DE2704816C2

DE2704816C2 - Verfahren und Vorrichtung zur kontrollierten Ausflockung bzw. Ausfällung von Fremdstoffen aus einer Flüssigkeit

Info

Publication number: DE2704816C2
Application number: DE2704816A
Authority: DE
Inventors: Helmut 7000 Stuttgart Lang; Heinz W. 4630 Bochum Priester
Original assignee: G-S-T Regeltechnik 4630 Bochum GmbH
Current assignee: G-S-T Regeltechnik 4630 Bochum GmbH
Priority date: 1977-02-05
Filing date: 1977-02-05
Publication date: 1979-01-11
Also published as: DE2704816B1

Description

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 z.u der /u behandelnden Flüssigkeit nach Maßgabe der Trübungsmessung bestimmt wird. Gegenstand der Erfindung ist auch eine Vorrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens.

In feiner Form in Flüssigkeiten suspendierte Fremdstoffe, im allgemeinen Feststoffe, können durch Zugabe Von Flöckrhitteln äusgeflockt werden, die ge^ wohnlich anorganische Salze, insbesondere AI³⁺ oder Fe³⁺-Sulfate oder -Chloride, enthalten. Die suspen^ dierten 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. Ausfallung 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. Ausfällung der 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 Flockmittelzugabf zu gewährleisten. Nach bekannten Verfahren der beschriebenen Gattung (vgl. gwf-Wasser/Abwasser 117 (!976), 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 Fremstofte 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 zeitaufwendip ist, weil jeweils das Absetzen aus den einzelnen Teilmengen abgewartet werden muß. Es ist weiter bekannt, dieses Verfahren automatisch durchzuführen (vgl. »Degremont-Handbuch der Wasseraufbereitung«), dazu ist jedoch ein beträchtlicher apparativer Aufwand erforderlich, außerdem erfordert auch hichei noch jede einzelne Messung einen verhältnismäßig langen Zeitraum.

Bei einem bekannten Verfahren der beschriebenen Gattung (vgl. die DK-OS 2 162391) wird der flockmittelenthaltenden Fi 'ssigkeii 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 erforderlieh ist üfid 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 Phösphatgehaltes₍zukonirolliereri, 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 ι schnelle, zuverlässige und störungsfreie Bestimmung der optimalen Flockmittelzugabe ermöglicht wird. Im rein physikalischen Sinne optimal ist die Flockmitteizugabe, mit der die weitestgehende Ausflockung bzw. Ausfällung erreicht wird. Im allgemeinen treten aber

in 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

jo Absetzen der ausgeflockten bzw ausgefällten Fremdstoffe verhindert wird, und daß α·<* Flockmittelzugabe zu der zu behandelnden Flüssigkeit nach Maßgabe einer in der Teilmenge bzw. den Teilmengen nach Flockmittelzugabe eintretenden Trübung;,.'unahme

i-, bestimmt wird. - Die Erfindung geht von der genauen Beouachtung der typischen Absetzkurve, d. h. des zeitlichen Verlaufs der Trübungsänderung nach Flockmittelzugabe aus. Dabei hat sich gezeigt, daß nach Flockmittelzugabe zunächst eine Trübungszu-

jo nähme 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

j-, 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 Ruhren wird im Zeitpunkt ;_cl das Flockmittel zugegeben, worauf eine Trübungszunahme eintritt. Im 7eitpunkt /, 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

4-, 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

-_>n der rasch eintretenden Trübungszunahme und der optimalen Flockmitielzugabe, die bisher erst nach vollständigem Absetzen bestimmt werden konnte, «.ine enge Korrelation besteht. Außerdem hangt die Trubui.gszunahmc von der Flockmitteldosierung ab.

Diese Zusammenhänge sind in Fig. 2 graphisch dargestellt. Über der Flockmitteldosierung /· als Abszisse sind dargestellt die Trübung T und der Phosphatgehalt P. beide nach beendetem Absetzen, also narh langer Zeit gemessen. Man erkennt, daß Trübung und

_b0 Phosphatgehalt im wesentlichen parallel verlaufen und in bekannter Weise in Minimum durchlaufen, das der optimalen Flockmittelzugabe entspricht. Außer·· dem ist wiedergegeben die - jeweils kürz nach der Flockmittelzugabe gemessene - Trübungszunahme

_b5 ΔΤ. Diese hängt von der Flockmittclzugabe ab und ist außerdem - was in der Fig. 2 nicht zu erkennen ist- mit der der jeweils zu behandelnden Flüssigkeit entsprechenden optimalen FlockmittelzUßabe korre-

liert. Damit besteht ein eindeutig auswertbarer Zusammenhang zwischen der jeweiligen Flockmittelzugabe, der dazu beobachteten Trübungszunahme und der zu ermittelnden optimalen Flockmittelzugabc.

Hiervon ausgehend lehrt die Erfindung verschic- ·> dene vorteilhafte Ausgestaltungen des beschriebenen Verfahrens. In einer ersten Ausführungsform, bei der mehrere Teilmengen in unterschiedlicher Dosierung mit Flockmittcl versetzt werden, wird die Flockmittelzugabe zu der zu behandelnden Flüssigkeit nach Maßgäbe der Flockmilteldosierung zu der Teilmenge bestimmt, in der die Trübungszunahme einen Maximalwert annimmt. - Diese Arbeitsweise beruht darauf, daß - wie I-ig. 2 erkennen läßt - die Trübungszunahme in Abhängigkeit von der Flockmittelzugabe ein Maximum durchläuft, um bei größeren Flockmittelzugabcn abzunehmen. Das Maximum liegt zwar bei einer prößfren Dosienino als tier nntimalpn Florkmit-

t-i or

tclzugabe entspricht, es besteht aber eine eindeutige Korrelation. Gute Ergebnisse werden erreicht, wenn die Flockmittelzugabe ca. 60% der Dosierung beträgt, die dem Maximum der Trübungszunahme entspricht. Diese Arbeitsweise hat den besonderen Vorteil, daß nur die Flockmittcldosierung genau bestimmt werden muß. während die Trübungszunahme relativ mit eipcm ungeeichten Meßgerät gemessen werden kann. Die Messung kann auch kontinuierlich erfolgen, indem die Teilmengen der Flüssigkeit kontinuierlich aneinander anschließend etwa eine Rohrleitung durchströmen und dabei mit stufenweise oder auch _J0 kontinuierlich zunehmenden Flockmitteldosierungen versetzt werden. Dabei ist es selbstverständlich, die Zeitkonstantc zu berücksichtigen, mit der die Trübungszunahme sich einstellt.

Eine andere Ausführungsform des Verfahrens, bei jj der gleichfalls mehrere Teilmengen in unterschiedli- ' eher Dosierung mit Flockmittel versetzt werden, ist dadurch gekennzeichnet, daß ein Maximalwert der Trübungszunahme in den mit unterschiedlicher Flockmitteldosierung versetzten Teilmengen gemes- _4n sen wird und daß die Flockmittelzugabe zu der zu behandelnden Flüssigkeit nach Maßgabe des Maximalwertes bestimmt wird. - Dabei wird davon ausgegangen, daß auch der Absolutwert des Maximums der Trübungszunahme mit der optimalen Flockmittelzugäbe korreliert ist. Der Maximalwert ist dabei mit einem geeichten Meßgerät absolut gemessen, während eine genaue Bestimmung der Flockmitteldosierung nicht erforderlich ist. Die Flockmitteldosierung kann dabei in beliebiger Weise zunehmen, sie muß nur die dem Maximalwert der Trübungszunahme entsprechende Dosierung überschreiten. Das ist besonders vorteilhaft bei kontinuierlicher Messung an strömenden, kontinuierlich mit Flockmittel versetzten Teilmengen.

In einer weiteren Ausführungsform, bei der wiederum mehrere Teilmengen in unterschiedlicher Dosierung mit Flockmittel versetzt werden, wird 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 wird die Flockmittelzugabe /u der zu behandelnder¹. Flüssigkeit nach Maßgabe _b5 dieses Integrals bestimmt. - Die obere Grenze, bis /u 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 erfindungsgemäßen Verfahrens können in der Form erfolgen« daß die Teilmengen kontinuierlich aneinander anschließend eine Rohrleitung durchströmen und dabei in stufenweise zunehmender Dosierung mit Flockmittel versetzt werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt auch eine Arbeitsweise, bei der nur eine Teilmenge in einer vorbestimmten Dosierung mit Flocktnittel 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 Differenzquotienten der funktionalen Abhängigkeit der TriihiingS7iinahme von der Flockmitteldosierung dar, der - bei abnehmender Flockmitteldosierung und entsprechender Meßempfindiichkeit - in den Differentialquotienten übergeht. Es wird dabei die Tatsache ausgenutzt, daß auch der Anfangsanstieg der Trübungszunahme in einem monotonen Zusammenhang mit der optimalen Flockmittelzugabe steht. Auch in diesem Fall kann mit einer in einer Rohrleitung strömenden Teilmenge gearbeitet werden.

Bei den vorstehend beschriebenen Arbeitsweisen wurde mehr oder weniger stationär gearbeitet. Es ist aber auch eine instationäre Arbeitsweise möglich. Dazu wird gelehrt, daß in eine in eint:r 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 Flockmittclzugabe zu der zu behandelnden Flüssigkeit bestimmt wird. Unter sonst gleichen Voraussetzungen kann auch ein maximaler zeitlicher Differentialquotient der Trübungszunahme gemessen werden. In beiden Fällen muß darauf geachtet weiden, 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 besteht 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 Regressionen 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 I-Iii.ssigkcit maßgebenden Mc M wer te bestimmt wird, wobei die Regressionskoeffizienlen durch statistische Auswertung eines Hnscmbles von l'robemessungen ermittelt werden. - insbesondere können dabei auch leicht meßbare Parameter wie beispielsweise pH-Wert, Leitfähigkeit und/oder Temperatur ü'cr zu behandelnden Flüssigkeit zusätzlich als Regressionsvariable beriieksicht werden. In jedem Fall wird die lineare Regression grundsätzlich dargestellt durch den Ausdruck

U₁A", + ιι₂λ. -) ....

wobei O₁. ti..... die Regressionskoeffizienten und A₁. X₂.... die nach den verschiedenen Arbeitsweisen gewonnen, maßgebenden Meßwerte darstellen. Unterschiedliche Mcßempfindlichkeiten und/oder Abhängigkeiten von der Beschaffenheit der zu behandelnden Flüssigkeit können dadurch berücksichtig! werden, il.il' die maHgpbendcii Meßwerte mit unterschiedlichen Oewifhtep eingesetzt werden Die Regressions analyse laßt sich ohne we tine·, mit einem üblichen Prozeßrechner durchführe η

Die beschriebenen AusgcMnltunuerl de·, erfin tluiiusgemäüen \ .-rfahicns erlauben es ihne weiteres durch cinf.iehe ^Λ· ersuche, die - unter Berücksichtigung der ji weiligen betriebswirtschaftlichen Faktoren - nptimali HoeKmiltcl'ugabt* /u bestimmen Soweit •nil diskre'i η FHckmitteldosieningen grarbi-ilci wird können /'viscln-nwerte 'elbsiverstandlieh -.lurch ι·ί" !;ich' Inl'Tpolation. bzw durch Fxtrapolation <v,\rb kleinsten (Quadraten bestimmt vvrrden.

Bekanntlich hangt die Wirksamkeit der üblichen Flockmittel vom pH-Wert der zn behandelnden HiK-üigkeit ab. Nach dem erlindungsgeniaßen Verfahren wird die optimale Flockinittelzugabc unter Berück siehtigune des pH-Wertes ermittelt Das bedeutet, dal· unter Umstünden eine größere Flockmittclzugabe ermittelt wird, als bei günstigstem pH-Wert notwendig ware. Es empfiehlt sich daher, den pH-Wert zu messen und gegebenenfalls einzustellen.

Die durch die Frfindung in verfahrensmäßiger Hinsicht erreichten Vorteile bestehen vor allem darin, daß die Möglichkeit geschalten wird, mit geringem Aufwand eine schnelle, zuverlässige und störungsfreie Bestimmung der optimalen Flockmittclzugabe 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 füT 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 Flockmittei 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 Durch-.slröinungsiielitung vor der Mischstrecke die Hinrichtung zur dosierten Zugabe von Flockmitlei in Form einet regelbaren Dosierpumpe angeordnet ist, und daß durch ein mit der Dosierpumpe und der Photome-', tcrsonde verbundenes Steuergerät die Flockmittelzugabe zur zu behandelnden Flüssigkeit steuerbar ist. Das Steuergerät kann insbesondere so ausgeführt sein, daß auch der pH^Wcrl der zu behandelnden Flüssigkeit berücksichtigt wirdj und daß außerdem die Flockin mittel/ugabc 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. Ausfiili-, lung von Fremdstoffen aus der zu behandelnden Flüssigkeil.

Nachfolgend wird die Krfindung in vorrichtungsge mauer Hinsicht an Hand einer lediglich Ausführung beispit Ic darstellenden Zeichnuni! naher erläutert. Fs

Fig. λ eine Meßeinrichtung zur Bestimmung der optimalen Flockmitlr-Izugahe und

1·ίμ. 4 eine Vomehtunuziir kontrollierten Ausflok kling im Rahmen einer Abwassi-rkläranlaüe

Die Hg. * zeigt eine im Rahmen einer V'nmehliiin; zur kontrollierten Ausflockung bzw Ausfällung vor gesehcm- Meßeinrichtung 1. die zur Abzweigung von Ieilmengen von der zu behandelnden Flüssigkeit nut ihrem Zulauf 2 beispielsweise an den Zulauf eines n>

ii, der l-ipur nicht dargestellten Behandlungsgci.ilk"- au geschlossen sein kann Die I eilmcniien der Hiissjgketi werden dem Meßgelaß /UgI¹CiIcI. das aus ciiu-i Mischstrecke 5. im dargestellten Ausfulmmgsbeispici in Form einer inaaudcilormigi'ii Rohrleitung, und au-

., einem in Durchstromungsrichiung nachgcschalteU-:i Meßtrog 6 besteht. Am Meßtrog 6 ist eine Phoioiiulersonde 7 angeordnet Die Pliotometersondc 7 kann entweder als Hxtinktionsphotomctcr (beispielsweise gemäß DE-PS 2 363 431) oder als Streulichtmesser

4„ (beispielsweise gemäß DE-OS 2 363 432) 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. Wei-

₄-, ter 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 Teil

-,! mengen werden folglich, während sie die Meßeinrichtung kontinuierlich durchströmen, dosiert mit dem Flockmittei versetzt, in der Mischstrecke 5 durchmischt, im Meßtrog 6 auf die eingetretene Trübung untersucht und schließlich durch den Ablauf 3 ent-

„ fernt. Die Länge der Mischst recke 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.

_hn Der Meßablauf wird durch ein Steuergerät 10 gesteuert, das mit der regelbaren Dosierpumpe 4 und - über eine Photometcreleklronik 9 - mit der Photometersonde 7 in Verbindung steht. Das Steuergerät gibt nach Maßgabe der gemessenen und gegebenen-

₆_ fails in geeigneter Weise umgesetzten Werte der Trübungszunahme ein Steuersignal 11 ab, mit dem die Flockmitielzugabc zu der zu behandelnden Flüssigkeit im (nicht dargestellten) Bchandlungsgefäß 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 Flockmitlelzugabe berücksichtigt werden können. Solche Meßwerte sind zunächst ein Signal für die Menge der zu behandelnden I iüssigkeit, ferner Meßwerte für den pH-Wert, die Alkalitiit, die Leitfähgigkeit, die Temperatur usw. der zu behandelnden Flüssigkeit.

Der Meßvorgang läuft folgendermaßen ab: Währe rui von der zu behandelnden Flüssigkeit abgezweigte Teilmengen die Meßeinrichtung durchströmen, wird zunächst ohne Floekmittelzugabe der Photonieterwert der Flüssigkeit, beispielsweise eines zu reinigenden Abwassers, bestimmt. Dann wird für kurze Zeit !•'lockmittel in bestimmter Dosierung zugegeben. Dieses vermischt sich in der Mischstrecke 5 mit dem Abwasser und führt zur FlorlciMihüiJimg, die i'.ü ! !and der Triibungs/unahme mit der Photometersonde 7 erfaßt wird. Dieser Wert geht nach Durchgang der Flokkiingszoue wieder zurück. Das kann nacheinander mit unterschiedlichen Flockmitteldosierungen wiederholt werden. Es kann auch in der oben beschriebenen Weise mit nur einer Flnekniilleldosierung gearbeitet werden. DasSteuergeriit 10 steuert dabei die Tätigkeit .tier regelbaren Dosierpumpe 4, speichert und vergleicht die von der Photonietersonde 7 über die Pholonieterelektronik 9 abgegebenen Meßwerte und ermittelt, gegebenenfalls unter Berücksichtigung der über die externen Eingänge 12 eingegebenen zusätzlichen Meßwerte, ein Steuersignal 11, nach dem die optimale Flockniittelzugabe 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 Abwasserkläraniage dargestellt, bei der eine weitergehende Abwasserreinigung zur Entfernung von suspendierten Feststoffen und Phosphaten vorgesehen ist. Man erkennt einen Roliwasserzulauf 21, daran anschließend in Dtircliströmungsrichtung hintereinander ein Absetzbecken 22 für die mechanische Reinigung, ein Belcbtschlammbecken 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 Belebtschlanimbecken 23 zurückgeführt werden. An die insoweit in üblicher Weise n erfolgte Reinigung schließt sich eine weitergehende Abwasserreinigung an, die im Ausführungsbeispiel in einem besonderen nachgeschalteten Behandlungshehälter 26stattfindet. Die weitergehende Abwasserreinigung kann aber auch im Rahmen einer der vorge· r, henden Reinigungsstufen, d. h. in einem der Becken 22, 23, 24 erfolgen. Das gereinigte Wasser wird durch den Klarwasserablauf 27 abgeführt.

Dem Bch;i;it!!ungsbeh;ilii:r 26 ist die- Müöüinrici'itung 1 zugeordnet, deren Zulauf 2 über eine Teilmen-.Mi genforderpuinpe 32 an den Behandlungsbehalter/.ulauf 28 angeschlossen ist. Damit können Teilmengen des zu behandelnden Abwassers abgezweigt, durch die Meßeinrichtung I hindurchgeleitet und durch deren Ablauf 3 entfernt, beispielsweise in den Behand- >-, lungsbehälter 26 abgeführt werden. Ein Floekmittelvorratsbehälter 29 ist unmittelbar an den Flockmittelzulauf 8 der Meßeinrichtung 1 sowie über eine regelbare Forderpumpe 30 an den Behandlungsbehälter 26 angeschlossen. Die Flockniittelzugabe in „, dem Behandlungshehülter26 wird mit der regelbaren Förderpumpe 30 eingestellt, und zwar geniiiß dem Steuersignal 11, das vom Steuergerät 10 entsprechend der Messung und Auswertung der Trübungszunahme in den die Meßeinrichtung I durchströmenden Teil-,-, mengen der Flüssigkeit abgegeben wird. Zusätzliche Meßwerte, beispielsweise für pH-Wert, Alkalien. Leitfähigkeit oder Temperatur des zu behandelnden Abwassers können mit im Behandlungsbehälier 26 vorgesehenen Meßsonden 31 erfaßt und den externen i„ Eingängen 12 des Steuergerätes zugeleitet v.»-rden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur kontrollierten Ausflockung bzw. Ausfällung von Fremdstoffen aus einer FIüssigkeit 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 IQ die Flockmittelzugabe zu der zu behandelnden Flüssigkeit nach Maßgabe der Trübungsmessung bestimmt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Trübungsmessung erfolgt, während ein Absetzen der ausgeflockten bzw. ausgefällten Fremd- ιϊ stoffe verhindert wird und daß die Flockmittelzugabe zu der zu behandelnden Flüssigkeit nach Maßgabe einer in der Teilmenge bzw. den Teilmengen nach Flockmittelzugabe eintretenden Trübung^c7unahme bestimmt wird.

2. Veifahren 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 Trübungszunahri/e einen Maximalwert annimmt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei mehrere Teilmengen in unterschiedlicher Dosierung mit jo Flockmittel versetzt werden, dadurch gekennzeichnet, lidß ein Maximalwert der Trübungszunahme in den mit kntersci Redlicher Flockmitteldosierung versetzten Teilmengen gemessen wird und daß die Flockmitteizugi· ;e zu der zu behandelnden Flüssigkeit nach Maßgabe des Maximalwertes bestimmt wird.

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 Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilmengen kontinuierlich aneinander anschließend eine Rohrleitung durchströmen und dabei in stufenweise zunehmender Dosierung mit Flockmittel versetzt werden.

ft. 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 _h0 Teilmenge eintretenden Trübungszunahme be= stimmt wird,

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge^ kennzeichnet, 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 Maximalsvertes die Flockmittelzugabe zu der zu behandelnden Flüssigkeit bestimmt wird.

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 Differentialquouent der Trübungszurmhme gemessen und nach Maßgabe dieses Maximalwertes die Flockmittelzugabe zu der zu behandelnden Flüssigkeit bestimmt wird.

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. 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 (S) 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) angeordne' ist, und daß durch ein mit der Dosierpumpe (4) und der Photometersonde (7) verbundenes Steuergerät (10) die Flockmittelzugabe zur zu behandelnden Flüssigkeit steuerbar ist.