von Fremdstoffen aus einer Fluessigkeit - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur kontrollierten Ausflockung bzw. Ausfaellung von Fremdstoffen aus einer Fluessigkeit

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Description

  • In feiner Form in Flüssigkeiten suspendierte Fremdstoffe, im allgemeinen Feststoffe, können durch Zugabe von Flockmitteln ausgeflockt werden, die gewöhnlich anorganische Salze, insbesondere Al3+ oder Fe3+-Sulfate oder -Chloride, enthalten. Die suspendierten Fremdstoffe werden dadurch destabilisiert und bilden größere Partikel, die durch Absetzen aus einer Flüssigkeit entfernt werden können. Dabei werden gleichzeitig auch gelöste Fremdstoffe gebunden und ausgefällt. Ausflockung bzw. Ausfällung von Fremdstoffen aus Flüssigkeiten sind von besonderer Bedeutung bei der Reinigung von industriellen oder kommunalen Abwässern, sie spielen außerdem bei der Trinkwasseraufbereitung und auch bei der Durchführung von chemischen Prozessen eine erhebliche Rolle.
  • Namentlich bei der Abwasserreinigung und bei der Trinkwasseraufbereitung ist von Bedeutung, daß im Rahmen der Ausflockung auch eine Ausfällung von gelösten Stoffen erfolgt, insbesondere von gelösten Phosphaten, die in zunehmendem Maße in Abwässern auftreten und nicht abgebaut werden. Aus diesem Grunde wird bei Kläranlagen vielfach eine sogenannte weitergehende Abwasserreinigung ein- oder nachgeschaltet, bei der zusätzlich zur üblichen mechanischen Reinigung und Belebtschlammreinigung Ausflockung bzw. Ausfällungder im Wasser verbleibenden Fremdstoffe erfolgen.
  • In allen Fällen muß davon ausgegangen werden, daß Menge und Zusammensetzung der Fremdstoffe variieren, so daß eine Kontrolle erforderlich ist, um jederzeit die optimale Flockmittelzugabe zu gewährleisten. Nach bekannten Verfahren der beschriebenen Gattung (vgl. gwf-Wasser/Abwasser 117 (1976), S.
  • 109) werden dazu Teilmengen der zu behandelnden Flüssigkeit in stufenweise unterschiedlichen Dosierungen mit dem Flockmittel versetzt. Die so behandelten Teilmengen werden für längere Zeit, in der Regel 30 Minuten, stehen gelassen, wobei die Fremstoffe entsprechend der Flockmitteldosierung ausgefällt und abgesetzt werden. Die überstehende Flüssigkeit wird abgezogen, und durch Trübungsmessung wird der mit der jeweiligen Flockmitteldosierung erreichte Ausflockungseffekt gemessen. Entsprechend der dabei ermittelten optimalen Flockmittelzugabe erfolgt dann die Zugabe des Flockmittels zu der zu behandelnden Flüssigkeit. Diese auch als »Jar-Test« bekannte Arbeitsweise ist nachteilig, weil sie einen erheblichen Arbeitsaufwand verursacht und außerdem sehr zeitaufwendig ist, weil jeweils das Absetzen aus den einzelnen Teilmengen abgewartet werden muß. Es ist weiter bekannt, dieses Verfahren automatisch durchzuführen (vgl. »Degrémont-Handbuch der Wasseraufbereitung«), dazu ist jedoch ein beträchtlicher apparativer Aufwand erforderlich, außerdem erfordert auch hierbei noch jede einzelne Messung einen verhältnismäßig langen Zeitraum.
  • Bei einem bekannten Verfahren der beschriebenen Gattung (vgl. die DT-OS 2162391) wird der flockmittelenthaltenden Flüssigkeit jeweils eine Probe entnommen und die Dosierung des Flockmittels herabgesetzt bzw. erhöht, wenn eine vorbestimmte Aufhellung der Probe vor bzw. nach einer vorbestimmten Zeit erreicht wird. Dabei erfolgt die Probenentnahme nachdem die mit dem Flockmittel versetzte Flüssigkeit schon eine gewisse Zeit lang in einem Abscheider oder dergleichen gehalten worden ist.
  • Dies bekannte Verfahren ist also gleichfalls zeitaufwendig. Auch hier ist es bekannt, dieses Verfahren automatisch durchzuführen, wozu jedoch ebenfalls ein beträchtlicher apparativer Aufwand erforderlich ist und immer noch vergleichsweise lange Zeiten für jede einzelne Messung benötigt werden.
  • Im übrigen ist es aus der Praxis bekannt, bei der Abwasserreinigung Ausfällung bzw. Ausflockung durch Messung des Phosphatgehaltes,zu kontrollieren, was auch automatisch erfolgen kann. Diese Arbeitsweise ist aber gleichfalls aufwendig in zeitlicher und apparativer Hinsicht.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs beschriebenen Gattung so weiterzubilden, daß mit geringem Aufwand eine schnelle, zuverlässige und störungsfreie Bestimmung der optimalen Flockmittelzugabe ermöglicht wird. Im rein physikalischen Sinne optimal ist die Flockmittelzugabe, mit der die weitestgehende Ausflockung bzw.
  • Ausfällung erreicht wird. Im allgemeinen treten aber betriebswirtschaftliche Faktoren (Zeitaufwand, Anlagenkapazität, Flockmittelkosten usw.) hinzu, so daß die Optimierung im Einzelfall besonders definiert werden muß. Aufgabe der Erfindung ist in jedem Fall, unter den genannten Forderungen einen eindeutigen Meßwert zur Verfügung zu stellen, von dem bei der Optimierung der Flockmittelzugabe ausgegangen werden kann.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Trübungsmessung erfolgt, während ein Absetzen der ausgeflockten bzw. ausgefällten Fremdstoffe verhindert wird, und daß die Flockmittelzugabe zu der zu behandelnden Flüssigkeit nach Maßgabe einer in der Teilmenge bzw. den Teilmengen nach Flockmittelzugabe eintretenden Trübungszunahme bestimmt wird. - Die Erfindung geht von der genauen Beobachtung der typischen Absetzkurve, d. h. des zeitlichen Verlaufs der Trübungsänderung nach Flockmittelzugabe aus. Dabei hat sich gezeigt, daß nach Flockmittelzugabe zunächst eine Trübungszunahme eintritt, die stationär bleibt, wenn das Absetzen der ausgeflockten bzw. ausgefällten Fremdstoffe -beispielsweise durch Rühren - verhindert wird. Erst wenn - beispielsweise durch Beendigung des Rührens - das Absetzen zugelassen wird, erfolgt eine Abnahme der Trübung unter den Ausgangswert. In Fig. 1 ist in schematischer Darstellung eine typische Absetzkurve wiedergegeben. Es stellen dar die Ordinate die Trübung und die Abszisse die Zeit. Unter beständigem Rühren wird im Zeitpunkt wo das Flockmittel zugegeben, worauf eine Trübungszunahme eintritt. Im Zeitpunkt t, wird das Rühren beendet, worauf das Absetzen eintritt und die Trübung unter den Ausgangswert sinkt. Die Trübungszunahme, die in kurzer Zeit (einigen Sekunden) eintritt, ist bisher übersehen worden, weil im Rahmen der bekannten Arbeitsweise die Trübung nur nach erfolgtem Absetzen, d. h. erst nach einer Zeitspanne von in der Regel 30 Minuten gemessen worden ist. Der Erfindung liegt weiter die überraschende Feststellung zugrunde, daß zwischen der rasch eintretenden Trübungszunahme und der optimalen Flockmittelzugabe, die bisher erst nach vollständigem Absetzen bestimmt werden konnte, eine enge Korrelation besteht. Außerdem hängt die Trübungszunahme von der Flockmitteldosierung ab.
  • Diese Zusammenhänge sind in Fig. 2 graphisch dargestellt. Ober der Flockmitteldosierung Fals Abszisse sind dargestellt die Trübung T und der Phosphatgehalt P, beide nach beendetem Absetzen, also nach langer Zeit gemessen. Man erkennt, daß Trübung und Phosphatgehalt im wesentlichen parallel verlaufen und in bekannter Weise in Minimum durchlaufen, das der optimalen Flockmittelzugabe entspricht. Außerdem ist wiedergegeben die - jeweils kurz nach der Flockmittelzugabe gemessene - Trübungszunahme AT. Diese hängt von der Flockmittelzugabe ab und ist außerdem - was in der Fig. 2 nicht zu erkennen ist - mit der der jeweils zu behandelnden Flüssigkeit entsprechenden optimalen Flockmittelzugabe korre- liert. Damil besteht em eindeutig auswertbarer Zusammcnhang @wischen der jeweiligen Flockmittelzugabe. der dazu beobachtcten Trübungszunahyme und der zu ermittelnden optimalen Flockmittelzugabe.
  • Hiervon ausgchend lehrt die Erfindung verschiedene vorteilhafte Ausgestaltungen des beschriebenen Ve@@ahrens. In einer ersten Ausführungsform, bei der mehiere Teilmengen in unterschiedlicher Dosierung mil Flockmittel versetzt werden, wird die Flockmittel-@ugabe zu der zu behandelnden Flüssigkeit nach Maßgabe der Flockmitteldosierung zu der Teilmenge be-Stimml. in der die Trübungszunahme einen Maximalwert annimmt. Diese Arbeitsweise beruht darauf, daß wie Fig. 2 erkennen läßt - die Trübungszunahmein Abhangigkeit von der Flockmittelzugabe ein Ma@imum durchläuft, um bei größeren Flockmittelzugaben abzunchmen. Das Mazimum liegt zwar bei einer größeren Dosierung als der optimalen Flockmittelzugabe emspricht. es bestcht aber eine eindeutige Konelation. Gute Ergebnisse werden erreicht, wenn die @lockmittelzugabe ca 60% der Dosierung beträgt, die dem Maximum der Trübungszunahme entspricht.
  • Diese Arbe@sweise hat den besonderen Vorteil, daß n@ die Flockmitteldosierung genau bestimmt werden muß. während die Trübungszunahme relativ mit cinem ungecichten Meßgerät gemessen werden kann.
  • Die Messung kann auch kontinuierlich erfolgen, indem die Teilmengen der Flüssigkeit kontinuierlich aneinander anschlie Bend etwa eine Rohrlcitung durchströmen und dabei mit stufenweise oder auch Rontim@@@lich zunchmenden Flockmitteldosierungen ver@@@@@ werden Dabei ist es selbstverständlich, die Zei@@onstante zu berücksich@igen. mit der die Trübungszunahme sich einstellt.
  • Eine andere Ausfuhrungsform des Verfahrens, bei det gleichtalls mehrere Teilmengen in unterschicdlicher Dosi@@ung mit Flockmittel versetzt werdden, ist d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t. daß ein Maximalwert der @@ubung@unahme in den mit unterschiedlicher @ lock mitteldosierung versetzten Teilmengen gemess@n wird und daß die Flock mittelzugabe au der zu behandclnden Flüssigkeit nach Maßgabe des Maximalwei es bestimmt wird. - l)aloci wird davon ausgegangen. daß auch der Absolutwert des Maximums der Trubungszunahme mit der optimalen flockmittelzugabe ko@@eliert ist. Der Maximalwert ist dabei mit cinem gecichten Meßgerät absolut gemessen, während eine genaue Bestimmung der Flockmitteldosierung nicht @@torderlich ist Die Flockmitteldosierung kann dabei in beliebiger Weise zunchmen, sie muß nur die dem Maximalwert der Trübungszunahme entsprechende Dosierung überschreiten. Das ist besonders vorteilhaft bei kontinuierlicher Messung an strömenden. kontinhuierlich mit flockmittel versetzten Teilmengen.
  • In einer weiteren Ausführungsform, bei der wiederum mehrere Teilmengen in unterschiedücher Dosierung mit Flockmittel versetzt werden, wird das In-@egral der funktionaten Abhängigkeit der Trübungszunahme von der Flockmitteldosierung zu den Teilmengen zwischen der unteren Grenze Null und einer oberen (irenze, die kleiner oder etwa gleich der Flockmitteldosierung für maximale Trübungszunahme ist. ermittelt, und wird die Flockmittelzugabe zu der zu behandelnden Flüssigkeit nach Maßgabe dieses Integrats bestimmt. - Die obere Grenze, bis zu der das Integral genommen wird, kann zwar grundsätzlich beliebig sein. mit Rücksicht auf Schnelligkeit und Genauigkeit der Messung empfiehlt sich aber die angegebene Beschränkung.
  • Die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen des crfindungsgemäßen Verfahrens können in der Form erfolgen, daß die Teilmengen kontinuierlich aneinander anschließend eine Rohrleitung durchströmen und dabei in stufenweise zunchmender Dosicrung mit Flockmittel versetzt werden.
  • I)as crfindungsgemäße Verfahren erlaubt auch eine Arbeitsweise, bei der nur eine Teilmenge in einer vorbestimmten Dosierung mit Flockmittel versetzt wird.
  • Dabei wird die Flockmittelzugabe zu der zu behandelnden Flüssigkeit nach Maßgabe der in der Teilmenge eintretenden Trübungszunahme bestimmt.
  • Diese Arbeitsweise zeichnet sich durch besondere Schnelligkeit aus. Der ermittelte Meßwert stellt gleichsam einen l)iffercnzquotienten der funktionalen Abhängigkeit der Trübungszunahme von der Flockmitteldosierung dar. der - bei ahnehmender I;lockmitteldosierung und entsprechender Meßempfindlichkeit - in den Differentialquotienten übergeht. Es wird dabei die Tatsache ausgenutzt, daß auch der Anfangsanstieg der Trübungszunahme in einem monotonen Zusammenhang mit der optimalen Flockmittel ugabe steht. Auch in diesem Fall kann mit einer in einer Rohrleitung striomenden Teilmenge gearbeitet werden.
  • l3ci den vorstehend beschriebenen Arbeitsweisen wurde mehr oder welliger stationär gearbeitet. Es ist aber auch eine instationäre Arbeitsweise möglich.
  • Dazu wird gelchrt, daß in eine in einer Rohrleitung strömende Teilmenge der Flüssigkeit eine vorbestimmte Menge des Flockmittels impulsförmig injiziert wird, daß in der strömenden Teilmenge ein zeitlieher Maximalwert der Trübungszunahme gemessen und nach Maßgabe dieses Maximalwertes die Flockmittetzugabe zu der zu behandelnden Flüssigkeit bestimmt wird. Unter sonst gleichen Vorausseizungen kann auch Cill maximaler zeitlicher Differentialquetient der Trübungszunahme gemessen werden. In beiden Fällen muß darauf geachtet werden, daß die Flockmittelzugabe zu der strömenden Teilmenge genau reproduzierbar erfolgt.
  • Optimale Genauigkeit kann erreicht werden, wenn diese verschiedenen Arbeitsweisen unter Anwendung statistischer Verfahren in geeigneter Weise kombiniert werden. Ein sehr einfacher und wenig aufwendiger Weg dazu bestcht darin, daß die Flockmittelzugabe zu der zu behandelnden Flüssigkeit nach Maßgabe des - gegebenenfalls gewichteten arithmetischen Mittels aus mehreren oder allen der gemäß den vorstehend beschriebenen Arbeitsweisen für die Bestimmung der Flockmittelzugabe zu der zu behandelnden Flüssigkeit maßgebenden Meßwerte bestimmt wird. Es können auch Verfahren der sogenannten beurteilenden oder Entscheidungsstatistik angewandt werden.
  • Besondere Genauigkeit wird schließlich durch Anwendung multipler linearer Regrcssionen erreicht, wodurch sich in optimaler Weise die Tatsache berücksichtigen läßt, daß die beschriebenen Arbeitsweisen in gewissem Maße von der Beschaffenheit der jeweils zu behandelnden Flüssigkeit abhängen. Dazu lehrt die Erfindung, daß die Flockmittelzugabe zu der zu behandelnden Flüssigkeit nach Maßgabe einer linearen Regression aus mehreren oder allen der gemäß den vorstehend beschriebenen Arbeitsweisen für die Bestimmung der Flockmittelzugabe zu der zu behan- delnden Flüssigkeit maßgebenden Meßwerte bestimmt wird, wobei die Regressionskoeffizienten durch statistische Auswertung eines Ensembles von Probemessungen ermittelt werden. - Insbesondere können dabei auch leicht meßbare Parameter wie beispielsweise pH-Wert, Leitfähigkeit und/oder Temperatur der zu behandelnden Flüssigkeit zusätzlich als Regressionsvariable berücksicht werden. In jedem Fall wird die lineare Regression grundsätzlich dargestellt durch den Ausdruck a,X, + a2X2 + wobei al, .2.... die Regressionskoeffizienten und X1, X2,. . die nach den verschiedenen Arbeitsweisen gewonnen, maßgebenden Meßwerte darstellen. Unterschiedliche Meßempfindlichkeiten und/oder Abhängigkeiten von der Beschaffenheit der zu behandelnden Flüssigkeit können dadurch berücksichtigt werden, daß die maßgebenden Meßwerte mit unterschiedlichen Gewichten eingesetzt werden. Die Regressionsanalyse läßt sich ohne weiteres mit einem üblichen Prozeßrechner durchführen.
  • Die beschriebenen Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens erlauben es ohne weiteres, durch einfache Versuche, die - unter Berücksichtigung der jeweiligen betriebswirtschaftlichen Faktoren - optimale Flockmittelzugabe zu bestimmen. Soweit mit diskreten Flockmitteldosierungen gearbeitet wird, können Zwischenwerte selbstverständlich durch einfache Interpolation, bzw. durch Extrapolation nach kleinsten Quadraten bestimmt werden.
  • Bekanntlich hängt die Wirksamkeit der üblichen Flockmittel vom pH-Wert der zu behandelnden Flüssigkeit ab. Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die optimale Flockmittelzugabe unter Berücksichtigung des pH-Wertes ermittelt. Das bedeutet, daß unter Umständen eine größere Flockmittelzugabe ermittelt wird, als bei günstigstem pH-Wert notwendig wäre. Es empfiehlt sich daher, den pH-Wert zu messen und gegebenenfalls einzustellen.
  • Die durch die Erfindung in verfahrensmäßiger Hinsicht erreichten Vorteile bestehen vor allem darin, daß die Möglichkeit geschaffen wird, mit geringem Aufwand eine schnelle, zuverlässige und störungsfreie Bestimmung der optimalen Flockmittelzugabe vorzunehmen. Diese Vorteile lassen sich bei praktisch allen technischen Verfahren verwirklichen, bei denen Ausflockung bzw. Ausfällung vorgenommen werden, beispielsweise bei der Abwasserreinigung, bei der Trinkwasseraufbereitung und auch bei der Durchführung von chemischen Produktionsprozessen.
  • Die beschriebenen Arbeitsweisen lassen sich im wesentlichen schon in der Form ausführen, daß an diskreten Teilmengen jeweils stationär die Trübungszunahme gemessen wird. Eine besonders vorteilhafte, jedoch für sich bei einem anderen Verfahren bekannte Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens weist ein Behandlungsgefäß für die Flockmittelzugabe zu der zu behandelnden Flüssigkeit sowie eine daran angeschlossene Meßeinrichtung auf, die ein Meßgerät mit Zu- und Ablauf für Teilmengen der Flüssigkeit, eine Einrichtung zur dosierten Zugabe von Flockmittel und eine Photometersonde aufweist, und ist dadurch gekennzeichnet, daß das Meßgefäß aus einer Mischstrecke in Form einer Rohrleitung und aus einem in Durchströmungsrichtung der Mischstrecken nachgeschalteten Meßtrog, an den die Photometersonde angeordnet ist, besteht, daß in Durchströmungsrichtung vor der Mischstrecke die Einrichtung zur dosierten Zugabe von Flockmittel in Form einer regelbaren Dosierpumpe angeordnet ist, und daß durch ein mit der Dosierpumpe und der Photometersonde verbundenes Steuergerät die Flockmittelzu gabe zur zu behandelnden Flüssigkeit steuerbar ist.
  • Das Steuergerät kann insbesondere so ausgeführt sein daß auch der pH-Wert der zu behandelnden Flüssigkeit berücksichtigt wird, und daß außerdem die Flockmittelzugabe nach Maßgabe eines die Menge der zu behandelnden Flüssigkeit repräsentierenden Mengensignals gesteuert wird. Diese erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht eine kontinuierliche und automatische Kontrolle der Ausflockung bzw. Ausfällung von Fremdstoffen aus der zu behandelnden Flüssigkeit.
  • Nachfolgend wird die Erfindung in vorrichtungsgemäßer Hinsicht an Hand einer lediglich Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigt Fig. 3 eine Meßeinrichtung zur Bestimmung der optimalen Flockmittelzugabe und Fig. 4 eine Vorrichtung zur kontrollierten Ausflokkung im Rahmen einer Abwasserkläranlage.
  • Die Fig. 3 zeigt eine im Rahmen einer Vorrichtung zur kontrollierten Ausflockung bzw. Ausfällung vorgesehene Meßeinrichtung 1, die zur Abzweigung von Teilmengen von der zu behandelnden Flüssigkeit mit ihrem Zulauf 2 beispielsweise an den Zulauf eines in der Figur nicht dargestellten Behandlungsgefäßes angeschlossen sein kann. Die Teilmengen der Flüssigkeit werden dem Meßgefäß zugeleitet, das aus einer Mischstrecke 5, im dargestellten Ausführungsbeispiel in Form einer mäanderförmigen Rohrleitung, und aus einem in Durchströmungsrichtung nachgeschalteten Meßtrog 6 besteht. Am Meßtrog 6 ist eine Photometersonde 7 angeordnet. Die Photometersonde 7 kann entweder als Extinktionsphotometer (beispielsweise gemäß Patentanmeldung P 2363431.3-52) oder als Streulichtmesser (beispielsweise gemäß Patentanmeldung P 2363432.4-52) ausgeführt sein. In jedem Fall wird die Trübung der im Meßtrog enthaltenen Flüssigkeit gemessen. Nach der Messung wird die Flüssigkeit durch den Ablauf 3 aus der Meßeinrichtung entfernt. Weiter ist eine elektrisch regelbare Dosierpumpe 4 vorgesehen, die an einen Flockmittelzulauf 8 angeschlossen ist und in Durchströmungsrichtung vor der Mischstrecke 5 in das Meßgefäß mündet. Die von der zu behandelnden Flüssigkeit abgezweigten Teilmengen werden folglich, während sie die Meßeinrichtung kontinuierlich durchströmen, dosiert mit dem Flockmittel versetzt, in der Mischstrecke 5 durchmischt, im Meßtrog 6 auf die eingetretene Trübung untersucht und schließlich durch den Ablauf 3 entfernt. Die Länge der Mischstrecke 5 ist dabei so bestimmt, daß bei vorgegebener Durchströmungsgeschwindigkeit der Teilmengen die Durchströmungszeit mindestens so lang ist wie die zur Ausbildung der zu messenden Trübungszunahme erforderliche Zeit.
  • Der Meßablauf wird durch ein Steuergerät 10 gesteuert, das mit der regelbaren Dosierpumpe 4 und - über eine Photometerelektronik 9 - mit der Photometersonde 7 in Verbindung steht. Das Steuergerät gibt nach Maßgabe der gemessenen und gegebenenfalls in geeigneter Weise umgesetzten Werte der Trübungszunahme ein Steuersignal 11 ab, mit dem die Flockmittelzugabe zu der zu behandelnden Flüssigkeit im (nicht dargestellten) Behandlungsgefäß auf den optimalen Wert eingestellt wird. Im übrigen kann das Steuergerät 10 zusätzliche externe Eingänge 12 aufweisen, über die zusätzliche Meßwerte eingegeben und bei der Bestimmung der optimalen Flockmittelzugabe berücksichtigt werden können. Solche Meßwerte sind zunächst ein Signal für die Menge der zu behandelnden Flüssigkeit, ferner Meßwerte für den pH-Wert, die Alkalität, die Leitfähgigkeit, die Temperatur usw. der zu behandelnden Flüssigkeit.
  • Der Meßvorgang läuft folgendermaßen ab: Während von der zu behandelnden Flüssigkeit abgezweigte Teilmengen die Meßeinrichtung durchströmen, wird zunächst ohne Flockm ittelzugabe der Photometerwert der Flüssigkeit, beispielsweise eines zu reinigenden Abwassers, bestimmt. Dann wird für kurze Zeit Flockmittel in bestimmter Dosierung zugegeben. Dieses vermischt sich in der Mischstrecke 5 mit dem Abwasser und führt zur Flockenbildung, die an Hand der Trübungszunahme mit der Photometersonde 7 erfaßt wird. Dieser Wert geht nach Durchgang der Flokkungszone wieder zurück. Das kann nacheinander mit unterschiedlichen Flockmitteldosierungen wiederholt werden. Es kann auch in der oben beschriebenen Weise mit nur einer Flockmitteldosierung gearbeitet werden. Das Steuergerät 10 steuert dabei die Tätigkeit der regelbaren Dosierpumpe 4, speichert und vergleicht die von der Photometersonde 7 über die Photometerelektronik 9 abgegebenen Meßwerte und ermittelt, gegebenenfalls unter Berücksichtigung der über die externen Eingänge 12 eingegebenen zusätzlichen Meßwerte, ein Steuersignal 11, nach dem die optimale Flockmittelzugabe zur zu behandelnden Flüssigkeit eingestellt wird.
  • In Fig. 4 ist eine Vorrichtung zur kontrollierten Ausflockung bzw. Ausfällung von Fremdstoffen aus einer Flüssigkeit im Rahmen einer Abwasserkläranlage dargestellt, bei der eine weitergehende Abwasserreinigung zur Entfernung von suspendierten Feststoffen und Phosphaten vorgesehen ist. Man erkennt einen Rohwalsserzulauf 21, daran anschließend in Durchströmungsrichtung hintereinander ein Absetzbecken 22 für die mechanische Reinigung, ein Belebtschlammbecken 23 für die biologische Reinigung und ein weiteres Absetzbecken 24 für die Nachreinigung.
  • Die Becken 22, 23, 24 sind durch Transferleitungen 25 miteinander verbunden, außerdem kann in üblicher Weise der im Absetzbecken 24 abgesetzte Belebtschlamm in das Belebtschlammbecken 23 zurückgeführt werden. An die insoweit in üblicher Weise erfolgte Reinigung schließt sich eine weitergehende Abwasserreinigung an, die im Ausführungsbeispiel in einem besonderen nachgeschalteten Behandlungsbehälter 26 stattfindet. Die weitergehende Abwasserreinigung kann aber auch im Rahmen einer der vorgehenden Reinigungsstufen, d. h. in einem der Becken 22, 23, 24 erfolgen. Das gereinigte Wasser wird durch den Klärwasserablauf 27 abgeführt.
  • Dem Behandlungsbehälter 26 ist die Meßeinrichtung 1 zugeordnet, deren Zulauf 2 über eine Teilmengenförderpumpe 32 an den Behandlungsbehälterzulauf 28 angeschlossen ist. Damit können Teilmengen des zu behandelnden Abwassers abgezweigt, durch die Meßeinrichtung 1 hindurchgeleitet und durch deren Ablauf 3 entfernt, beispielsweise in den Behandlungsbehälter 26 abgeführt werden. Ein Flockmittelvorratsbehälter 29 ist unmittelbar an den Flockmittelzulauf 8 der Meßeinrichtung 1 sowie über eine regelbare Förderpumpe 30 an den Behandlungsbehälter 26 angeschlossen. Die Flockmittelzugabe in dem Behandlungsbehälter 26 wird mit der regelbaren Förderpumpe 30 eingestellt, und zwar gemäß dem Steuersignal 11, das vom Steuergerät 10 entsprechend der Messung und Auswertung der Trübungszunahme in den die Meßeinrichtung 1 durchströmenden Teilmengen der Flüssigkeit abgegeben wird. Zusätzliche Meßwerte, beispielsweise für pH-Wert, Alkalität, Leitfähigkeit oder Temperatur des zu behandelnden Abwassers können mit im Behandlungsbehälter 26 vorgesehenen Meßsonden 31 erfaßt und den externen Eingängen 12 des Steuergerätes zugeleitet werden.

Claims (10)

  1. Patentansprüche: 1. Verfahren zur kontrollierten Ausflockung bzw. Ausfällung von Fremdstoffen aus einer Flüssigkeit durch Zugabe eines Flockmittels, wobei zumindest eine Teilmenge der Flüssigkeit dosiert mit dem Flockmittel versetzt, die dadurch in der Teilmenge verursachte Ausflockung bzw. Ausfällung durch eine Trübungsmessung gemessen und die Flockmittelzugabe zu der zu behandelnden Flüssigkeit nach Maßgabe der Trübungsmessung bestimmtwird,dadurch gekennzeichnet, daß die Trübungsmessung erfolgt, während ein Absetzen der ausgeflockten bzw. ausgefällten Fremdstoffe verhindert wird und daß die Flockmittelzu gabe zu der zu behandelnden Flüssigkeit nach Maßgabe einer in der Teilmenge bzw. den Teilmengen nach Flockmittelzugabe eintretenden Trübungszunahme bestimmt wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei mehrere Teilmengen in unterschiedlicher Dosierung mit Flockmittel versetzt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Flockmittelzugabe zu der zu behandelnden Flüssigkeit nach Maßgabe der Flockmitteldosierung zu der Teilmenge bestimmt wird, in der die Trübungszunahme einen Maximalwert annimmt.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei mehrere Teilmengen in unterschiedlicher Dosierung mit Flockmittel versetzt werden, dadurch gekennzeichnet, daß ein Maximalwert der Trübungszunahme in den mit unterschiedlicher Flockmitteldosierung versetzten Teilmengen gemessen wird und daß die Flockmittelzugabe zu der zu behandelnden Flüssigkeit nach Maßgabe des Maximalwertes bestimmt wird.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 1, wobei mehrere Teilmengen in unterschiedlicher Dosierung mit Flockmittel versetzt werden, dadurch gekennzeichnet, daß das Integral der funktionalen Abhängigkeit der Trübungszunahme von der Flockmitteldosierung zu den Teilmengen zwischen der unteren Grenze Null und einer oberen Grenze, die kleiner oder etwa gleich der Flockmitteldosierung für maximale Trübungszunahme ist, ermittelt und die Flockmittelzugabe zu der zu behandelnden Flüssigkeit nach Maßgabe dieses Integrals bestimmt wird.
  5. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche I bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilmengen kontinuierlich aneinander anschließend eine Rohrleitung durchströmen und dabei in stufenweise zunehmender Dosierung mit Flockmittel versetzt werden.
  6. 6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nur eine Teilmenge in einer vorbestimmten Dosierung mit Flockmittel versetzt wird, und daß die Flockmittelzugabe jeder zu behandelnden Flüssigkeit nach Maßgabe der in der Teilmenge eintretenden Trübungszunahme bestimmt wird.
  7. 7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in eine in einer Rohrleitung strömende Teilmenge der Flüssigkeit eine vorbestimmte Menge des Flockmittels impulsförmig injiziert wird, daß in der strömenden Teilmenge ein zeitlicher Maximalwert der Trübungszunahme gemessen und nach Maßgabe dieses Maximalwertes die Flockmittelzugabe zu der zu behandelnden Flüssigkeit bestimmt wird.
  8. 8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in eine in einer Rohrleitung strömende Teilmenge der Flüssigkeit eine vorbestimmte Menge des Flockmittels impulsförmig injiziert wird, daß in der strömenden Teilmenge ein maximaler zeitlicher Differentialquotient der Trübungszunahme gemessen und nach Maßgabe dieses Maximalwertes die Flockmittelzugabe zu der zu behandelnden Flüssigkeit bestimmt wird.
  9. 9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flockmittelzugabe zu der zu behandelnden Flüssigkeit nach Maßgabe einer linearen Regression aus mehreren oder allen der gemäß den Patentansprüchen 2 bis 8 für die Bestimmung der Flockmittelzugabe zu der zu behandelnden Flüssigkeit maßgebenden Meßwerte bestimmt wird, wobei die Regressionskoeffizienten durch statistische Auswertung eines Ensembles von Probemesssungen ermittelt werden.
  10. 10. Vorrichtung zur Durchführung eines der Verfahren nach Patentansprüchen 1 bis 9, mit einem Behandlungsgefäß für die Flockmittelzugabe zu der zu behandelnden Flüssigkeit sowie mit einer daran angeschlossenen Meßeinrichtung, die ein Meßgefäß mit Zu- und Ablauf für Teilmengen der Flüssigkeit, eine Einrichtung zur dosierten Zugabe von Flockmittel und eine Photometersonde aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßgefäß aus einer Mischstrecke (5) in Form einer Rohrleitung und aus einem in Durchströmungsrichtung der Mischstrecke (5) nachgeschalteten Meßtrog (6), an dem die Photometersonde (7) angeordnet ist, besteht, daß in Durchströmungsrichtung vor der Mischstrecke (5) die Einrichtung zur dosierten Zugabe von Flockmittel in Form einer regelbaren Dosierpumpe (4) angeordnet ist, und daß durch ein mit der Dosierpumpe (4) und der Photometersonde (7) verbundenes Steuergerät (10) die Flockmittelzugabe zur zu behandelnden Flüssigkeit steuerbar ist.
    Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur kontrollierten Ausflockung bzw. Ausfällung von Fremdstoffen aus einer Flüssigkeit durch Zugabe eines Flockmittels, wobei zumindest eine Teilmenge der Flüssigkeit dosiert mit dem Flockmittel versetzt, die dadurch in der Teilmenge verursachte Ausflockung bzw. Ausfällung durch eine Trübungsmessung gemessen und die Flockmittelzugabe zu der zu behandelnden Flüssigkeit nach Maßgabe der Trübungsmessung bestimmt wird. Gegenstand der Erfindung ist auch eine Vorrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens.
DE2704816A 1977-02-01 1977-02-05 Verfahren und Vorrichtung zur kontrollierten Ausflockung bzw. Ausfällung von Fremdstoffen aus einer Flüssigkeit Expired DE2704816C2 (de)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE2914290A1 (de) * 1979-04-09 1980-10-16 Trommsdorff Klaus Uwe Dipl Che Verfahren und vorrichtung zur kontrollierten chemischen ausfaellung von fremdstoffen aus einer fluessigkeit
DE4312426A1 (de) * 1993-04-16 1994-10-20 Wap Reinigungssysteme Verfahren und Vorrichtung zur Behandlung von Prozeßabwässern einer Ultrafiltrationsanlage

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