DE29614866U1 - Einrichtung zur Reinigung von Schmutzwasser - Google Patents
Einrichtung zur Reinigung von SchmutzwasserInfo
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Description
« f
Nr. 96/8 Mei
Anmelder: 08.08.96
Wilfried Meichelböck
Albrecht-Dürer-Str.25
82152 Krailling
Albrecht-Dürer-Str.25
82152 Krailling
Die vorliegende Erfindung betrifft ein eine Einrichtung zur Reinigung von
Schmutzwasser, welches mit Metallionen, Schmutzpartikein, Schwebstoffen, Fetten,
Ölen, suspendierten Organika, oder Ähnlichem verunreinigt sein kann.
Nach Offenlegungsschrift DE 4003055 A1 ist es bekannt, daß eine Steuerung der
Chemikalienzugabe bei Aufarbeitung von Abwasser durch Messungen der Ladungsdominanzen erfolgen kann. Nachteilig ist dabei, daß durch vorhergehende
Laboruntersuchungen die Ladungsdominanz für das bestimmte Abwasser festgesteiit werden muß. Außerdem sind Geräte zur kontinuierlichen Bestimmung der
Ladungsdominanz nur für niedrige Feststoffgehalte verwendbar. Es können also nur
ganz spezifische Abwasserarten mit relativ geringen Verschmutzungsgrad durch bestimmte Chemikalienzusätze gereinigt werden.
Aufgabe der Erfindung ist es, demgegenüber eine Einrichtung anzugeben, womit auf
einfache Weise beliebige Abwasserarten, welche einen großen Verschmutzungsgrad aufweisen können, zuverlässig gereinigt werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Einrichtung entsprechend
Patentanspruch 1 gelöst. Mit der Erfindung ergibt sich gegenüber dem Stand der Technik der Vorteil eines ganz erheblich erweiterten Anwendungsbereichs.
Die Erfindung samt ihrer weiteren, in Unteransprüchen gekennzeichneten Merkmalen
soll im folgenden anhand der Figuren näher veranschaulicht werden. Dabei zeigen beispielhaft
Figur 1 die schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Einrichtung in
einem Abwasserbehandiungsverfahren.
Figur 2 eine Variante der Erfindung nach Figur 1 zur Verdünnung der zudosierten
Chemikalien.
Figur 3 den Signalverlauf des optischen Sensors mit und ohne Tariereinrichtung
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Nr.96/8 Mei
Figur 4 ein Diagramm zum zeitlichen Ablauf der Steuerung der erfindungsgemäßen
Einrichtung.
Figur 1 zeigt schematisch eine erfindungsgemäß arbeitende Einrichtung. Die anhand
eines Beispiels erläutert werden soll. Ein die verunreinigte Lösung enthaltenes Reaktionsgefäß ist mit (1) bezeichnet. In ihm befindet sich ein von einem Motor (2)
bewegter Rührer (3). Für eine gute Durchmischung und zur Vermeidung einer Flockenzerkleinerung in der zu reinigenden Lösung ist es zweckmäßig einen langsam
drehenden Rührer mit großen Rührblatt vorzusehen. Die vorgegebene Steuereinrichtung (6) wirkt mit 3 Sensoren (4) (pH-Sensor (4a), Redox-Sensor (4b) und
insbesondere der optischen Sensoreinrichtung (4c)) zusammen. Dies geschieht über
die Sensorverstärkung mit Grenzwerteinstellung für pH-Wert (5a), mit der Sensorverstärkung mit Grenzwerteinstellung für Redox (5b) und der Signalverarbeitung
mit elektronischer Tariereinrichtung und Grenzwerteinsteüung für den optischen Sensor
(5c). Die Sensoren (4) werden in das Schmutzwasser eingetaucht. Um einen störungsfreien Betrieb zu ermöglichen, wird vorgeschlagen das Bezugsystem des pH-Sensors
als gelgefülltes Ag/AgCI-Eiement mit großer Diaphragmenöffnung (z.B.
Ringspaltsysteme) auszulegen, sowie den Redox-Sensor als Platinmetall-Meßkette mit
einem Bezugssystem mit großer Diaphragmenöffnung zu verwenden. Über den pH-Sensor
wird während der der Behandlung der pH-Wert konstant gehalten. Mit Hilfe des Redox-Sensors werden durch Zugabe von redoxpotentialausbildenden Chemikalien,
Metallionen bis in den Spurenbereich aus dem Schmutzwasser gefällt.
Der optischer Sensor (4c) detektiert die Lichtreflexionen aus der verunreinigten Lösung im sichtbaren Spektralbereich und kann sein Ausgangssignai aus 2 Spektraifarben und dem Grauwert bilden. Dabei können für die Grenzwerteinsteliung des optischen Sensors je nach verunreinigter Lösung die Farbveränderungen, der Grauwert oder das Summensignal verwendet werden.
Der optischer Sensor (4c) detektiert die Lichtreflexionen aus der verunreinigten Lösung im sichtbaren Spektralbereich und kann sein Ausgangssignai aus 2 Spektraifarben und dem Grauwert bilden. Dabei können für die Grenzwerteinsteliung des optischen Sensors je nach verunreinigter Lösung die Farbveränderungen, der Grauwert oder das Summensignal verwendet werden.
Die Lichtquelle für den optischen Sensor soll eine Weißlichtquelle sein. Weiterhin wird
vorgeschlagen, daß das ausgesandte, sowie das reflektierte Licht, durch ein Lichtleiterkabel gesendet werden. Außerdem wird vorgeschlagen, daß das in dem
Schmutzwasser eingetauchte Ende des Lichtleiterkabeis mit einer transparenten Umhüllung aus Glas oder durchsichtigen Kunststoff umgeben sein soll, um das Kabel
vor Korrosion zu schützen.
Für die Steuereinrichtung (6) des zeitrichtigen und sensorgeführten Ablauf der
Flockung wird eine Ausführung mit freieinstellbaren Zeitrelais/Timern vorgeschlagen.
Die gleichen Steuerfunktionen können auch als speicherprogrammierbare Steuerungsbausteine (SPS) ausgeführt sein.
Die Steuereinrichtung (6) steuert die Chemikalienzugaben über eine Pumpen-Intervall-Steuerung
(7), welche auf die Aktivierung der Fördereinheiten P1-P5 wirkt. Die Steuerung ist in der Ausführungsform der Erfindung so ausgestattet, daß sämtliche
Zudosierungen der Fördereinrichtungen 1-5 nicht nur automatisch, sondern auch über
manuelle Betätigung von Tastern erfolgen können.
Eine preisgünstige, sehr variable Ausführungsform der Fördereinrichtungen P1-P5
kann dadurch bereitgestellt werden, daß die Fördereinrichtungen als Druckluftmembranpumpen ausgeführt sind. Zur Feinregulierung werden diese jeweils
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Nr.96/8 Mei
über 2/3-Wege-Magnetventile in Intervallen über !mpuls-Pause-Geber der Pumpen-Intervall-Steuerung
(7) angesteuert. Die Aufgabe der 2/3-Wege-VentiIe (8) ist es, bei
Aktivierung der Fördereinheiten P1-P5 Druckluft für die Förderung freizugeben. Bei
Pause der Fördereinheiten P1-P5 werden die Membranen der Pumpen über die 2/3-Wege-Ventüe
belüftet und somit in Ausgangsstellung gebracht.
Die Chemikalien lagern in Gebinden C1-C5 und werden mit Hilfe der Fördereinrichtungen P1-P5 in das Schmutzwasser gebracht.
Die Fördereinrichtung (P1) dient zum Fördern von Chemikalien, zur pH-Werteinsteilung
der zu behandelten Lösung. Diese Chemikalien lagern in dem Gebinde (C1) und werden von dort aus angesaugt. Als Chemikaiien für die Fördereinrichtung (P 1) werden
je nach Anwendungsfall, Lösungen von alkalischen Neutralisationsmittel wie z.B. Natronlauge, Kalilauge oder saure Neutralisationsrnittel wie z.B. Salzsäure,
Schwefelsäure vorgeschlagen. Die Fördereinrichtung (P2) dient zum Fördern von Chemikalien, zur Minderung des Metailionengehalts durch Fällung in der zu
behandelden Lösung. Diese Chemikalien lagern in dem Gebinde (C2) und werden von dort aus angesaugt. Als Chemikalien für die Fördereinrichtung (P2) werden, je nach
Anwendungsfall, Lösungen von anorganischen oder organischen Schwefelverbindungen, Oxalate etc. vorgeschlagen. Die Fördereinrichtung (P3) dient
zum Fördern von Chemikalien, zur Flockung der Metallionenfällung. Diese Chemikalien
lagern in dem Gebinde (C3) und werden von dort aus angesaugt. Als Chemikalien für
die Fördereinrichtung (P3) werden, je nach Anwendungsfall, Lösungen von Acrylatverbindungen, Eisen-lll-chlorid, Aluminate, Aluminiumchlorid etc. vorgeschlagen.
Die Fördereinrichtung (P4) dient zum Fördern von Chemikalien zur Fällung von organischen Verunreinigungen. Diese Chemikalien lagern in dem Gebinde (C4) und
werden von dort aus angesaugt. Als Chemikalien für die Fördereinrichtung (P4) werden
je nach Anwendungsfall Lösungen von Eisen-lll-chlorid, Aiuminiumchlorid, Aluminate,
etc. vorgeschlagen. Die Fördereinrichtung (P5) dient zum Fördern von Chemikalien, zur
Flockung der gefällten organischen Verunreinigungen. Diese Chemikalien lagern in
dem Gebinde (C5) und werden von dort aus angesaugt. Ais Chemikalien für die
Fördereinrichtung (P5) werden, je nach Anwerdungsfall, Lösungen von Acrylatverbindungen etc. vorgeschlagen.
Für eine effektive Schmutzwasserbehandlung werden je nach Problemstellung,
mindestens 3 und maximal 5 Fördereinrichtungen benötugt.
Für den Schmutzwasserzulauf (12) und der Ablauf (13) werden Klappen oder
Kugelhähne vorgeschlagen.
Figur 2 zeigt eine Variante eines Verfahrens mit Einrichtung nach Figur 1. Durch eine
gleichzeitige Chemikalienverdünnung aus einer Wasserleitung (9) wird hier eine schnellere Reaktion der Chemikalien mit dem Schmutzwasser bewirkt. Dabei werden
2/2-Wege-Ventile (10) parallel zu der jeweilig aktiven Fördereinheiten (P1-P5) geöffnet
und das Wasser aus der Wasserleitung (9) mischt sich mit den betreffenden Chemikalien. Dadurch ergibt sich ein günstigerer Chemikalienverbrauch und auch eine
bessere Flockung. Der gewünschte Chemikalienverdünnungsgrad wird über die Handventile (11) eingestellt. Ein weiterer Vorteil dieser Variante ist, daß die
Konzentrationen der Chemikalien in den Gebinden (C1-C5) hochkonzentriert und die
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4 Nr.96/8 Mei
Gebinde dadurch platzsparend gehalten werden können.
Figur 3 zeigt den Signalverlauf des optischen Sensors mit und ohne Tariereinrichtung.
Der optische Sensor ändert sein Ausgangsignai (A) je nach Zustand und Art der
verschmutzten Lösung. Bei artgleichen Lösungen können sich Parailelverschiebungen
des Ausgangssignals (A) durch unterschiedliche Schmutzkonzentration ergeben. Eine
feste Grenzwerteinstellung zur Steuerung von Chemikalienzugaben ist hier nahezu aussichtslos und würde nur zu unbefriedigenden Fäilungsergebnissen führen. Ein
solcher Signalverlauf ist in Fig.3 (1) gestrichelt dargestellt. Wie man sieht, durchläuft
die Signalkurve nicht den eingestellten Grenzwert (A2). Dadurch ist eine fortlaufende
Überdosierung der Chemikalien gegeben. Durch die Verwendung einer elektronischen
Tariereinrichtung wird das Ausgangssignal des optischen Sensors so verändert, daß
bei artgleichen Lösungen eine einmalige Einstellung des Grenzwerts genügt und diese
Einsteilung auch für viele andere Schmutzwasser verwendet werden kann. Einen
typischen Sginalverlauf eines tarierten Ausgangssignals zeigt Fig.3 (2). Das optische
Signal wird solange (ti) auf einem O-Wert .(Al·) gehalten ( tariert ), bis diese
Tariereinrichtung von der Steuereinrichtung Fig.1 (6) freigegeben wird (t2). Von dem
tarierten O-Punkt ausgehend, durchläuft das Ausgangssignal des optischen Sensors
den voreingestellten Grenzwert des Verstärkers (A2), meistens im negativen Bereich
und beendet den Flockungsprozess (t3). Bei einigen Schmutzwässern kann es möglich
sein, daß ein optimales Flockungsergebnis nur durch Chemikaliennachdosierung der
Fördereinrichtungen P4 und P5 gegeben ist. Das Ende der Chemikalienzugaben wird hier durch (t4) für Fördereinrichtung P4 und durch (t5) für Fördereinrichtung P5
gekennzeichnet.
Figur 4 zeigt ein Diagramm zum zeitlichen Ablauf eines Verfahrens mit der
erfindungsgemäßen Einrichtung. Hier wird vorausgesetzt, daß sich verschmutzte Lösung im Rührbehälter Fig 1(1) bis zu einer Höhe befindet, daß die Sensoren Fig. 1 (4)
eintauchen. Außerdem wird vorausgesetzt, daß der Rührermotor Fig.1 (2)
angeschaltet ist und sich der Rührer Fig.1 (3) dreht.
Nach Einschalten der Steuerung dosiert die erste Fördereinrichtung Fig 1(P1) solange
eine Chemikalie zur pH-Werteinstellung in das Reaktionsgefäß Fig.1 (1) zu, bis der
1. Grenzwert (GW 1) der Sensoreinrichtung zum Erfassen des pH-Werts erreicht ist.
Während der gesamten Reinigungszeit Fig.4 (t17) ist die pH-Wertmessung aktiv und
steuert die Zugabe der Chemikalie durch die Fördereinrichtung Fig.1(P1). Bei vom
eingestellten Grenzwert abweichenden Werten wird nachdosiert. Bei Unterschreitung
eines 2. Grenzwerts (GW 2) werden die Fördereinrichtungen P2-P5 reversibel blockiert. Sollte die Unterschreitung eine vorwählbare Zeit (t18) andauern, wird ein
optisches und akustisches Alarmsignal ausgegeben.
Liegt der pH-Wert im gewünschten Bereich (GW 1), fördert die Fördereinrichtung Fig.1
(P2) eine Zeit Fig.4 (t10) eine Chemikalie für die Metaliionenfällung in das
Reaktionsgefäß bis diese die ihr möglichen Metallionen gefällt hat und einen leichten
Chemikalienüberschuß mit einem definierten Redoxpotential anzeigt. Die Chemikalie
der Fördereinrichtung Fig.1 (P2) wird solange zugegeben, bis der eingestellte Grenzwert Fig.4 (R) der Sensoreinrichtung zum Erfassen des Redox-Potentials erreicht
ist. Zeitgleich zur Fördereinrichtung P2 wird die Fördereinrichtung P3 betrieben Fig.4
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Nr.96/8Mei
(t11) und die gefällten Metalle mit der Chemikalie aus Gebinde C 3 geflockt. Da die
Umsetzung und die Durchmischung der Chemikalien eine bestimmte Zeit beansprucht,
wird nach einer einstellbaren Wartezeit Fig.4 (t12) nochmals der Istwert mit dem
Grenzwert des Redoxpotentials (R) geprüft. Bei zu starker Zehrung der Chemikalie C 2
wandert der Istwert wieder überhalb des eingestellten Grenzwerts und eine erneute
Dosierung der Chemikalien aus dem Gebinden C 2 und C 3 erfolgt über die Fördereinrichtungen P 2 und P 3. Dieser Vorgang wiederholt sich solange bis der
Grenzwert des Redoxpotentials langer als die Zeit (t12) unterschritten ist. Anschließend
werden zeitgleich die Chemikalien der Fördereinrichtungen P 4 für die Zeit Fig.4 (t14)
und P 5 für die Zeit Fig. (t15) aus den Gebinden C 4 und C 5 zugegeben. Nach Ablauf
der voreinstellbaren Zeit Fig.4 (t 13) erfolgt die Freigabe der Tariereinrichtung des
optischen Sensorsignals wie in Fig.2 (2) dargestellt. Die Förderung der Chemikalien der
Fördereinrichtung P 4 und P 5 werden unterbrochen, wenn der gesetzte Grenzwert Fig.3 (A 2) der optischen Sensoreinrichtung erreicht ist. Die Chemikalie aus dem
Gebinde C 4 dient zur Fällung von organischen Verunreinigungen, Phosphatfällung,
Blähschlammbekämpfung und Öl/Wassertrennung. Die Chemikalie aus dem Gebinde
C 5 dient zur Flockung der gefällten Verunreinigungen.
Nach Erreichen des Grenzwerts des Optischen Sensorsystems wird nach einer
voreinstellbaren Zeit (t 16) das Ende der Flockung optisch oder akustisch angezeigt
und die Mischvorrichtung Fig.1 (M) abgeschaltet.
Nach Beendigung des Fällungsvorgangs setzen sich die entstandenen Flocken
verhältnismäßig schnell auf den Boden des Reaktionsgefäßes Fig.1 (1) ab und werden
hier als Konzentrat abgelassen oder abgesaugt. Als Nachbehandlung erfolgt nun üblicherweise eine Filtration des Flockenkonzentrats und eine Einleitung der klaren
Lösung auf komunalen Wege. Der erhaltene Filterkuchen wird entsorgt.
In anderer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß die Chemikalien der
Fördereinrichtungen P2 und P3 auch nacheinander oder im Wechselintervall zudosiert
werden können.
In anderer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß die Chemikalien der
Fördereinrichtungen P4 und P5 nacheinander oder im Wechselintervall zudosiert
werden können. Dabei können die Chemikalien der Fördereinrichtung P4 und P5-nach
dem Erreichen des optischen Grenzwerts eine voreinstellbare Zeit nachdosiert werden.
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Claims (5)
1.Erfindungsgemäße Einrichtung zur Durchführung eines Verfahrens zur Reinigung von
Schmutzwasser, umfaßt
folgende Geräte:
- eine Sensoreinrichtung zum Erfassen des pH-Werts der zu behandelnden Lösung mit
2 einstellbaren Grenzwerten
- eine Sensoreinrichtung zum Erfassen des Redox-Potentials der zu behandelnden
Lösung mit einstellbaren Grenzwert
- eine Sensoreinrichtung zum Erfassen des optischen Zustands der zu behandelnden
Lösung mit einstellbaren Grenzwert und einer Tarier-Einrichtung für das anstehende
Signal
- eine Steuereinrichtung zur Steuerung der Chemikaiienzudosierungen nach zeitlicher
Vorgabe und/ oder nach Über- oder Unterschreitung der erfaßten Sensorsignale
2. Einrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dadurch gekennzeichnet,
daß der optische Sensor im Reflexlichtbetrieb im sichtbaren Lichtbereich arbeitet,
-seine Lichtquelle eine Weißlichtquelle ist,
-sein Ausgangssignal zur Grenzwerteinstellung aus Farbveränderungen oder der
Grauwertänderung auch als Summensignal gebildet wird,
-sein Ausgangssigna! über eine elektronische Tariereinrichtung auf einem O-Wert
gehalten werden kann und
ein Redox-Sensor über einen voreinstellbaren Grenzwert die Chemikalienzugabe für
eine Metallfällung regelt.
3. Einrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dadurch gekennzeichnet,
daß für die Steuereinrichtung des zeitrichtigen und sensorgeführten Ablaufs der
Fällung/ Flockung freieinstellbare Zeitrelais und !mpuls-Pause-Geber vorgesehen sind.
4. Einrichtung nach Anspruch 1,
patent, wpd
· · · C ■ * 41 ·
2 Nr.96/8 Mei
dadurch gekennzeichnet,
daß als Steuereinheit auch eine Speicherprogrammierbare Steuerung (SPS)
vorgesehen ist.
5. Einrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dadurch gekennzeichnet,
daß das ausgesandte und reflektierte Licht für den optischen Sensor durch ein
Lichtleiterkabel gesendet wird und daß das in die verschmutzte Lösung eintauchende
Ende des Lichtleiterkabels mit einer transparenten Umhüllung aus Glas oder Kunststoff
umgeben ist.
patent, wpd
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE29614866U DE29614866U1 (de) | 1996-08-27 | 1996-08-27 | Einrichtung zur Reinigung von Schmutzwasser |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE29614866U DE29614866U1 (de) | 1996-08-27 | 1996-08-27 | Einrichtung zur Reinigung von Schmutzwasser |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE29614866U1 true DE29614866U1 (de) | 1996-11-21 |
Family
ID=8028396
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE29614866U Expired - Lifetime DE29614866U1 (de) | 1996-08-27 | 1996-08-27 | Einrichtung zur Reinigung von Schmutzwasser |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE29614866U1 (de) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19754055C2 (de) * | 1997-12-05 | 2002-06-27 | Juergen Kampe | Dosiervorrichtung für Flüssigkeiten |
-
1996
- 1996-08-27 DE DE29614866U patent/DE29614866U1/de not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19754055C2 (de) * | 1997-12-05 | 2002-06-27 | Juergen Kampe | Dosiervorrichtung für Flüssigkeiten |
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