DE2903578C2 - Schaltungsanordnung zur Bestimmung der Schmutzstoffkonzentration in Abwässern - Google Patents
Schaltungsanordnung zur Bestimmung der Schmutzstoffkonzentration in AbwässernInfo
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Description
25
Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zur Bestimmung der Schmutzstoffkon/cniration in
Abwässern, wobei verschiedene Zustandsgrößen meßtechnisch erfaßt werden.
Prozesse zur Behandlung und/oder Reinigung von Abwässern zeichnen sich durch das Zusammenspiel
vieler Einzelprozesse aus. Ein wirkungsvoller Einsatz der Einzelprozesse ist nur möglich, wenn die Schmutzbelastung,
die vom zulaufenden Abwasser ausgeht, rechtzeitig bekannt ist. Derzeit beschreibt der »bioche- Jr'
mische Sauerstoffbedarf« die Schmutzbelastung recht genau. Seine gebräuchlichste Form ist der labormäßig
feststellbare BSBs-Wert. Er gibt an, welche Sauerstoffmenge Bakterien bei 20"C benötigen, um etwa 68% der
gesamten Schmutzmenge innerhalb von 5 Tagen abzubauen.
Der entscheidende Nachteil des BSB5 liegt in der für
seine Ermittlung eingesetzten Analysenmethodik. Das geläufigste Verfahren zur Bestimmung ist die Verdünnungsmethode,
wie das Deutsche Einheitsverfahren zur Wasser-, Abwasser- und Schlammuntersuchung sie
angibt. Dieses Einheitsverfahren schreibt vor, die Abwasserprobe in einem bestimmten Volumenverhältnis
mit Verdünnungswasser zu vermischen. Dieses Gemisch wird in Glasflaschen gefüllt und im Brutschrank
bei 200C und Dunkelheit 5 Tage gelagert. Von dem Gemisch wird vor und nach dem Aufenthalt im
Brutschrank der Gehalt gelösten Sauerstoffs bestimmt.
Mit der dabei ermittelten Sauerstoffdifferenz, d. h. Sauerstoffzehrung durch den mikrobiologischen
Schmutzabbau, der Zehrung des verwendeten Verdünnungswassers und dem Verdünnungsverhältnis errechnet
man den BSBs-Wert in Milligramm pro Liter. Das Verfahren führt frühestens nach 5 Tagen zum Belastungskennwert
des Abwassers. Außerdem läßt es keine <>o
kontinuierliche Bestimmung zu. Der Belastungskennwert im Rahmen belastungsgemäßer automatischer
Prozeßführung muß jedoch kurzfristig verfügbar sein und wenigstens quasikontinuierlich vorliegen (BBC-Sonderdruck:
»Systematische Untersuchungen in Klär- b5
anlagen«. Bestell-Nr. D IA 60 388D).
Aus Untersuchungen des von BBC entwickelten Abwassermeßwagens mit dem geschützten Warenzeichen
»drainocar« ist ein Verfahren zur Bestimmung der Schmutzfracht bekannt (DE-OS 26 31 825), bei dem die
die Schmutzfracht bestimmenden Parameter kontinuierlich ermittelt und unter Berücksichtigung der
Meßzeit bzw. bestimmter zeitlicher Phasen ausgewertet werden. Es können so angepaßte Sollwerte für die zur
Abwasser- und Schlammbehandlung dienenden Steuer- und Regelkreise gebildet und zu einem geänderten
Stcuereingriff herangezogen werden. Es wird eine Sauerstoffregelung vorgenommen. Dieses Verfahren ist
aufwendig, beispielsweise durch die Einführung der Tagesganglinie, Leitfähigkeit, Temperatur, pH-Wert
usw.
Die Eingangsbelastung einer Abwasserreinigung wird wesentlich durch die Schmutzfracht bestimmt Die
Schmutzfracht (Masse pro Zeiteinheit) selbst ist definiert als Produkt des Zuflusses mit der Schmutzstoffkonzentration
(in mg/1). Verfahren zur Bestimmung der biologischen Schmutzstoffkonzentration zu einer
belastungsangepaöten ProzeQfiihrung einer Kläranlage
sind bisher noch nicht bekannt.
Es ist deshalb die Aufgabe der Erfindung, eine einfache Schaltungsanordnung zur Bestimmung der
biologischen Schmutzstoffkonzentration anzugeben und eine Belastungsgröße einzuführen, die sofort
kontinuierlich zur Verfügung steht.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch den kennzeichnenden Teil des Patentanspruches gelöst.
Vorteilhaft bei der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung ist besonders die schnelle momentane Feststellung
der Schmutzstoffkonzentrationen, so daß jede Kläranlage geführt, gesteuert oder geregelt werden
kann. So kann als Beispiel bei Stoßbelastungen (Gewitter) eine belastungsangepaßte Führung des
Klärprozesses erfolgen.
Durch die Einzelbewertung jeder Zustandsgröße und einer nachfolgenden Summenbewertung kann eine
biologische Schmutzstoffkonzentration BSSK ermittelt werden, die eine belastungsgemäße automatische
Abwasserreinigung ermöglicht.
Ein Ausführungsbeispiel der Schaltungsanordnung wird nachstehend anhand einer Zeichnung näher
erläutert.
In einer Kläranlage werden die kontinuierlich anfallenden Meßwerte (Zustandsgrößen) mittels Meßfühler
im Abwasser erfaßt und auf Speicher 51 bis 55 geführt. Das Ergebnis der COD-Messung (chemischer
Sauerstoffbedarf) wird dabei auf den Speicher 51, das
Ergebnis der TOC-Messung (organischer Kohlenstoffgehalt) auf den Speicher 52, das Ergebnis der
TÜD-Messung (Gesamtsauerstoffbedarf) auf den Speicher
53, das Ergebnis der 7~C-Messung (Kohlenstoffgehalt)
auf den Speicher 54 und das Ergebnis der ΤΛ-Messung (Trübung) auf den Speicher 55 geführt.
Die gespeicherten Meßwerte werden jeweils auf Verstärker Vl bis V5 geführt und hier mit anlagespezifischen
Kennwerten Vl bis Y5 (funktionale Zusammenhänge
zwischen BSB5 und den Zustandsgrößen COD, TOC usw.) bewertet. Diese anlagespezifischen
Kennwerte, die früher schon einmal ermittelt wurden und weitgehend konstant sind, werden in Adaptionseinheiten
Λ I bis Λ 5 aus dem jeweilig anfallenden
Meßwert und dem BSB5-WeH gebildet. Als BSB5 wird
dabei ein aus Messungen ermittelter Wert verwendet. Diese anlagespezifischen Kennwerte sind deshalb
weitgehend konstant, weil das Abwasseraufkommen jeder Anlage bekannt ist (nur kommunale Abwässer
oder nur industrielle Abwasser oder vorwiegend
kommunale mit zeitweisen industriellen Schüben). Die anlagespezifischen Kennwerte können aber auch
veränderbar sein.
Am Ausgang der Verstärker Vl bis V 5 werden die Werte X1 bis XS gebildet und jeweils in Zwischenpuffern
S 6 bis 510 gespeichert. Sinnbildlich wrd also der
Wert Xi im Zwischenpuffer 56, der Wert X 2 im
Zwischenpuffer 5 7 usw. gespeichert.
Den Zwischenpuffern 56 bis 510 sind Operationsverstärker
V6 bis VlO nachgeschaltet, in denen die gespeicherten Werte Xl bis X 5 mit Kennwerten Zi
bis ZS bewertet werden. Diese Kennwerte Zl bis ZS werden in Adapttonseinheiten A 6 bis A 10 aus dem
BSB5-Wert und der Summe der Zustandsgrößen COD,
TOC, TOD, rCund TR gebildet. Alle diese Zustandsgrößen werden also beisnieisweise auf die Adaptionseinheit
A 6 geführt und hier mit dem BSBs-Wert verknüpft. Das
Ergebnis wird dann als Kennwert Zl auf den Operationsverstärker V6 geführt Dasselbe geschieht
mit den anderen Adaptionseinheiten A 7 bis A 10.
Es tritt also in vorteilhafter Weise nach einer Einzelbewertung jeder Zustandsgröße mit einem
anlagespezifischen Kennwert eine Summenbewertung jeder Zustandsgröße mit einem anderen Kennwert auf.
Die an den Ausgängen der Operationsverstärker V6 bis VlO gebildeten Größen X6 bis X Ii) werden auf einen
Summenpunkt P geführt und hier addiert. Die Summe am Punkt P steht als biologische Schmutzstoffkonzentration
BSSK zur Verfügung. Diese Größe, die beispielsweise in mg/1 angegeben werden kann, wird in
vorteilhafter Weise als neue Kenngröße für die biologische Belastung einer Abwasserreinigungsanlage
eingeführt. Dieser Wert steht nach kurzer Meß- und Berechnungsdauer kontinuierlich zur Verfügung und ist
das Ergebnis gemessener und mathematisch verarbeiteter Abwasserkenngrößen unter Berücksichtigung jeweiliger
a'.tlagespezifischer Abwassereigenarten.
H.erzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (1)
- Patentanspruch:Schaltungsanordnung zur Bestimmung der Schmutzstoffkonzentration in Abwässern, wobei verschiedene Zustandsgrößen meßtechnisch erfaßt werden, dadurch gekennzeichnet, daß für jede Zustandsgröße (COD, TOC, TOD, TC, TR) ein Verstärker (Vl, V 2, V 3. V4, V 5) vorgesehen ist der in Abhängigkeit von dem BSB5-Wert und von der jeweiligen Zustandsgröße (COD. TOC, TOD, TC, TR) beeinflußt wird und für jeden Ausgangswert (X \, X2, X3. XA, X5) eines ersten Verstärkers (V 1, V 2, /3, V 4, V5)je ein zweiter Verstärker (V6, VT, V8, V9, VlO) vorgesehen ist, der in Abhängigkeit von dem BSBs-Wert und allen Zustandsgrößen (COD, TOC, TOD, TC. TR) beeinflußt wird wobei eine Summiereinrichtung (P) für die Ausgangswerte (X2, Xl, XS, X 9, Χ 10) aller zweiten Verstärker (V6, V7, V8, V9, VlO) vorgesehen ist und die Summe als biologische Schmutzstoffkonzentration (BSSK) zur Verfugung steht.
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1979
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