DE2833146C2 - Vorrichtung zur Erhöhung des pH-Wertes von Abwasser - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erhöhung des pH-Wertes von Abwasser mit den Merkmalen, die im Oberbegriff des Anspruches 1 angegeben sind.

Es ist manchmal wünschenswert, Abwasser so zu behandeln, daß sein pH-Wert erhöht und auf einem vorbestimmten Wert gehalten wird. Beispielsweise müssen saure Minenabwässer teilweise neutralisiert werden. Dies wurde bereits bisher getan, jedoch die dafür verwendeten Vorrichtungen waren außerordentlich teuer, kompliziert und störanfällig.

So ist beispielsweise eine mengen- und pH-Zahl-abhängig gesteuerte Kalkmilchdosieranlage bekannt, die ein Kalksilo mit einer in ihrer Zufuhrgeschwindigkeit steuerbaren Dosierwaage umfaßt (Freier: Kesselspeisewasser (1958), Seite 60—61). Über diese Dosierwaage wird Kalk in einen Kalkmilchrührbehälter eingeführt, in den über eine Frischwasserleitung Wasser eingefüllt werden kann. Die Frischwasserzufuhr und die Leerung des Kalkmilchrührbehälters werden mittels einer Dosierpumpe erreicht. Diese Vorrichtung führt die Kalkmilch einem Mischbehälter zu, in den das zu neutralisierende Abwasser eingeleitet wird.

Zur Steuerung der Kalkmilchzufuhr ist eine pH-Elektrode vorgesehen, die den pH-Wert des dem Mischbehälter zugeführten Abwassers bestimmt. Außerdem wird mittels eines Durchflußmessers die Menge des pro Zeiteinheit zugeführten Abwassers bestimmt. Diese Meßwerte werden gemeinsam einem Meßwertmultiplikator zugeführt, der aus diesen Daten ein Steuersignal erzeugt. Mittels dieses Steuersignals werden gleichzeitig und unabhängig voneinander die Dosierwaage und die dem Kalkmilchbehälter das Frischwasser zuführende und die gemischte Kalkmilch in den Mischtank fördernde Dosierpumpe gesteuert. Bei der Steuerung dieser bekannten Vorrichtung wird der pH-Wert des zugeführten Abwassers kontrolliert, es wird jedoch nicht überwacht, ob das Abwasser nach Vermischung mit der Kalkmilch tatsächlich den gewünschten pH-Wert erreicht hat. Da die Aussage des pH-Wertes des zugeführten Abwassers noch nicht ausreicht, um die Menge der zuzuführenden Kalkmilch zu bestimmen, ist ferner ein Wassermengenmesser notwendig. Die Steuerung der Dosierwaage und damit der Kalkzufuhr einerseits und der Frischwasserzufuhr andererseits erfolgt direkt von einem Regelverstärker aus. d. h. unabhängig voneinander. Außerdem wird durch die Steuerung auch die Abfuhr der Kalkmilch aus dem Kalkmilchrührbehälter gesteuert. Die Abfuhr der Kalkmilch mittels einer Dosierpumpe ist problematisch, da die Dosierpumpe durch den im Wasser aufgeschlämmten Kalk leicht verstopft wird. Damit wird die von der Dosierpumpe abgeförderte Kalkmilchmenge trotz der Steuerung durch den Regelverstärker unterschiedlich sein, während andererseits die zugeführte Frischwassermenge konstant bleibt. Dies führt zwangsläufig dazu, daß die Zusammensetzung der Kalkmilch im Rührbehälter verschiedene Werte annehmen kann und daß auch der Füllstand in dem Behälter unterschiedlich ist. Außerdem kann bei einer Verstopfung der Leitung vom Kalkmilchrührbehälter zum Mischbehälter eine zu geringe Kalkmilchmenge in den Mischtank geführt werden, ohne daß die dargestellte Regelung oarauf ansprechen würde.

Es ist weiterhin eine Vorrichtung zur mengenabhän-

M gigen und pH-Wert-geregelten Chemikaliendosierung bekannt, bei welcher die Dosierung der in einem Tank fertigen Chemikalie mit einer Pumpe erfolgt (Mitteilungen der VGB, Heft 69, Dezember 1960, Seite 401). Bei dieser Vorrichtung wird die Chemikalienabhängigkeit vom pH-Wert nach der Zugabe der Chemikalie zudosiert, jedoch erfolgt hier die Zugabe durch eine dosierte Zugabe der fertigen Chemikalie, die Zudosiervorrichtung befindet sich also in der Verbindungsleitung von einem Chemikalienaufbewahrungsbehälter und einem Mischbehälter.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zur Abwasserneutralisierung der gattungsgemäßen Art derart zu verbessern, daß sie relativ einfach aufgebaut ist, Standardelemente verwendet und in jedem Betriebszustand eine einwandfreie Neutralisierung gewährleistet.

Diese Aufgabe wird bei der Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Bei

so der Vorrichtung wird also mittels des pH-Wert-Fühlers ein Steuersignal für das Regelventil in der Frischwasserzufuhr erzeugt, d. h. die Frischwasserzufuhr wird in Abhängigkeit vom pH-Wert am Auslaß gesteuert. Proportional zu der Menge des zugeführten Frischwassers wird dann auch Kalk in den Kalkschlammtank eingefüllt, so daß dort eine konstante Konzentration hergestellt wird. Da der Kalkschlammtank zusätzlich als Überlauftank ausgebildet ist, fließt immer genau so viel Kalkschlamm aus ihm aus, wie Frischwasser plus Kalk zugeführt werden. Durch diese an die Frischwasserzufuhr gekoppelte Kalkmengenzufuhr einerseits und durch die Ausbildung des Kalkschlammtanks als Überlauftank andererseits wird zuverlässig erreicht, daß die Zusammensetzung des Kalkschlamms im Kalkschlammtank immer konstant bleibt. Es besteht ferner bei dieser Vorrichtung keinerlei Gefahr einer Verstopfung von Ventilen, Drosseln oder Pumpen, da der Kalkschlamm über den Überlauf unmittelbar dem Mischtank züge-

führt wird.

Die nachfolgende Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der näheren Erläuterung. Es zeigt

Fig. 1 eine teilweise aufgeschnifene Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;

F i g. 2 eine vergrößerte Teilseitenansicht und

F i g. 3 eine schematische Darstellung der erfindhngsgemäßen Vorrichtung.

Ein Behiiier 1 beliebiger Größe dient als Speicherbehälter für Kalk. Beliebige Maßnahmen können getroffen werden, um die gewünschte Kalkmenge in dem Behälter aufrechtzuerhalten. Der Auslaß am unteren Ende des Behälters führt zu einer Zufuhröffnung 2. durch die je nach Bedarf unterschiedliche Mengen Kalk in einen Kalkschlammtank 3 eingebracht werden können. Der Zufuhröffnung ist eine Förderschnecke oder ein Förderband mit variabler Geschwindigkeit zugeordnet (nicht dargestellt), welche bzw. welches Kalk aus dem Behälter in den Kalkschlammtank transportiert. Ein Motor 4 mit variabler Geschwindigkeit, der diese Fördervorrichtung antreibt, kann in bekannter Weise mittels einer Steuerung 5 gesteuert werden, die einen gesteuerten Gleichrichter, insbesondere einen gesteuerten Siliziumgleirhrichter enthält.

Der Kalkschlammtank weist einen Einlaß für Wasser auf, das im folgenden als Frischwasser bezeichnet wird. Das Wasser wird über eine Leitung 6 herangeführt, in die ein Drosselventil 7 eingeschaltet ist. Dieses wird beispielsweise elektrisch oder pneumatisch betätigt. Weiterhin weist der Kalkschlammtank einen Überlauf auf, durch den der Kalkschlamm über ein Rohr oder über eine Rinne 8 in einen wesentlich größeren, nur in Fig. 1 dargestellten Mischtank9gelangt. Dieser Mischtank hat einen Einlaß 10 für das zu behandelnde Abwasser sowie einen Auslaß 11 für das behandelte Abwasser. In die Leitung 6 ist zwischen das Drosselventil und den Kalkschlammtank ein Durchflußmeßgerät 12 eingeschaltet, welches ein elektrisches Signal an einen Signalconverter 13 liefert. Falls es gewünscht wird, kann der Converter in der dargestellten Weise mit dem Durchflußmeßgerät kombiniert werden. Dieser Converter ist mit der Steuerung 5 für die Kalkzufuhr verbunden, so daß er die Zufuhrrate steuern kann.

In das den Mischtank verlassende, behandelte Abwasser taucht ein pH-Wert-Fühler 16 ein, der auf die Alkalität des Wassers anspricht. Dieser Fühler ist elektrisch mit einer konventionellen, registrierenden Regeleinrichtung 17 verbunden, die einen Setzpunkt hat. Dieses Instrument kann auf einer Steuerkonsole befestigt sein. Sobald das Signal des Fühlers oberhalb oder unterhalb des Setzpunktes liegt, sendet die Regeleinrichtung ein Signal an ein Betätigungselement 18 für das Drosselventil, welches dieses je nach Bedarf entweder etwas mehr öffnet oder etwas mehr schließt. Das Signal kann über eine Leitung 19 übertragen werden, die entweder ein elektrischer Leiter oder ein pneumatisches Rohr sein kann.

Wenn der Fühler 16 beispielsweise anzeigt, daß der pH-Wert des den Mischtank verlassenden Wassers geringer ist als er sein sollte, so daß Kalkschlamm in größerer Menge in den Mischtank eingefüllt werden müßte, um den pH-Wert 7u erhöhen, dann wird ein Signal erzeugt, durch welches das Drosselventil 7 mehr geöffnet wird. Dadurch fließt mehr Frischwasser in den Kalkschlammtank 3. Die höhere Durchflußmenge wird von dem Durchflußmeßgerät 12 bestimmt und veranlaßt den Signalconverter 13, der Kalkzufuhrvorrichtung 2 ein Signal zuzuleiten, durch welches die Kalkzufuhr in den Kalkschlammtank erhöht wird. Die Frischwasserzufuhr und die Kalkzufuhr sind also so koordiniert, daß die Kalkkonzentration in dem Kalkschlamm im wesentlichen unabhängig von der Abflußrate des Kalkschlammes konstant bleibt. Da der Auslaß aus dem Kalkschlammtank ein Überlauf ist, wird der Ausfluß des Kalkschlammes aus dem Kalkschlamintank durch die

ίο Zuflußrate des Frischwassers und des Kalkes bestimmt.

Beispielsweise können sich in dem Kalkschlammtank

10Gew.-% Kalk im Wasser befinden. Dieser Schlamm kann dem Mischtank in ausreichender Menge zugeführt werden, um das Abwasser zu neutralisieren, wobei also der pH-Wert bei 7 ± 0,5 gehalten wird. Der Signalconverier 13 gibt ein Signal zwischen 4 und 20 mA ab, dessen Größe eine lineare Funktion des Frischwasserzuflusses ist. 4 mA entsprechen dabei einem Nullzufluß und 20 mA dem Maximalzufluß. Dieses Signal zwischen 4 und 20 mA wird dem Antrieb der Kalkzufuhrvorrichtung zugeführt, wobei der Kalkdurchsatz im wesentlichen eine lineare Funktion der Geschwindigkeit des Antriebsmotors ist. Auf diese Weise ist eine gleichförmige Konzentration in dem Kalkschlammtank gewährleistet.

Diese Vorrichtung ist relativ einfach aufgebaut und arbeitet auch relativ unkompliziert. Ihre meisten Teile sind Standardelemente, die leicht erhältlich sind. Die relative Anordnung der verschiedenen Elemente und ihre Betriebsweise lassen sich anhand der Fig.3 gut verstehen, in welcher die Elemente zusätzlich zu dem Bezugszeichen noch eine Beschreibung enthalten. Einer der wesentlichen Vorteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist darin zu sehen, daß der Kalkschlamm nicht durch Pumpen und Ventile geleitet werden muß, so daß die dabei häufig auftretenden Schwierigkeiten einer Verstopfung dieser Elemente von vornherein ausgeschaltet sind. Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung fließt nur Wasser durch das Drosselventil, und ein Pumpen des Kalkschlamnies entfällt vollständig. Der Kalk-

schlamm fließt einfach über den Überlauf aus dem Kalkschlammtank in den Mischtank.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Vorrichtung zur Erhöhung des pH-Wertes von Abwasser, die folgende Standardelemente enthält:
   einen Behälter für Kalk mit einem Auslaß, einen Kalkschlammtank mit einem Wassereinlaß und einem Auslaß für den Kalkschlamm, eine Leitung zur Zufuhr von Wasser zu dem Wassereinlaß des KaIkschlammtanks, ein Drosselventil in dieser Leitung, eine variable Zufuhrvorrichtung zur Zufuhr von Kalk aus dem Behälter in den Kalkschlammtank, einen Mischtank mit einem Einlaß für unbehandeltes Abwasser und einem Auslaß für behandeltes Abwasser, in dessen Bereich ein pH-Wert-Fühier zur Bestimmung des pH-Wertes des Abwassers angeordnet ist, sowie durch den pH-Wert Fühler gesteuerte Betätigungselemente zur Einstellung des Drosselventils für das Frischwasser, dadurch gekennzeichnet, daß in der Leitung (6) zur Zufuhr von Wasser zu dem Kalkschlammtank (3) ein Durchflußmesser (12) angeordnet ist, der eine der Durchflußmenge entsprechendes Signal zur Steuerung der Betätigungsorgane zur Betätigung der variablen Zufuhrvorrichtung (4, 5) in der Weise erzeugt, daß die Kalkkonzentration in dem Kalkschlamm unabhängig von dem Ausmaß der Wasserzufuhr im wesentlichen konstant ist und daß der Auslaß des KaIkschlammtankes (3) als Überlauf ausgebildet ist und direkt in den Mischtank (9) führt.