DE3638023C2 - Anlage zur Behandlung industriellen Abwassers - Google Patents
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Description
Die Erfindung richtet sich auf eine Anlage zur Behand
lung industriellen Abwassers
gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Eine derartige Anlage ist aus DE 23 10 679 bekannt.
Bei der bekannten Anlage findet eine quasi-stationäre
Behandlung mit großvolumigen Vorratsbehältern statt.
Bei zahlreichen industriellen Bearbeitungsprozessen
fallen Abwässer an, welche in hohem Maße von einem
neutralen pH-Wert abweichen und allein schon deshalb
nicht in die Kanalisation eingeführt werden können.
Darüber hinaus enthalten derartige Abwässer häufig
giftige Schwermetallsalze, welche ebenfalls eine
unbehandelte Ableitung umöglich machen.
Dementsprechend sind Anlagen zur Behandlung industriel
ler Abwässer entwickelt worden, bei welchen der pH-Wert
gemessen und in Abhängigkeit hiervon Flüssigkeiten
zugegeben werden, welche das Abwasser neutralisieren
sollen. Bei diesen vorbekannten Anlagen erfolgt die
Zugabe und die anschließende Kontrollmessung in der
Regel in großen Behältern mit entsprechend langen
Verweilzeiten, so daß mit den vorbekannten Anlagen
allenfalls ein quasi-kontinuierlicher Betrieb erreicht
wird, wobei die entsprechenden Anlagen einerseits
relativ voluminös sind und andererseits die erzielbaren
Durchflußmengen vielen industriellen Anforderungen
nicht gerecht werden.
Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe
zugrunde, eine Anlage der eingangs genannten Art
derart auszugestalten, daß eine wirklich kontinuier
liche Behandlung mit hoher Durchflußrate unter Erzielung
einer Qualität des behandelten Wassers erreicht wird,
welche auch den steigenden Anforderungen gerecht
wird.
Diese Aufgabe wird gelöst gemäß dem kennzeichnenden Teil von Anspruch 1.
Durch diese rechnergesteuerte, überlagerte Regelung
wird eine so hohe Regelgeschwindigkeit erreicht,
daß die Einschaltung von Vorratsbehältern mit hoher
Verweildauer entbehrlich ist und dementsprechend
in einem wirklich kontinuierlichen Verfahren mit
hoher Durchflußrate gearbeitet werden kann.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen,
daß der zweiten Zugabeeinrichtung eine pH-Wert-Erfas
sungseinrichtung und eine über den Rechner gesteuerte
Zugabeeinrichtung für ein Flockungshilfsmittel nachge
schaltet sind.
Dementsprechend wird auch die Zugabe des Flockungs
hilfsmittels von der zentralen Recheneinrichtung
aus gesteuert, so daß auch in dieser Stufe eine hohe
Durchflußrate aufrechterhalten werden kann.
Vorteilhafterweise wird der pH-Meßwert der dritten
Erfassungseinrichtung über den Rechner in Form eines
weiteren überlagerten Regelkreises zur Voreinstellung
der vorgeschalteten Zugabeeinrichtungen herangezogen.
Es erweist sich als günstig, die Zugabeeinrichtungen
taktweise arbeiten zu lassen. Dabei wird die Zugabe
unter Aufrechterhaltung einer konstant hohen Taktfre
quenz durch Veränderung der Dosis pro Takt gesteuert.
Es wird also letztlich lediglich das Hubvolumen bei
jedem Zugabetakt verändert. Dies führt dazu, daß
große Regelschwankungen durch lange Zugabepausen
und entsprechend hohe Zugabedosen vermieden werden.
Bei einer erfindungsgemäßen Anlage, welche wenigstens
eine Förderpumpe zum Ansaugen des zu behandelnden
Abwassers aus einem vorgeschalteten Behälter umfaßt,
ist vorteilhafterweise vorgesehen, daß der Förderpumpe
ein Durchflußregelventil und eine Durchflußmeßeinrich
tung zur Einstellung einer konstanten Durchflußmenge
nachgeordnet sind. Hierdurch werden Fördermengenschwan
kungen der Pumpen kompensiert. Weiterhin wird ein
definierter Ausgangszustand für die Regelung geschaffen.
Nach einem weiteren Merkmal kann vor dem Durchflußre
gelventil eine in den Bereich des Behälterbodens
mündende Rückführleitung vorgesehen sein. Man macht
sich hierbei den vor dem Durchflußregelventil erfolgen
den Druckaufbau für die Rückleitung zunutze, wobei
durch das rückgeleitete Abwasser eine Durchwirbelung
des in dem Behälter befindlichen Abwassers erzielt
wird, so daß die Ablagerung von Sedimenten unterbunden
wird.
Die Meßelektroden in den pH-Wert-Erfassungseinrichtungen
sind relativ empfindlich und können unter den Einfluß
des unbehandelten Industrieabwassers leicht Schaden
erleiden, wenn sie der direkten Anströmung ausgesetzt
sind. Dementsprechend ist vorgesehen, daß die Meßelek
troden der pH-Wert-Erfassungseinrichtungen an der
Oberseite eines sich kegelförmig nach unten verjüngenden
Meßraumes angeordnet sind, wobei die Zuführleitung
an der Oberseite außen tangential in den Meßraum
einmündet und die Abführleitung an dem unteren Kegelende
weggeführt ist. Dementsprechend sind die im Zentrum,
im Bereich der Kegelachse angeordneten Elektroden
der direkten Anströmung durch das eintretende Wasser
nicht ausgesetzt.
Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfin
dung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung
eines bevorzugten Ausführungsbeispiels anhand der
Zeichnung. Dabei zeigen
Fig. 1 eine blockschaltbildartige Darstellung einer
erfindungsgemäßen Anlage,
Fig. 2 einen schematischen Schnitt durch eine erfindungs
gemäße pH-Wert-Erfassungseinrichtung und Zugabe
einrichtung und
Fig. 3 eine Fig. 2 entsprechende Draufsicht teilweise
geschnitten.
Eine in Fig. 1 dargestellte Anlage umfaßt einen Behäl
ter 1, in welchen das industrielle Abwasser eingespeist
wird. Im Ausführungsbeispiel wird die Behandlung
eines stark alkalischen, mit Metallsalzen verunreinig
ten, bei der spanenden Metallbehandlung anfallenden
Abwassers beschrieben.
Dem Behälter ist eine Niveaukontrolleinrichtung 2
zugeordnet, durch welche der Flüssigkeitsstand im
Behälter zwischen einem Minimalstand 3 und einem
Maximalstand 4 gehalten wird.
Zum Abpumpen des Abwassers 5 aus dem Behälter 1 dienen
zwei parallel zueinander angeordnete Druckluft-Membran
pumpen 6, 7, welche wechselweise arbeiten. Durch
das Vorsehen zweier derartiger Pumpen ist eine hohe
Betriebssicherheit gewährleistet.
Die Pumpen 6, 7 speisen das Abwasser in eine Zuführlei
tung 8 ein, welche in ein Durchflußregelventil 9
mündet, welchem eine Durchflußmeßeinrichtung 10 nachge
ordnet ist.
Vor dem Durchflußregelventil 9 zweigt eine Rückführlei
tung 11 ab, deren Durchfluß durch ein Handventil 12
so einstellbar ist, daß eine gute Durchwirbelung
sich eventuell am Boden des Behälters 1 ausbildender
Sedimente erreicht wird.
Durch das Durchflußregelventil 9 wird nach Maßgabe
der Durchflußmeßeinrichtung 10 bzw. nach Vorgabe
durch den Rechner R ein konstanter Durchfluß einge
stellt. In einer folgenden pH-Wert-Erfassungseinrichtung
(PHI) wird der pH-Wert des Wassers erfaßt und an
den Rechner ausgegeben. Entsprechend der Vorgabe
durch den Rechner wird in einer ersten Zugabeeinrich
tung 13 Flüssigkeit aus einem Vorratsbehälter 14
mit Rührwerk 15 über im einzelnen nicht dargestellte,
taktweise arbeitende Dosierpumpen zudosiert. Im Ausfüh
rungsbeispiel befindet sich in dem Behälter 14 Säure,
durch welche das ursprünglich stark alkalische Abwas
ser übersäuert wird, da nur bei einem sauer eingestell
ten Wasser eine Ausscheidung von Öl und Metallsalzen
möglich ist. Zu diesem Zweck wird in einer
Zugabeeinrichtung 16 Entgiftungsmittel aus einem
Vorratsbehälter 17 mit Rührwerk 18 rechnergesteuert
dosiert.
An die zweite Zugabeeinrichtung 16 schließt sich
eine kontinuierlich durchflossene Reaktionsleitung 19
an, welche bei einem Durchmesser von z. B. 15 mm z. B.
ca. 100 m lang ist. In dieser Reaktionsleitung 19
wird bei guter Durchwirbelung des zu behandelnden
Abwassers eine vollständige Reaktion erzielt.
Am Ausgang der Reaktionsleitung 19 ist eine weitere
pH-Wert-Erfassungseinrichtung PHII vorgesehen, welche
mit dem Rechner R verbunden ist. Über eine Zugabeein
richtung 20 wird nach Maßgabe des gemessenen pH-Wertes
eine neutralisierende Flüssigkeit, im Ausführungsbei
spiel Kalkmilch, aus einem Behälter 21 mit einer
Rühreinrichtung 22 zudosiert. Die zudosierte Kalkmilch
bewirkt neben einer Neutralisierung auch die Bindung
von Giftstoffen.
Hieran schließt sich eine weitere Reaktionsleitung 23
an, welche bei einem Durchmesser von z. B. ca. 20 mm
eine Länge von z. B. ca. 80 m aufweist.
Am Ende der Reaktionsleitung 23 erfolgt über eine
pH-Wert-Erfassungseinrichtung PHIII eine weitere
pH-Wertmessung, wobei der Meßwert dem Rechner R zuge
führt wird. Aus einem Vorratsbehälter 24 mit einer
Mischeinrichtung 25 wird über ebenfalls nicht dargestell
te Dosierpumpen rechnergesteuert ein organisches
Flockungshilfsmittel über eine Zugabeeinrichtung 26
zudosiert.
Es schließt sich eine weitere Reaktionsleitung 27
von z. B. ca. 25 mm Durchmesser und 60 m Länge an.
Diese mündet auf einem an sich bekannten Bandfilter 28.
Wenn aufgrund einer Anhäufung ausgeflockter Partikel
das Flüssigkeitsniveau an diesem Bandfilter 28 ansteigt,
wird dies über die Erfassungseinrichtungen 29 festge
stellt und das Filterband automatisch weitertranspor
tiert.
Das neutralisierte und von Feststoff-Partikeln befreite
Abwasser gelangt in einen Kontrollschacht 30, in
welchem zu Kontrollzwecken über eine weitere pH-Wert-Er
fassungseinrichtung PHIV der pH-Wert nochmals gemessen
wird. Das so behandelte Abwasser kann dann in die
Kanalisation abgeführt werden.
In Fig. 2 und 3 ist in zwei zueinander um 90° versetzten
Schnittdarstellungen der Aufbau der Zugabeeinrichtun
gen 13, 16, 20 und 26 dargestellt, welche jeweils
mit einer Erfassungseinrichtung für den pH-Wert PHI
bis III kombiniert sind.
Wie aus der Zeichnung ersichtlich mündet eine Zuleitung,
wie z. B. die Leitung 8 in einen Meßraum 31, der zylin
derförmig ausgebildet ist und an seiner Oberseite
mit einem Gewindeabschnitt 32 zum Aufsetzen der in
Fig. 2 und 3 nicht dargestellten pH-Wert-Erfassungsein
richtung versehen ist. Die Unterseite 33 des Meßraums 31
ist kegelförmig ausgebildet, wobei die Zuleitung
8 oberhalb des kegelförmigen Bereichs (vgl. Fig. 2)
tangential (vgl. Fig. 3) mündet.
Die Ableitung 34 zweigt zentral am Boden der kegelför
migen Unterseite 33 des Meßraums 31 ab. Hierdurch
wird vermieden, daß die empfindlichen Elektroden
der pH-Wert-Erfassungseinrichtung direkt durch das
durch die Leitung 8 einströmende Abwasser angeströmt
werden, d. h. eine übermäße Korrosion wird verhindert.
Die Zugabe der jeweils zuzugebenden Lösungen erfolgt
über Zugabeleitung 35, 36 und 37, welche stromaufwärts
angeordnet sind, und welche in einen sich erweiternden
Abschnitt 38 der Ableitung 34 einmünden. Zur Herstellung
von Verbindungen zu den Leitungen 35, 36 und 37 und
zu dem Leitungsabschnitt 38 bzw. zum Anschluß der
Zuleitung 8 sind Gewindeanschlüsse 39 vorgesehen.
Claims (7)
1. Anlage zur Behandlung industriellen Abwassers, wobei eine erste
pH-Wert-Erfassungseinrichtung (PHI) mit einer Recheneinrichtung (R)
verbunden ist, die in Abhängigkeit von dem erfaßten pH-Wert eine erste
Zugabeeinrichtung (13) für neutralisierende Flüssigkeiten ansteuert, und
daß stromabwärts eine zweite pH-Wert-Erfassungseinrichtung (PHII) ange
ordnet ist, deren Ausgang mit der Recheneinrichtung (R) verbunden ist,
wobei die Recheneinrichtung (R) in Abhängigkeit von diesem zweiten
pH-Meßwert eine zweite, stromabwärts gelegene Zugabeein
richtung (20) für neutralisierende Flüssigkeiten ansteuert, dadurch ge
kennzeichnet, daß zwischen der ersten Zugabeeinrichtung (13) und der
zweiten Zugabeeinrichtung (20) eine Reaktionsleitung (19) angeordnet ist,
deren Länge in der Größenanordnung von 100 m liegt.
2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der ersten Zu
gabeeinrichtung (13) eine über den Rechner (R) gesteuerte Zugabeeinrich
tung (26) für ein Flockungshilfsmittel nachgeordnet ist.
3. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Zugabeeinrichtung (13, 16, 20, 26) taktweise arbeiten.
4. Anlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugabe
unter Aufrechterhaltung einer konstant hohen Taktfrequenz durch Verände
rung der Dosis pro Takt gesteuert wird.
5. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß wenigstens eine Förderpumpe zum Ansaugen des zu behandelnden
Abwassers aus einem vorgeschalteten Behälter vorgesehen ist, wobei der
Förderpumpe (6, 7) ein Durchflußregelventil (9) und eine Durchfluß
meßeinrichtung (10) zur Einstellung einer konstanten Durchflußmenge
nachgeordnet ist.
6. Anlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß vor dem Durchflußregelventil (9) eine in den
Bereich des Bodens des Behälters (1) mündende Rückför
derleitung (11) abzweigt.
7. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß die pH-Wert-Erfassungseinrichtun
gen (PH) an der Oberseite eines sich kegelförmig
nach unten verjüngenden Meßraumes (31) angeordnet
sind, wobei die Zuführleitung (8) an der Oberseite
außen tangential einmündet und die Abführleitung
(34) an dem unteren Kegelende weggeführt wird.
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