DE4315748A1

DE4315748A1 - Device and process for determining the sludge deposition volume component in an activated sludge-water mixture

Info

Publication number: DE4315748A1
Application number: DE19934315748
Authority: DE
Inventors: Friedrich Niederreiner
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1993-05-11
Filing date: 1993-05-11
Publication date: 1994-11-17
Anticipated expiration: 2013-05-12
Also published as: DE4315748C2

Abstract

A device for determining the sludge deposition volume component in an activated sludge-water mixture comprises, inter alia, a closed mixture supply container for the mixture, a water supply container for dilution water, an intermediate suction line which emanates from the mixture supply container, at least two intermediate suction lines each of which can be shut off by means of a shut-off valve and which emanate from the water supply container, a mixer part with a plurality of inputs, to which the intermediate suction lines are connected, and with one output which is connected to a piston rod-measuring cylinder unit with a detection device for a sludge level in the measuring cylinder. By means of operating a self-priming pump connected in a main return line, the mixture supply container can be filled or, optionally, the system can be rinsed with a corresponding setting of a three-way valve. The mixing ratio is optionally set by means of corresponding opening of the shut-off valves. Uniform mixing is carried out in the mixer part.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bestimmung des Schlammabsetzvolumenanteils in einem Belebtschlamm-Was sergemisch.The invention relates to a device for determining the Sludge sediment volume fraction in an activated sludge was mixed up.

Unter dem Schlammabsetzvolumenanteil, auch Schlammvolumenanteil genannt, versteht man gemäß der Deutschen Industrienorm DIN 38414 Teil 10 den Anteil des Volumens den der belebte Schlamm eines Schlamm-Wassergemisches nach ungestörtem Absetzen innerhalb einer vorbestimmten Zeit (30 Minuten) einnimmt. Es sind Geräte zur selbsttätigen Ermittlung des Schlammvolumenanteils entwickelt worden (so z. B. Staiger Mohilo, D-7060 Schorndorf: Meßsystem 7800 SVA zur Erfas sung von Schlammvolumen). Dieses Meßsystem kann zur kontinuierlichen Ermittlung des Schlammabsetzvolumens unmittelbar an einer Abwasserreinigungsanlage eingesetzt werden. Die sich ergebenden Meßwerte können zur Betriebs regelung der Abwasserreinigungsanlage eingesetzt werden.Under the sludge settling volume share, too Sludge volume fraction called, is understood according to the German industrial standard DIN 38414 part 10 the share of Volume that the animated mud one Sludge-water mixture after undisturbed settling within a predetermined time (30 minutes). They are devices for the automatic determination of the Sludge volume share has been developed (e.g. Staiger Mohilo, D-7060 Schorndorf: 7800 SVA measuring system for recording of sludge volume). This measuring system can continuous determination of sludge settling volume used directly at a wastewater treatment plant become. The resulting measured values can be used for operation control of the wastewater treatment plant.

Bei hohen Schlammvolumenanteilen (< 250 ml/l) kann der Absetzvorgang durch die Gefäßwandung und durch die gegen seitige Behinderung der einzelnen Flocken gestört werden. Entsprechend der genannten DIN-Norm wird daher vorge schrieben, bei zu hohen Schlammvolumenanteilen eine schrittweise Verdünnung vorzunehmen, und zwar in vorgege benen Volumenverhältnissen von 1 : 1, 1 : 2 und 1 : 3.With high sludge volume fractions (<250 ml / l) the Settling process through the vessel wall and through against side disability of the individual flakes can be disturbed. In accordance with the DIN standard mentioned, it is therefore preferred wrote, if the sludge volume was too high, gradual dilution, namely in vorege volume ratios of 1: 1, 1: 2 and 1: 3.

Im Prospekt 7800/01, 07/92, Staiger-Mohilo, wird eine Anordnung vorgeschlagen, bei der über eine in einer Rückführhauptleitung angeordnete Pumpe das Belebt schlamm-Wassergemisch angesaugt und so durch das ganze System geführt wird, um dieses mit frischem Meßgut zu füllen. Nach Ablauf dieser Spülzeit stoppt die Pumpe. Eine Kolbenstange einer Kolbenstange-Meßzylindereinheit als Teil der eigentlich Detektionseinrichtung für den Schlammpegel fährt nach unten und saugt über eine an das Belebungsbecken direkt angeschlossene Ansaugleitung Meßgut in den Meßzylinder. Eine Schlammabsetzpegelmeßeinrichtung folgt der Trennzone zwischen Klarzone und Dunkelzone, um so den Schlammabsetzvolumenanteil zu bestimmen. Eine Prozeßwasseranschlußleitung für unter Druck stehendes Prozeßwasser mit in die Leitung eingeschaltetem Druckre duzierventil, mündet in die genannte Ansaugleitung zwi schen Belebungsbecken und Meßzylinder. Durch Einstellen des Druckreduzierventils soll ein gewünschtes Verdün nungsverhältnis einstellbar sein. Problematisch ist hieran, daß das tatsächliche Verdünnungsverhältnis im Meßzylinder von einer Reihe von Größen abhängig ist, die sich während des Betriebs unter Umständen ändern können. So ist das tatsächliche Verdünnungsverhältnis von der Geschwindigkeit abhängig, mit der der Kolben nach unten gefahren wird. Eine exakte Einstellung verschiedener vorgegebener Wasserdruckwerte mit Hilfe des Druckredu zierventils, ggf. bei schwankendem Prozeßwasserdruck, ist in vielen Fällen nicht immer gewährleistet. Eine einfache optische Überprüfung des gewünschten Mischungsverhältnis ses ist nicht möglich.In brochure 7800/01, 07/92, Staiger-Mohilo, one Proposed arrangement in which one in one Return main arranged pump that animates mud-water mixture sucked in and so through the whole System is led to this with fresh material to be measured to fill. The pump stops after this flushing time. A Piston rod of a piston rod measuring cylinder unit as Part of the actual detection device for the Mud level goes down and sucks over one at that Aeration tank directly connected to the suction pipe in the measuring cylinder. A sludge settling level measuring device follows the separation zone between the clear zone and the dark zone so to determine the sludge settling volume fraction. A Process water connection line for pressurized Process water with pressure switched on in the line Duzierventil, opens into the intake pipe between aeration tanks and measuring cylinders. By setting the pressure reducing valve should have a desired dilution ratio can be adjustable. Is problematic that the actual dilution ratio in Measuring cylinder is dependent on a number of sizes that may change during operation. So the actual dilution ratio is from the Speed dependent at which the piston is down is driven. An exact setting of different predefined water pressure values with the help of pressure reduction ornamental valve, possibly with fluctuating process water pressure in many cases not always guaranteed. An easy one optical check of the desired mixing ratio it is not possible.

Eine einfache optische Nachprüfbarkeit des jeweils einge stellten Verdünnungsverhältnisses ist bei einer weiteren bekannten Vorrichtung zur Bestimmung des Schlammabsetzvo lumenanteils gegeben (Norbert Bäuml, BTG-Anlagentechnik GmbH "Automatische Bestimmung von Schlammvolumen und Schlammindex" - Beitrag zur 6. BTG-Abwasser- und Schlamm behandlungstagung am 21./22.9.1990 in Oberwiesenthal). Es sind hier zwei Meßbehälter vorgesehen, einer für Verdün nungswasser und der andere für das Gemisch. Beide Meßbe hälter sind mit einem höheneinstellbaren Überlauf verse hen, so daß gewünschte Verdünnungsverhältnisse feinstufig eingestellt werden können. Die Befüllung des Wasser-Meßbe hälters erfolgt durch Zuführen von Wasser, beispielsweise aus einer Druckwasserleitung, im Überschuß. Dementspre chend wird aus einem oberhalb des Gemisch-Meßbehälters angeordneten Vorlagebehälter Schlammwassergemisch im Überschuß an den Gemisch-Meßbehälter abgegeben. Die Befüllung des Vorlagebehälters wiederum erfolgt über eine selbstansaugende Pumpe in einer Rückführhauptleitung, die über eine vom Belebungsbecken ausgehende Ansaugleitung Schlammwassergemisch durch den Vorlagebehälter zieht. Nach Befüllen der beiden Meßbehälter fährt der Kolben, der unterhalb der beiden Meßbehälter angeordneten Kolbenstange-Meßzylindereinheit nach unten zur entspre chenden Entleerung der beiden Meßbehälter über zwei von den beiden Meßbehältern ausgehende und sich vor dem Zylinder vereinigende Falleitungen.A simple optical verifiability of each one dilution ratio is at another known device for determining the Schlammabsetzvo lumen share given (Norbert Bäuml, BTG-Anlagentechnik GmbH "Automatic determination of sludge volume and Schlammindex "- Contribution to the 6th BTG sewage and sludge treatment conference on September 21/22, 1990 in Oberwiesenthal). It two measuring containers are provided here, one for dilution water and the other for the mixture. Both meas Containers are equipped with a height-adjustable overflow hen, so that the desired dilution ratios are fine can be adjusted. Filling the water measuring tank halters is done by adding water, for example from a pressurized water pipe, in excess. Dementia chend from one above the mixture measuring container arranged storage tank sludge water mixture in the Dispensed excess to the mixture measuring container. The The storage container in turn is filled via a self-priming pump in a return main which via an intake pipe from the aeration tank Sludge water mixture pulls through the storage tank. To Filling the two measuring containers moves the piston, the arranged below the two measuring containers Piston rod measuring cylinder unit downwards to correspond appropriate emptying of the two measuring containers over two of the two measuring containers outgoing and before the Down pipes connecting cylinders.

Nachteilig an dieser Anordnung ist, daß lediglich bei einem Mischungsverhältnis von 1 : 1 die Entleerung beider Dosierbehälter zur gleichen Zeit endet und somit eine gleichmäßige Durchmischung von Verdünnungswasser und Schlammwassergemisch erfolgt. Bei anderen Mischungsverhältnissen ist dies jedoch nicht der Fall. So ist bei einem Mischungsverhältnis von 1 : 3 bereits nach 1/3 der Einfüllzeit der gesamte Schlamm in den Meßzylinder eingefüllt, während anschließend lediglich Verdünnungswasser in den Meßzylinder gelangt und somit auf die bereits eingesaugte Materialmenge aufgeschichtet wird. Dies kann die Genauigkeit der Messung deutlich beeinträchtigen, da diese eine gleichmäßig durchmischte Ausgangsprobe voraussetzt. Nachteilig ist ferner, daß zur Veränderung des gewünschten Mischungsverhältnisses zwei aufeinander genau abgestimmte Verstelltätigkeiten vorgenommen werden müssen, nämlich die Anhebung des Überlaufs in einem der Meßbehälter mit entsprechender Absenkung des Überlaufs im anderen Meßbehälter. Nachteilig ist auch, daß die bekannte Anlage ziemlich hoch baut, da die Meßbehälter oberhalb der Kolbenstange-Zylindereinheit und der Vorlagebehälter oberhalb der Meßbehälter anzuordnen sind. Schließlich sind die Meßbehälter nach oben hin offen, um den Zugang zu den Überläufen zu ermöglichen. Der Einbau der gesamten Anordnung in einen geschlossenen Schrank ist daher nur beschränkt möglich.The disadvantage of this arrangement is that only a mixing ratio of 1: 1 the emptying of both Dosing tank ends at the same time and thus one uniform mixing of dilution water and Sludge water mixture takes place. With others Mixing ratios, however, are not the case. So is already after at a mixing ratio of 1: 3 1/3 of the filling time of the entire sludge in the measuring cylinder filled in, while subsequently only Dilution water gets into the measuring cylinder and thus on the amount of material already sucked in is piled up. This can clearly show the accuracy of the measurement affect, as this mixed evenly Initial sample assumes. Another disadvantage is that for Change the desired mixing ratio two precisely coordinated adjustment activities must be carried out, namely the increase of Overflow in one of the measuring containers with the corresponding Lowering the overflow in the other measuring container. Disadvantageous is also that the well-known plant builds quite high because the measuring container above the piston rod-cylinder unit and the storage container above the measuring container are to be arranged. Finally, the measuring containers are after open at the top to allow access to the overflows enable. The installation of the entire arrangement in one closed cabinet is therefore only possible to a limited extent.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Bestimmung des Schlammabsetzvolumenanteils in einem belebten Schlamm-Wasser-Gemisch bereitzustellen, die bei kompaktem Aufbau eine einfach durchzuführende Einstellung des gewünschten Verdünnungsgrads erlaubt und dabei eine gleichmäßige Durchmischung von Verdünnungswasser und Schlamm-Wasser-Gemisch sicherstellt.The invention has for its object a device for determining the sludge settling volume fraction in one to provide animated sludge-water mixture that at compact structure an easy to carry out setting of the desired degree of dilution and one uniform mixing of dilution water and Ensures mud-water mixture.

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merk malen des Anspruchs 1 gelöst. Zur stufenweisen Einstellung des gewünschten Verdünnungsverhältnisses ist lediglich ein entsprechendes Absperrventil in der jeweiligen Ansaugzwi schenleitung zwischen Wasservorlagebehälter und Mischteil zu betätigen. Bevorzugt sind drei vom Wasser-Vorlagebe hälter ausgehende Ansaugzwischenleitungen vorgesehen. Mit dieser Anordnung lassen sich die von der DIN-Norm 38414 Teil 10 geforderten Volumenverhältnisse 1 : 1, 1 : 2 und 1 : 3 durch Zuschalten jeweils einer weiteren Ansaug-Zwi schenleitung schnell und exakt einstellen. Die Mischung von Verdünnungswasser und Schlamm-Wasser-Gemisch erfolgt im Mischerteil, und zwar sowohl während der Spülphase durch Inbetriebnahme der selbstansaugenden Pumpe in der Rückführhauptleitung in der entsprechenden Stellung des 3-Wege-Ventils, als auch während des Ansaugvorgangs durch Herabfahren des Kolbens im Meßzylinder. Da der Kolben aktiv ansaugt, können die beiden Vorlagebehälter von der Kolbenstange-Meßzylindereinheit unabhängig räumlich angeordnet werden, also auch neben der Kolbenstange- Meßzylindereinheit oder unter ihr. Beide Vorlagebehälter können geschlossen ausgebildet sein. Zur anfänglichen Befüllung des Gemisch-Vorlagebehälters dient wiederum die selbstansaugende Pumpe in der entsprechenden Stellung des 3-Wege-Ventils. Da die Pumpe in der Rückführhauptleitung angeordnet ist, beeinträchtigt sie nicht die Konsistenz des belebten Schlamm-Wasser-Gemisches, wie dies bei einer Pumpe der Fall wäre, die im Materialfluß vom Belebungsbecken zum Zylinder angeordnet ist. Aus der Stellung der Absperrventile in den Ansaug-Zwischenleitungen läßt sich unmittelbar auf das eingestellte Verdünnungsverhältnis schließen. Da diese Absperrventile lediglich zwei Schaltstellungen, nämlich völlig geschlossen oder völlig geöffnet, aufweisen, ergeben sich auch stets genau reproduzierbare Ver dünnungsverhältnisse. Da beide Vorlagebehälter geschlossen sind, ist eine Kontamination der Umgebung, beispielsweise der übrigen, in einen Meßschrank eingebauten Baueinheiten der Vorrichtung, ausgeschlossen.This task is performed by a device with the Merk paint the claim 1 solved. For gradual adjustment the desired dilution ratio is only one corresponding shut-off valve in the respective intake pipe between the water storage tank and the mixing section to operate. Three of the water are preferred Intake intermediate pipes outgoing from the container are provided. With This arrangement can be used for the DIN standard 38414 Part 10 required volume ratios 1: 1, 1: 2 and 1: 3 by switching on another intake manifold Quickly and precisely adjust the hose line. The mixture dilution water and sludge-water mixture in the mixer section, both during the rinsing phase by commissioning the self-priming pump in the Return main in the appropriate position of the 3-way valve, as well as during the intake process Lowering the piston in the measuring cylinder. Because the piston actively sucking in, the two storage containers from the Piston rod measuring cylinder unit independent in space be arranged, i.e. also next to the piston rod Measuring cylinder unit or below it. Both storage containers can be closed. To the initial Filling the mixture storage container in turn serves the self-priming pump in the appropriate position of the 3-way valve. Because the pump is in the return main arranged, it does not affect the consistency of the activated sludge-water mixture, as is the case with a Pump would be the case in the material flow from Aeration tank is arranged to the cylinder. From the Position of the shut-off valves in the Intake intermediate lines can be directly on the close the set dilution ratio. This one Shutoff valves only two switch positions, namely fully closed or fully open, always reproducible ver swell ratios. Because both storage containers are closed is contamination of the environment, for example the remaining units built into a measuring cabinet the device, excluded.

Um eine Befüllung des Gemisch-Vorlagebehälters unabhängig vom Zustand der übrigen Anlage vornehmen zu können, werden die Maßnahmen des Anspruchs 2 vorgeschlagen. Das Befüllen des Gemisch-Vorlagebehälters durch entsprechendes Abpumpen mit Hilfe der selbstansaugenden Pumpe wird sowohl bei geschlossenem Absperrventil in der Ansaug-Zwischenleitung, als auch bei geschlossenem Absperrventil im Belüftungs auslaß vorgenommen. Beide Ventile werden anschließend geöffnet für die noch folgende kurzzeitige Spülung und den darauffolgenden Ansaugvorgang mit Hilfe des nach unten fahrenden Kolbens der Kolbenstange-Meßzylindereinheit.To fill the mixture storage tank independently of the condition of the rest of the facility proposed the measures of claim 2. The filling the mixture storage tank by pumping it out accordingly with the help of the self-priming pump, both shut-off valve in the intake intermediate line, as well as when the shut-off valve in the ventilation is closed outlet made. Both valves are then open for the following brief rinse and the subsequent suction process using the down moving piston of the piston rod measuring cylinder unit.

Die Absperrventile können Kugelhähne umfassen, die sich durch maximalen Öffnungsquerschnitt bei zuverlässiger Funktion auszeichnen. Die Absperrventile können handbetätigbar sein oder auch elektrisch oder pneumatisch. In letzterem Falle kommt eine Anlagensteuerung mittels einer elektronischen Steuereinrichtung in Frage, die die Absperrventile dementsprechend ansteuert.The shut-off valves can include ball valves that are through maximum opening cross-section with more reliable Award function. The shut-off valves can be manually operable or also electrically or pneumatically. In the latter case, a system control comes through an electronic control device in question, the Shut-off valves are controlled accordingly.

Im Anspruch 8 ist angegeben, wie die erfindungsgemäße Vorrichtung gemäß der Anweisung der DIN 38414 Teil 10 das Verdünnungsverhältnis solange schrittweise erhöht, bis der gemessene Schlammpegel einem vorgegebenen Grenzwert ist (beispielsweise entsprechend einem Schlammvolumen 250 ml/l).Claim 8 specifies how the invention Device according to the instructions of DIN 38414 part 10 das Dilution ratio increased gradually until the measured sludge level is a predetermined limit (for example corresponding to a sludge volume 250 ml / l).

Gemäß den Ansprüchen 9 und 10 kann die Zuführung des Verdünnungswassers über eine Förderpumpe in der Zuführ hauptleitung erfolgen, wobei der Vorlagebehälter wiederum mit einem einen Sollpegel festlegenden Überlauf versehen sein kann. Zur einfachen Steuerung der Förderpumpe wird gemäß Anspruch 11 vorgeschlagen, daß die Steuereinrichtung diese solange in Betrieb hält, wie auch die selbstansau gende Pumpe in der Rückführleitung in Betrieb ist.According to claims 9 and 10, the supply of Dilution water via a feed pump in the feed main line, with the storage container in turn provided with an overflow defining a target level can be. For easy control of the feed pump proposed according to claim 11 that the control device keeps it running as long as self-priming pump in the return line is in operation.

Aufgrund ihres kompakten Aufbaus mit geschlossenen Vorla gebehältern kann die Vorrichtung auch in ein Gehäuse, insbesondere einen Schrank, eingebaut werden. Der Schrank kann isoliert sein und/oder klimatisiert sein, um insbe sondere höhere Temperaturen zu vermeiden, die zu einer Nitrifizierung des Schlammes führen könnten.Due to their compact structure with closed supply the device can also be housed in a housing, especially a cupboard. The cupboard can be isolated and / or air-conditioned, in particular to avoid special higher temperatures that lead to a Nitrification of the sludge.

Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Bestimmung des Schlammabsetzvolumenanteils in einem Belebtschlamm- Wassergemisch entsprechend den Ansprüchen 14 und 15.The invention further relates to a method for determination of the sludge settling volume fraction in an activated sludge Water mixture according to claims 14 and 15.

Die Erfindung wird im folgenden an einem Ausführungsbei spiel anhand der Zeichnung erläutert.The invention is illustrated below in one embodiment game explained using the drawing.

Die einzige Figur zeigt eine vereinfachte Schemadarstel lung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Bestimmung des Schlammabsetzvolumenanteils in einem belebten Schlamm- Wasser-Gemisch.The only figure shows a simplified schematic representation development of the device according to the invention for determining the Sludge settling volume fraction in a busy sludge Water mixture.

Aufgrund ihrer kompakten Anordnung und Kontaminations freiheit, kann die insgesamt mit 10 bezeichnete Vorrich tung in einen Geräteschrank 12 eingebaut werden, der in der beigefügten Figur lediglich mit unterbrochener Umriß linie angedeutet ist. Due to their compact arrangement and freedom from contamination, the device designated overall with 10 can be installed in a device cabinet 12 , which is only indicated by an interrupted outline in the attached figure.

In den Schrank führen eine Ansaughauptleitung 14 für das Gemisch, die beispielsweise direkt an ein Belebungsbecken angeschlossen ist. Der Pegel des Belebungsbeckens ist in der Zeichnung mit 16 angegeben. In den Schrank 10 führt weiterhin eine Zuführhauptleitung 18 für Verdünnungs wasser, die an eine Prozeßwasserleitung angeschlossen sein kann oder an ein Nachklärbecken. Die Zuführhauptleitung 18 kann unter Wasserdruck stehen, wobei dann im Schrank 12 ein Absperrventil vorzusehen ist, ggf. mit Druckreduzierungs stufe. Alternativ kann in der Hauptleitung auch eine Pumpe vorgesehen sein, die in der Figur mit 20 bezeichnet ist. Diese Ansaugpumpe kann sich, wie dargestellt, innerhalb des Schranks 12 befinden oder auch als Tauchpumpe am Ansaugende der Zuführhauptleitung 18, beispielsweise im Nachklärbecken.A main suction line 14 for the mixture leads into the cabinet and is connected directly to an aeration tank, for example. The level of the aeration tank is indicated at 16 in the drawing. In the cabinet 10 leads a feed line 18 for dilution water, which can be connected to a process water line or to a secondary clarifier. The main feed line 18 can be under water pressure, in which case a shut-off valve is to be provided in the cabinet 12 , if necessary with a pressure reduction stage. Alternatively, a pump can be provided in the main line, which is designated 20 in the figure. As shown, this suction pump can be located inside the cabinet 12 or as a submersible pump at the suction end of the main feed line 18 , for example in the secondary settling tank.

Die Ansaug-Hauptleitung 14 endet in einem geschlossenen Gemisch-Vorlagebehälter 22 und die Zuführhauptleitung in einem Wasser-Vorlagebehälter 24. In beiden Behältern ist der Sollpegel mit 24a bzw. 22a bezeichnet.The main suction line 14 ends in a closed mixture storage tank 22 and the main feed pipe in a water storage tank 24 . In both containers, the target level is designated 24 a and 22 a.

Der Sollpegel 24a im Wasser-Vorlagebehälter 24 wird dadurch erzwungen, daß in dieser Höhe eine Überlaufleitung 26 aus dem Vorlagebehälter (24) herausgeführt ist. Dementsprechend wird beim Behälter 22 der Sollpegel 22a durch einen in der entsprechenden Höhe ausmündenden Absauganschluß 28 sichergestellt, über den beim Befüllen des Vorlagebehälters 22 ständig Material abgesaugt wird, wie im folgenden noch näher beschrieben werden wird. Neben der Überlaufleitung 26 wird aus dem Schrank 12 noch eine weitere Leitung herausgeführt, nämlich eine Rückführhauptleitung 30, die von einem 3-Wege-/ 2-Stellungs-Ventil 32 ausgeht und beispielsweise wiederum im Belebungsbecken endet. In die Rückführhauptleitung ist eine selbst ansaugende Pumpe 34 eingeschaltet. The desired level 24 a in the water storage container 24 is forced in that an overflow line 26 is led out of the storage container ( 24 ) at this height. Accordingly, the target level 22 a constantly material is drawn off via the during filling of the charging container 22, as will be described in more detail below in the container 22 is ensured by an opening into the suction port 28 corresponding height. In addition to the overflow line 26 , a further line is led out of the cabinet 12 , namely a main return line 30 , which starts from a 3-way / 2-position valve 32 and ends, for example, in the aeration tank. A self-priming pump 34 is switched on in the return main line.

Eine Schlamm-Absetzpegel-Meßeinrichtung 36 herkömmlichen Aufbaus (beispielsweise entsprechend Staiger-Mohilo 7800 SVA) ist in der Zeichnung mit unterbrochener Umrißlinie angedeutet und umfaßt eine Kolbenstange-Meßzylindereinheit 38 mit Meßzylinder 40 und Kolben 42 an einer durch einen Motor 46 auf und ab bewegbaren Kolbenstange 44. Eine Dektektionseinrichtung 48 folgt der Trennzone zwischen Klarzone und Dunkelzone (= abgesetzter Schlamm), und zwar auf optischem Wege beispielsweise mittels Lichtschranke.A sludge sedimentation level measuring device 36 of conventional construction (for example corresponding to Staiger-Mohilo 7800 SVA) is indicated in the drawing with a broken outline and comprises a piston rod measuring cylinder unit 38 with measuring cylinder 40 and piston 42 on a piston rod movable up and down by a motor 46 44 . A detection unit 48 follows the separation zone between the clear zone and the dark zone (= settled sludge), namely optically, for example by means of a light barrier.

Am oberen Ende des Meßzylinders (40) befindet sich ein Eingangsanschluß 40a sowie ein Ausgangsanschluß 40b. Der Eingangsanschluß 40a ist über eine erste Verbindungslei tung 48 mit einem Ausgang 50a eines Mischerteils 50 verbunden. Eine zweite Verbindungsleitung 52 verbindet den Ausgangsanschluß 40b mit einem ersten Eingangsanschluß 32a des 3-Wege-Ventils 32. Ein zweiter Eingangs-Anschluß 32b des 3-Wege-Ventils 32 ist über eine dritte Verbindungs leitung 54 mit dem bereits erwähnten Absauganschluß 28 des Gemisch-Vorlagebehälters 22 verbunden. An den einzigen Ausgangsanschluß 32c des 3-Wege-Ventils 32 ist die eben falls bereits erwähnte Rückführhauptleitung (30) angeschlossen.At the upper end of the measuring cylinder ( 40 ) there is an input connection 40 a and an output connection 40 b. The input terminal 40 a is connected via a first connecting line 48 to an output 50 a of a mixer part 50 . A second connecting line 52 connects the output port 40 b to a first input port 32 a of the 3-way valve 32 . A second input port 32 b of the 3-way valve 32 is connected via a third connecting line 54 to the aforementioned suction port 28 of the mixture storage container 22 . At the only output port 32 c of the 3-way valve 32 , the return main line ( 30 ), if already mentioned, is connected.

Das Mischerteil 50 steht mit dem Gemisch-Vorlagebehälter 22 über eine Ansaug-Zwischenleitung 60 in Verbindung, die zur weitgehenden Ausnutzung der eingefüllten Gemisch-Menge im Gemisch-Vorlagebehälter (22) knapp oberhalb des Behälterbodens endet. In die Ansaugzwischenleitung 60 ist ein Absperrventil 62 eingeschaltet, welches motorbetrieben sein kann. In den Mischer 50 münden ferner drei weitere Ansaug-Zwischenleitungen 64, 66 und 68, die jeweils in den Wasser-Vorlagebehälter 24 einmünden und dort ebenfalls knapp oberhalb des Behälterbodens enden. In jede der Leitungen 64, 66, 68 ist jeweils ein Absperrventil 70, 72, 74 eingeschaltet, die handbetrieben oder, bevorzugt, motorbetrieben zum Anschluß an eine in der Figur angedeu tete elektronische Steuereinrichtung 75 ausgebildet sind. The mixer part 50 is connected to the mixture storage container 22 via a suction intermediate line 60 , which ends for use to a large extent of the quantity of mixture filled in the mixture storage container ( 22 ) just above the bottom of the container. A shut-off valve 62 , which can be motor-operated, is switched into the intermediate suction line 60 . Three further suction intermediate lines 64, 66 and 68 also open into the mixer 50 , each of which opens into the water storage tank 24 and also ends there just above the tank bottom. In each of the lines 64 , 66 , 68 a shut-off valve 70 , 72 , 74 is switched on, which are designed to be operated manually or, preferably, motor-operated for connection to an electronic control device 75 indicated in the figure.

Zur wahlweisen Belüftung des ansonsten vollständig abge schlossenen Behälters 22 ist am Behälterdeckel 22b ein Belüftungsauslaß 76 vorgesehen mit elektrisch betätigbarem Absperrventil 78. Es kann sich hierbei, wie bei den Absperrventilen 62, 70, 72 und 74 auch um ein Kugelventil handeln, welches mittels entsprechenden Elektromotors betätigbar ist; es kommen auch anderweitig, z. B. pneuma tisch oder elektromagnetisch betätigbare, Ventile in Frage. Falls eine automatische Einstellung des jeweils gewünsch ten Verdünnungsgrades nicht unbedingt erforderlich ist, können die Absperrventile zumindest auch teilweise manuell betätigbare Ventile sein.For optional ventilation of the otherwise completely closed container 22 , a ventilation outlet 76 is provided on the container cover 22 b with an electrically operated shut-off valve 78 . As with the shut-off valves 62 , 70 , 72 and 74, this can also be a ball valve which can be actuated by means of a corresponding electric motor; it also come elsewhere, e.g. B. pneuma table or electromagnetically actuated, valves in question. If an automatic setting of the desired degree of dilution is not absolutely necessary, the shut-off valves can at least partially be manually operated valves.

Zum generellen Aufbau ist noch zu ergänzen, daß beide Vorlagebehälter 22 und 24 jeweils mit einem Ablaßanschluß 80, 82 versehen sind, um den gesamten Behälterinhalt im Bedarfsfalle, beispielsweise zur Reinigung der Anlage, ablassen zu können. Die Leitungen 80 und 82 sind demzu folge jeweils mit einem Absperrventil 80a bzw. 82a verse hen.In addition to the general structure, it should be added that both storage containers 22 and 24 are each provided with a drain connection 80 , 82 , so that the entire contents of the container can be drained if necessary, for example for cleaning the system. The lines 80 and 82 are consequently hen with a shut-off valve 80 a and 82 a verse.

Für den automatischen Meßbetrieb mittels der elektronischen Steuereinrichtung 75 sind die erwähnten Absperrventile 62, 70, 72, 74, 78, das 3-We ge-/2-Stellungs-Ventil 32, die Pumpen 34 und 20 sowie die Schlammabsetzpegel-Meßeinrichtung 36, insbesondere deren Motor 76 und die Detektionseinrichtung 48 mit der elek tronischen Steuereinrichtung 75 verbunden, und zwar über eine in der Zeichnung mit Strich-Punkt-Linien symbo lisierte elektrische Leitung. Falls das jeweilige Mischungsverhältnis manuell und nicht automatisch einge stellt werden soll, vereinfacht sich dementsprechend der elektrische Aufbau.For the automatic measuring operation by means of the electronic control device 75 , the mentioned shut-off valves 62 , 70 , 72 , 74 , 78 , the 3-way valve / 2-position valve 32 , the pumps 34 and 20 and the sludge settling level measuring device 36 are in particular whose motor 76 and the detection device 48 connected to the elec tronic control device 75 , via an electrical line symbo-symbolized in the drawing with dash-dot lines. If the respective mixing ratio is to be set manually and not automatically, the electrical structure is simplified accordingly.

Zur Beginn der Messung steht der Kolben 42 in seiner oberen Position. Das Absperrventil 62 (2/2-Wege-Kugelhahn ventil) und das Absperrventil 78 (= Belüfungsventil) sind geschlossen; das Ventil 32 (3-Wege-/2-Stellungen-Kugelhahn ventil) steht in der in der Figur angedeuteten Stellung A. In dieser Stellung ist lediglich der Eingang 32b mit dem Ausgang 32c verbunden; der Eingang 32a dagegen ist abge sperrt.At the start of the measurement, the piston 42 is in its upper position. The shut-off valve 62 (2/2-way ball valve) and the shut-off valve 78 (= ventilation valve) are closed; the valve 32 (3-way / 2-position ball valve) is in the position A indicated in the figure. In this position, only the input 32 b is connected to the output 32 c; the input 32 a, however, is blocked off.

Das gewünschte Verdünnungsverhältnis wird nun über die Absperrventile 70, 72, 74 (Kugelhähne) entweder manuell oder ggf. elektrisch eingestellt. Sind sämtliche Absperrventile 70, 72, 74 geschlossen, so ist das Verdünnungsverhältnis 1 : 0. Ist eines der Absperrventile 70, 72, 74 geöffnet, so beträgt das Verdünnungsverhältnis 1 : 1. Sind zwei oder drei der Absperrventile 70, 72, 74 geöffnet, so ist das Verdünnungsverhältnis 1 : 2 bzw. 1 : 3. Die Anzahl der geöffneten Absperrventile bestimmt also unmittelbar das Verdünnungsverhältnis.The desired dilution ratio is now set either manually or, if necessary, electrically using the shut-off valves 70 , 72 , 74 (ball valves). If all shut-off valves 70 , 72 , 74 are closed, the dilution ratio is 1: 0. If one of the shut-off valves 70 , 72 , 74 is open, the dilution ratio is 1: 1. If two or three of the shut-off valves 70 , 72 , 74 are open, the dilution ratio is 1: 2 or 1: 3. The number of shut-off valves open therefore directly determines the dilution ratio.

Nach dem Start der Messung saugt die Pumpe 34 Belebt schlamm in den Vorlagebehälter 22. Gleichzeitig wird die Pumpe 20 gestartet, um Verdünnungswasser aus der Nachklä rung in den Vorlagebehälter 24 zu pumpen. Steht Verdün nungswasser in einer Rohrleitung unter Druck zur Verfü gung, so wird statt der Pumpe ein Ventil angesteuert. Die beiden Pumpen 20 und 34 werden solange betrieben, bis beide Vorlagebehälter 22, 24 gefüllt sind und Überschußflüssigkeit über den Absaug-Anschluß 28 bzw. die Überlaufleitung 26 abgezogen wird.After the start of the measurement, the pump 34 sucks activated sludge into the storage container 22 . At the same time, the pump 20 is started to pump dilution water from the clarifier into the storage tank 24 . If dilution water is available in a pipe under pressure, a valve is activated instead of the pump. The two pumps 20 and 34 are operated until both storage containers 22 , 24 are filled and excess liquid is drawn off via the suction connection 28 or the overflow line 26 .

Nach einer dementsprechend festgelegten Zeit wird gleichzeitig durch Abschalten der Pumpen 20, 34 das Befüllen der Vorlagebehälter 22 und 24 unterbrochen. Das Absperrventil 62 sowie das Absperrventil 64 werden geöffnet und das Ventil 32 in die Stellung B umgeschaltet. In dieser Stellung ist der Eingang 32a mit dem Ausgang 32c verbunden, dagegen der Eingang 32b abgesperrt. Die Pumpe 34 wird erneut in Betrieb gesetzt und saugt in der Folge durch den einzigen Ausgang 50a des Mischerteils 50 sowohl Schlammwassergemisch aus dem Vorlagebehälter 22 an als auch, falls zumindest eines der geöffneten Absperr ventile 70, 72, 74 geöffnet ist, auch Verdünnungswasser aus dem Vorlagebehälter 24. Das Mischungsverhältnis ist, wie vorstehend beschrieben, durch die Anzahl der geöffneten Absperrventile 70, 72, 74 festgelegt. Die Durchmischung erfolgt im Mischerteil 50. Die Pumpe 34 wird solange betrieben, bis sichergestellt ist, daß Schlammwasser gemisch und Verdünnungswasser den Meßzylinder 40 im gewünschten Verdünnungsverhältnis erreicht haben (= Spülung des gesamten Systems mit Gemisch mit dem vorgege benen Mischungsverhältnis). Wird dann nach Abschalten der Pumpe 34 der Kolben 42 durch entsprechende Betätigung des Motors 46 nach unten gezogen, so saugt dieser die vorge schriebene Menge (1000 ml) des gewünschten Gemisches in den Meßzylinder 40. Anschließend erfolgt die eigentliche Messung. Die Lichtschranke der Detektionseinrichtung 48 ermittelt den Schlammpegel.After a correspondingly determined time, the filling of the storage containers 22 and 24 is interrupted at the same time by switching off the pumps 20 , 34 . The shut-off valve 62 and the shut-off valve 64 are opened and the valve 32 is switched to the B position. In this position, input 32 a is connected to output 32 c, while input 32 b is blocked. The pump 34 is started again and then sucks through the single outlet 50 a of the mixer part 50 both sludge water mixture from the storage tank 22 and, if at least one of the shut-off valves 70 , 72 , 74 is open, also dilution water the storage container 24 . The mixing ratio is, as described above, determined by the number of open shut-off valves 70 , 72 , 74 . The mixing takes place in the mixer part 50 . The pump 34 is operated until it is ensured that sludge water mixture and dilution water have reached the measuring cylinder 40 in the desired dilution ratio (= rinsing of the entire system with a mixture with the predetermined mixing ratio). Then, after switching off the pump 34, the piston 42 is pulled down by appropriate actuation of the motor 46 , so it sucks the prescribed amount (1000 ml) of the desired mixture into the measuring cylinder 40 . Then the actual measurement takes place. The light barrier of the detection device 48 determines the sludge level.

Nach Ablauf einer frei vorwählbaren Meßzeit (bei Belebt schlamm 30 Minuten) fährt der Kolben 42 nach oben; gleichzeitig wird die Pumpe 34 für kurze Zeit in Betrieb gesetzt, um den verbliebenen Rest zurück in das Belebungsbecken zu fördern. Das Absperrventil 76 wird geschlossen; das Ventil 32 wird in die Stellung A umge schaltet. Anschließend beginnt ein neuer Meßzyklus.After a freely selectable measuring time has elapsed (30 minutes in the case of activated sludge), the piston 42 moves upwards; at the same time the pump 34 is operated for a short time in order to convey the remaining rest back into the activation tank. The shut-off valve 76 is closed; the valve 32 is switched to the A position. Then a new measuring cycle begins.

Wenn, wie dargestellt, die Absperrventile 70, 72, 74 von der elektronischen Steuereinrichtung 75 fernbedienbar sind, kann das erforderliche Mischungsverhältnis auch selbsttä tig ermittelt werden. Die erste Messung wird beim Mi schungsverhältnis 1 : 0 durchgeführt. Ist der bei dieser Messung ermittelte Schlammpegel oberhalb eines vorgege benen Grenzwertes (entsprechend einem Schlammabsetzvolumen von mehr als 250 ml), so wird eine zweite Messung durch geführt mit Mischungsverhältnis 1 : 1. Ist auch hier der gemessene Schlammpegel zu hoch, so wird in einer weiteren Messung das Verdünnungsverhältnis auf 1 : 2 erhöht. Ist auch dies nicht ausreichend, so wird in einer weiteren Messung das Mischungsverhältnis auf 1 : 3 erhöht. Dieje nige Messung, bei der der Wert 250 ml/l erstmalig unter schritten wird, wird als eigentlicher Meßwert weiterverwertet.If, as shown, the shut-off valves 70 , 72 , 74 can be remote-controlled by the electronic control device 75 , the required mixing ratio can also be determined automatically. The first measurement is carried out at a mixing ratio of 1: 0. If the sludge level determined during this measurement is above a specified limit value (corresponding to a sludge settling volume of more than 250 ml), a second measurement is carried out with a mixing ratio of 1: 1. If the measured sludge level is too high here, another will be carried out Measurement increased the dilution ratio to 1: 2. If this is also not sufficient, the mixing ratio is increased to 1: 3 in a further measurement. The measurement at which the value falls below 250 ml / l for the first time is used as the actual measured value.

Bei der Erfindung ist lediglich eine einzige Pumpe 34 für die Schlammförderung und die Entlüftung des Systems bzw. Spülung des Systems erforderlich. Bei sämtlichen einstell baren Mischungsverhältnissen erhält man eine gleichmäßig intensive Mischung des Verdünnungswassers mit dem Schlamm-Wasser-Gemisch. Die Einrichtung zeichnet sich durch Kompaktheit, insbesondere geringe Bauhöhe, aus, da die Vorlagebehälter 22, 24 im Verhältnis zur Kolbenstange-Meßzylindereinheit 38 praktisch beliebig angeordnet werden können, da der herabfahrende Kolben in dem geschlossenen System die erforderliche Flüssigkeits menge aus dem Mischerteil 50 ansaugt. Die Flüssigkeits- und Schlammführung ist im wesentlichen geschlossen, was kontaminationsfreien, zuverlässigen Dauerbetrieb, auch bei Einbau in einen Schrank, sicherstellt. Durch entsprechende Schaltung des 3-Wege-Ventils kann mit ein und derselben Pumpe 34 wahlweise der Gemisch-Vorlagebehälter 22 gefüllt oder das System gespült werden. Das Mischungsverhältnis wird in einfacher Weise durch entsprechendes Öffnen der Absperrventile 70, 72, 74 eingestellt. Im Mischer 50 erfolgt eine gleichmäßige Durchmischung des Verdünnungswassers mit dem Schlamm-Wasser-Gemisch aus dem Belebungsbecken.In the invention, only a single pump 34 is required for the sludge conveying and venting of the system or flushing the system. With all adjustable mixing ratios, a uniformly intensive mixture of the dilution water with the sludge-water mixture is obtained. The device is characterized by compactness, in particular low overall height, since the storage containers 22 , 24 can be arranged practically arbitrarily in relation to the piston rod measuring cylinder unit 38 , since the descending piston in the closed system sucks the required amount of liquid from the mixer part 50 . The liquid and sludge flow is essentially closed, which ensures contamination-free, reliable continuous operation, even when installed in a cabinet. By appropriate switching of the 3-way valve, the mixture reservoir 22 can be filled with the same pump 34 or the system can be flushed. The mixing ratio is set in a simple manner by opening the shut-off valves 70 , 72 , 74 accordingly. In the mixer 50 there is a uniform mixing of the dilution water with the sludge-water mixture from the activation tank.

Claims

1. Device ( 10 ) for determining the sludge settling volume fraction in an activated sludge-water mixture, comprising

a) a main suction line ( 14 ) for the mixture,
b) a feed main line ( 18 ) for dilution water,
c) a closed mixture storage container ( 22 ) for the mixture, into which the main suction line ( 14 ) opens, and which is provided with a ventilation outlet ( 76 ) which can be shut off by means of a shut-off valve ( 78 ),
d) a water reservoir ( 24 ) for the dilution water, into which the feed main line ( 18 ) opens,
e) an intermediate suction line ( 60 ) starting from the mixture storage container ( 22 ),
f) at least two suction intermediate lines, each of which can be shut off by means of a shut-off valve ( 70 , 72 , 74 ) and originate from the water storage tank ( 24 ),
g) a mixer part ( 50 ) with a plurality of inputs to which the suction intermediate lines ( 60 , 64 , 66 , 68 , 78 ) are connected and with one output,
h) a first connecting line ( 48 ) starting from the mixer part ( 50 ),
i) a mud Absetzpegel measuring means (36) with a piston rod-Meßzylindereinheit (38) and a detection device for a mud level in the measuring cylinder (40) with a to the first connection line (48) input terminal connected (40 a) and an output terminal ( 40 b),
j) a second connecting line ( 52 ) starting from the output connection ( 40 b) of the measuring cylinder ( 40 ),
k) a third connecting line ( 54 ), which starts from a suction connection ( 28 ) which opens out in the region of a desired mixture level ( 22 a) of the mixture storage container ( 22 ),
l) a return main line ( 30 ) into which a self-priming pump ( 34 ) is switched on,
m) a three-way valve ( 32 ), the output connection ( 32 c) can be optionally connected to a first or a second input connection ( 32 a, 32 b), the first input connection ( 32 a) is connected to the second connecting line ( 52 ) , whose second input connection ( 32 b) is connected to the third connecting line ( 54 ), and from whose output connection ( 32 c) the return main line ( 30 ) starts.

2. Device according to claim 1, characterized in that the outgoing from the mixture storage container ( 22 ) suction intermediate line ( 60 ) by means of a shut-off valve ( 62 ) can be shut off.

3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the shut-off valves ( 60 , 62 , 70 , 72 , 74 ) comprise ball valves.

4. The device according to claim 1 or 2, characterized records that the shut-off valves are manually operable.

5. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the shut-off valves ( 62 , 70 , 72 , 74 , 78 ) can be actuated electrically or pneumatically.

6. The device according to claim 5, characterized in that at least some of the shut-off valves ( 62 , 70 , 72 , 74 , 78 ) can be controlled by means of an electronic control device ( 75 ).

7. Device according to one of the preceding claims, characterized in that three from the Wasservorlagebe container ( 24 ) outgoing suction intermediate lines ( 64 , 66 , 68 ) are provided.

8. Apparatus according to claim 6 or 7, characterized in that the control device ( 75 ) at the beginning of a determination of the sludge settling volume share all shut-off valves ( 70 , 72 , 74 ) of the suction intermediate pipes ( 64 , 66 ) emanating from the water storage tank ( 24 ) , 68 ) keeps closed to carry out a measurement without dilution water, that the control device, if in this first measurement the detection device ( 48 ) detects a sludge level in the measuring cylinder which exceeds a predetermined limit value (in particular 250 ml / l), a second measurement causes one of the shut-off valves ( 70 , 72 , 74 ) to dilute in a ratio of 1: 1,
that if, in the second measurement, the detection device ( 75 ) again detects a sludge level above the predetermined limit value, the control device ( 75 ) initiates a third measurement by opening a further shut-off valve ( 70 , 72 , 74 ) for dilution in the ratio 1 / 2, and that, even if in this third measurement the detection device ( 75 ) detects a sludge level which is above the limit value, the control device ( 75 ) causes a fourth measurement in which three shut-off valves ( 70 , 72 , 74 ) open are for dilution in a ratio of 1: 3.

9. Device according to one of the preceding claims, characterized in that a feed pump ( 20 ) is switched on in the feed main line for dilution water.

10. The device according to claim 9, characterized in that the water submission container with a one Setpoint-defining overflow is provided.

11. The device according to claim 9 or 10, characterized in that a control device ( 75 ) is provided which keeps the feed pump ( 20 ) in operation as long as the self-priming pump ( 34 ) in the return main line ( 30 ) in Operation is.

12. Device according to one of the preceding claims, characterized by a housing accommodating the device, in particular a cabinet ( 12 ).

13. The apparatus according to claim 12, characterized in that the cabinet ( 12 ) is insulated and / or air-conditioned.

14. A method for determining the sludge settling volume in part in an activated sludge-water mixture, comprising the following steps:

a) filling a to a main suction line (14) connected for the mixture outwardly closed abge mixture-storage container (22) by pumping out of the container (22),
b) filling a water reservoir ( 24 ) for dilution water,
c) Pumping off at an output connection ( 40 b) of a piston rod measuring cylinder unit ( 38 ) of a sludge settling level measuring device ( 36 ) for sucking in the mixture with a predetermined dilution from a connected to an input connection ( 40 a) of the piston rod measuring cylinder unit ( 38 ) Mixer part ( 50 ), the input connections of which are connected to a suction intermediate line ( 60 ) connected to the mixture storage tank ( 22 ) as well as to suction intermediate lines ( 64 , 66 , 68 ) that can be switched on according to the desired mixing ratio and originate from the water storage tank ( 24 ) ) are connected,
d) moving the piston rod ( 44 ) of the piston rod measuring cylinder unit ( 38 ) from an upper, retracted end position into a lower end position for simultaneous suction of the mixture with predetermined dilution from the mixer part,
e) Carrying out the measurement of the sludge level in the measuring cylinder ( 38 ) of the piston rod measuring cylinder unit ( 38 ).

15. The method according to claim 14, characterized in that when measuring a sludge level exceeding a predetermined limit value in step (e), the degree of dilution in the subsequent measurements as long as by connecting a further from the water storage container ( 24 ) starting suction intermediate line ( 64 , 66 , 68 ) until the limit is undershot.