DE4438077A1

DE4438077A1 - Computerised oxygen measurement system for activated sludge plant

Info

Publication number: DE4438077A1
Application number: DE19944438077
Authority: DE
Inventors: Werner Marzluf
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1994-10-25
Filing date: 1994-10-25
Publication date: 1996-05-02

Abstract

The device determines dissolved oxygen in activated sludge tanks (1) in a waste water treatment plant. The immersed oxygen sensor (2) reads the oxygen concn. via a signal converter. The unit comprises a sensor data store (3) holding operational parameters of the oxygen sensor (2) and adaptive memory (4) collecting values from operational experience. The logical decision processor (5), compares data from the data store (3) with the sensor actual measured value, or with adaptive memory (4) data, to enable a decision concerning future operation of the oxygen sensor (2). In the plausibility processor (6) the same comparisons are made, checking the operational state of the sensor (2) and/or the activated sludge tank (1). Also claimed is a process for use of the device.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Sauerstoff- Messung für die Bestimmung des Gehaltes an gelöstem Sau erstoff in Belebungsbecken von Kläranlagen mit einem in der Flüssigkeit des Belebungsbeckens angeordneten Sauer stoffsensor und einem an den Sauerstoffsensor angeschlos senen Meßwertumformer, mittels dessen aus der Sensormeß größe der Meßwert des Sauerstoffgehaltes gebildet wird, und ein entsprechendes Verfahren.The invention relates to a device for oxygen Measurement for determining the content of dissolved sow material in aeration tanks of sewage treatment plants with an in of the liquid in the activated sludge tank fabric sensor and one connected to the oxygen sensor sen transducer, by means of which from the sensor measurement the measured value of the oxygen content is formed, and a corresponding procedure.

Der Bestimmung des Sauerstoffgehaltes in Belebungsbecken von Kläranlagen kommt eine immer größer werdende Bedeu tung zu. Die biologische Reinigungsstufe ist diejenige Komponente einer Kläranlage, die mit Abstand den größten Energieverbrauch aufweist. Bereits bei Kläranlagen mitt lerer Größe kann der Energiebedarf für Turbo-Verdichter, Gebläse, Oberflächenbelüfter oder andere Sauerstoff-Ein tragsysteme bei mehreren 100 kW liegen. Zur Sicherstel lung einer ausreichend guten Reinigungsleistung ist die Zufuhr des erforderlichen Sauerstoffs von wesentlicher Bedeutung. Der Konzentrationsbereich, der günstige Le bensbedingungen für die Mikroorganismen und einen wirt schaftlichen Betrieb garantiert, liegt je nach Belastung im allgemeinen zwischen 0,5 und 2 mg O₂/l. Da der Abwas serzufluß und die Konzentration der abbaubaren Abwasser inhaltsstoffe oft erheblichen Schwankungen unterliegen, ändert sich damit auch der Sauerstoffbedarf der Mikroor ganismen. Ein bestimmter Konzentrationsbereich kann aber nur dann eingehalten werden, wenn die Sauerstoffzufuhr dem Bedarf angepaßt wird.The determination of the oxygen content in aeration tanks wastewater treatment plants are becoming increasingly important tion to. The biological cleaning stage is the one Component of a wastewater treatment plant that is by far the largest Has energy consumption. Already at wastewater treatment plants The energy requirement for turbo compressors, Blower, surface aerator or other oxygen in support systems are several 100 kW. To be sure is a sufficiently good cleaning performance Essential oxygen supply essential Meaning. The concentration range, the cheap Le conditions for the microorganisms and a host guaranteed operation depends on the load generally between 0.5 and 2 mg O₂ / l. Because the waste inflow and the concentration of degradable wastewater ingredients are often subject to considerable fluctuations, this also changes the oxygen demand of the Mikroor mechanisms. A certain concentration range can only be observed when the oxygen supply is adapted to the needs.

Auf den meisten Anlagen wird die Steuerung bzw. Regelung der Belüftung von Hand vorgenommen. Durch den Einsatz selbsttätiger Regel- und Steuereinrichtungen kann der an gestrebte Bereich der Sauerstoffkonzentration besser ein gehalten werden. Da bei den üblichen Belebungsanlagen zwei Drittel des Energieverbrauchs und bei Anlagen zur Nitrifikation sogar bis zu 90% für die Sauerstoffzufuhr erforderlich sind, besteht hierbei ein großes Potential zur Einsparung an Energie. Es ist ferner zu beachten, daß sich die Mindestzufuhrleistung nicht nur nach dem erfor derlichen Sauerstoffgehalt, sondern auch nach der Umwälz leistung richtet, die für die Aufrechterhaltung der Sus pension zwischen Abwasser und belebtem Schlamm erforder lich ist.On most systems, the control or regulation ventilation by hand. Because of the engagement automatic regulation and control devices can desired range of oxygen concentration better being held. As with the usual aeration systems two thirds of energy consumption and in systems for Nitrification even up to 90% for the oxygen supply there is great potential to save energy. It should also be noted that the minimum feed rate does not only depend on the required oxygen content, but also after circulation performance aimed for the maintenance of sus pension between wastewater and activated sludge required is.

Der Sauerstoffmeßtechnik in Kläranlagen kommt daher eine wesentliche Bedeutung zu. Die bisher bekannten Meßsysteme erfüllen im Hinblick auf Verfügbarkeit, Zuverlässigkeit und Meßgenauigkeit nicht die Erfordernisse, die an hoch entwickelte speicherprogammierbare Steuerungs- und Regel systeme gestellt werden. Hinzukommt, daß die bekannten Sauerstoff-Meßsysteme in Kläranlagen häufig sehr war tungsintensiv sind. The oxygen measurement technology in sewage treatment plants therefore comes one essential importance. The previously known measuring systems meet in terms of availability, reliability and measurement accuracy does not meet the requirements of high developed programmable logic control and regulation systems. In addition, the well-known Oxygen measuring systems in wastewater treatment plants were often very are intensive.

Zur Messung des gelösten Sauerstoffs im Belebungsbecken werden nach dem Stand der Technik einfache Sauerstoffmeß anlagen eingesetzt. Diese weisen einen Sauerstoffsensor auf, dessen Sensormeßgröße von dem Sauerstoffgehalt ab hängig ist. Aus der Sensormeßgröße wird mittels eines an geschlossenen Meßwertumformers der Meßwert des Sauer stoffgehaltes gebildet. Dabei wird unter Meßwert nicht ausschließlich die unmittelbare Anzeige des Sauerstoffge haltes verstanden- sondern der Meßwert kann auch ein elektrisches Signal sein, das in einem bestimmten funk tionalen Zusammenhang zu dem Sauerstoffgehalt steht. Es werden dabei sowohl Membranelektroden als auch offene Meßzellen eingesetzt, wobei die letzteren sich wegen der Verschmutzung oder der Abhängigkeiten von Abwasserin haltsstoffen als nachteiliger erwiesen haben. Der Meßbe reich der Sauerstoffsensoren liegt in der Regel im Be reich von 0 bis 20 mg O₂/l und kann eine Genauigkeit von 1% erreichen. Die Sauerstoffmessung kann in regelmäßigen oder unregelmäßigen Abständen oder kontinuierlich erfol gen.For measuring the dissolved oxygen in the aeration tank are simple oxygen measurements according to the prior art systems used. These have an oxygen sensor on whose sensor measurement variable depends on the oxygen content is pending. The sensor measured variable is turned on by means of an closed transducer the measured value of the Sauer substance content formed. This does not include the measured value only the immediate display of the oxygen level just understood - but the measured value can also be a electrical signal that is in a certain funk is related to the oxygen content. It both membrane electrodes and open ones Measuring cells used, the latter because of the Pollution or dependency on wastewater have proven to be disadvantageous. The Meßbe The range of oxygen sensors is usually in the range ranges from 0 to 20 mg O₂ / l and can have an accuracy of Reach 1%. The oxygen measurement can be done regularly or irregular intervals or continuously gene.

Aufgrund der Besonderheiten im Belebtschlamm, insbeson dere der hohen Verschmutzung des Sauerstoffsensors, füh ren diese bekannten Sauerstoff-Meßsysteme bei Langzeitbe trieb durch Verschmutzung und Alterung des Elektrodensy stemes sowie oft mangelnder, ungenügender oder fehlerhaf ter Wartung oder Reinigung oder aufgrund von zu spätem Elektroden-Wechsel zu falschen Meßergebnissen. Dies hat in der Regel einen schlechten Wirkungsgrad der biologi schen Reinigungsstufe und einen unnötig hohen Energiebe darf zur Folge. Die Wartung der Sauerstoffsensoren umfaßt beispielsweise den Austausch der Membran oder des Elek trolyten und erfolgt in Zeitabständen von ca. einem Monat bis sechs Monaten, wobei der jeweilige Wartungsabstand und -aufwand von den Einsatzbedingungen abhängig ist. Für die Durchführung von Wartungs- oder Reinigungsarbeiten sollte der Sauerstoffsensor leicht zugänglich und ser vicefreundlich sein. Bei dem bisher bekannten Sauerstoff- Meßsystemen sind die Wartung und Reinigung jedoch um ständliche und zeitraubende Tätigkeiten.Because of the peculiarities in the activated sludge, in particular high pollution of the oxygen sensor ren these known oxygen measuring systems at Langzeitbe driven by pollution and aging of the electrode system stemes as well as often lacking, insufficient or faulty maintenance or cleaning or due to late Electrode change to incorrect measurement results. this has usually a poor efficiency of the biologi cleaning stage and an unnecessarily high energy consumption may result. The maintenance of the oxygen sensors includes for example the exchange of the membrane or the elec trolytes and occurs at intervals of approximately one month up to six months, with the respective maintenance interval the amount and effort depends on the operating conditions. For performing maintenance or cleaning work the oxygen sensor should be easily accessible and ser be vicrefriendly. With the previously known oxygen Measuring systems are maintenance and cleaning around constant and time-consuming activities.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Sau erstoff-Meßsystem zu schaffen, das hinsichtlich Verfüg barkeit, Zuverlässigkeit und Meßgenauigkeit vorteilhafter ist und für die Steuerung, Regelung und computerielle Überwachung, insbesondere bei Prozeßrechner-Steuerungen, zur Bestimmung weniger fehlerbehafteter Meßwerte verwend bar ist und auf diese Weise eine wirtschaftlichere Be triebsweise von Belebungsbecken durch Einsparung von En ergie unter gleichzeitiger Gewährleistung eines guten Wirkungsgrades des biologischen Reinigungsprozesses er möglicht. Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung soll ferner die Wartung und Reinigung vereinfacht und damit die langfristige korrekte Bestimmung des Meßwertes er leichtert werden.The invention is therefore based on the task of a sow erstoff-measuring system to create that with regard to Av Availability, reliability and measuring accuracy more advantageous is and for control, regulation and computer Monitoring, especially in the case of process computer controls, used to determine less erroneous measurements is bar and in this way a more economical Be drive of aeration tanks by saving En energy while ensuring a good one Efficiency of the biological cleaning process possible. According to a further aspect of the invention furthermore, maintenance and cleaning are simplified and thus the long-term correct determination of the measured value be relieved.

Diese Aufgabe wird bei der eingangs genannten Vorrichtung bzw. dem eingangs genannten Verfahren durch die Kombina tion folgender Merkmale gelöst. Der Meßwertumformer weist einen Sensordatenspeicher, einen Lernspeicher, einen Ent scheidungsprozessor und einen Plausibilitätsprozessor auf. In dem Sensordatenspeicher sind Betriebsparameter des Sauerstoffsensors und in dem Lernspeicher bei dem Be trieb der Vorrichtung gesammelte Erfahrungswerte gespei chert. Der Entscheidungsprozessor fällt einen Entschei dungsprozeß durch, in dem die Daten des Sensordatenspei chers mit der aktuellen Sensormeßgröße, dem aktuellen Meßwert oder den Daten des Lernspeichers verglichen wer den und eine Entscheidung über den Betrieb des Sauer stoffsensors gefällt wird. Der Plausibilitätsprozessor führt einen Plausibilitätskontrollprozeß durch, in dem die Daten des Lernspeichers mit der aktuellen Sensormeß größe, dem aktuellen Meßwert oder den Daten des Sensorda tenspeichers verglichen werden und eine Kontrolle des ak tuellen Betriebszustandes des Sauerstoffsensors und/oder des Belebungsbeckens durchgeführt wird. In dem Plausibi litätskontrollprozeß kann der Sauerstoffsensor und/oder das Belebungsbecken auf Unregelmäßigkeiten überprüft wer den.This object is achieved with the device mentioned at the beginning or the procedure mentioned at the beginning by the Kombina tion of the following features solved. The transducer points a sensor data memory, a learning memory, a Ent divorce processor and a plausibility processor on. Operating parameters are in the sensor data memory of the oxygen sensor and in the learning memory at the loading drove accumulated empirical values to the device chert. The decision processor makes a decision process in which the data of the sensor data storage chers with the current sensor measurement, the current Measured value or the data of the learning memory who compared and a decision about the operation of the Sauer is felled. The plausibility processor carries out a plausibility control process in which the data of the learning memory with the current sensor measurement size, the current measured value or the data of the sensor be compared and a control of the ac current operating state of the oxygen sensor and / or of the aeration tank is carried out. In the plausibi lity control process can be the oxygen sensor and / or who checks the activation tank for irregularities the.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist somit einen Grad an künstlicher Intelligenz auf, die ihr gestattet, einen Lernprozeß durchzuführen und den aktuellen Betrieb auf grund der in dem Entscheidungsprozeß berücksichtigten Er fahrungswerte bzw. Betriebsgrundwerte optimal in Bezug auf die Betriebsbedingungen des Sauerstoffsensors und des Belebungsbeckens einzustellen bzw. Maßnahmen zu dessen Optimierung auszulösen. In dem Plausibilitätskontrollpro zeß kann überdies vorgesehen sein, daß bei sich ankündi genden oder bereite vorliegenden Störungen, die das System nicht selbsttätig beheben, ausregulieren oder kom pensieren kann, eine Warnmeldung erfolgt. Je nach Schwere der Störung kann die Warnmeldung dabei auch gestaffelte Stufen umfassen.The device according to the invention thus has a degree of artificial intelligence that you allow one Learn process and carry out current operations because of the Er considered in the decision-making process driving values or basic operating values optimally in relation on the operating conditions of the oxygen sensor and the Adjust aeration tank or take measures for it Trigger optimization. In the plausibility check pro zeß can also be provided that ankündi existing or ready existing faults that the Do not automatically fix, regulate or correct the system a warning message is issued. Depending on the severity the fault message can also be staggered Levels.

In dem Sensordatenspeicher können beispielsweise folgende Größen gespeichert sein. Die Sauerstoffsensorart, zum Beispiel offene oder geschlossene Bauart, der Sauerstoff sensortyp, zum Beispiel der jeweilige Hersteller und des sen Typnummer, die Elektrodenart, zum Beispiel Gra phit/Silber oder Gold/Silber, der Elektrodentyp, z. B. die Herstellerbaunummer, der Elektrodenmeßbereich, zum Bei spiel 0-20 mg O₂/l, die Elektrodengenauigkeit, die Elek trodenlebensdauer, Toleranzwerte, Elektrodenansprechver halten, der Temperatureinfluß auf die Sensormeßgröße, die Mindest-Anströmgeschwindigkeit, zum Beispiel 0,3 m/sec., das Ausgangsverhalten, zum Beispiel die Ausgangsstrom stärke, die Bürde, Kalibrationswerte oder Vergleichswer te. In dem Entscheidungsprozeß kann eine Entscheidung über eine oder mehrere der Zeitpunkte für die Durchfüh rung einer Wartung oder Reinigung, einer Neukalibrierung oder einen Austausch des Sauerstoffsensors gefällt und zur Anzeige gebracht oder automatisch ausgelöst werden. Die Anzeige kann dabei beispielsweise auch in der Weise erfolgen, daß die verbleibende Betriebsdauer bis zur Durchführung der entsprechenden Maßnahmen angezeigt wird, so daß der Betrieb des Belebungsbeckens bereits frühzei tig danach ausgerichtet werden kann. Die Wartung oder Reinigung kann sich insbesondere auf die Meßelektroden beziehen, die ebenso wie der Elektrolyt geschlossener Sauerstoffsensoren auch bedarfsgerecht ausgetauscht wer den müssen.For example, the following can be stored in the sensor data memory Sizes can be saved. The oxygen sensor type to Example open or closed type, the oxygen sensor type, for example the respective manufacturer and the Type number, the type of electrode, for example Gra phit / silver or gold / silver, the electrode type, e.g. B. the Manufacturer's construction number, the electrode measuring range, for the game 0-20 mg O₂ / l, the electrode accuracy, the elec electrode life, tolerance values, electrode response hold, the temperature influence on the sensor measurement, the Minimum flow velocity, for example 0.3 m / sec. the output behavior, for example the output current strength, the burden, calibration values or comparative value te. In the decision making process, a decision can be made about one or more of the times for the implementation maintenance or cleaning, recalibration or if the oxygen sensor is replaced and displayed or triggered automatically. The display can, for example, also in this way done that the remaining operating time until Implementation of the corresponding measures is displayed, so that the operation of the aeration tank early can be aligned accordingly. The maintenance or Cleaning can affect in particular the measuring electrodes relate to the closed just like the electrolyte Oxygen sensors can also be replaced as needed have to.

Weitere vorteilhafte Merkmale sind darin zu sehen, daß in dem Lernspeicher nach Tageszeiten und/oder Wochentagen geordnete Mittelwerte der Meßwerte gespeichert sind. Eine sinnvolle Ordnung besteht beispielsweise darin, daß für jeden Wochentag einer Woche sowie für jeder der 24 Stun den eines Tages ein Mittelwert des Meßwertes gespeichert ist. Zur Bildung zeitlicher Mittelwerte der Sensormeß größe kann der Meßwertumformer vorteilhafterweise einen Mittelwertprozessor aufweisen. Ferner kann es vorteilhaft sein, wenn zur Bildung des Durchschnittes in dem Lern speicher gespeicherter Daten ein Durchschnittsrechner vorgesehen ist.Further advantageous features can be seen in the fact that in the learning memory according to times of day and / or days of the week ordered mean values of the measured values are stored. A sensible order is, for example, that for every weekday of a week as well as for each of the 24 hours one day a mean of the measured value is saved is. For averaging the sensor measurement over time The transducer can advantageously be a size Have mean processor. It can also be advantageous be when to average in the learning stored data an average calculator is provided.

Nach einem weiteren vorteilhaften Merkmal wird vorge schlagen, daß bei einer Betriebsstörung, insbesondere des Sauerstoffsensors oder des Meßwertumformers aus dem Lern speicher Ersatzwerte für den Meßwert ableitbar sind. Auf diese Weise kann auch bei einer Betriebsstörung das Bele bungsbecken seinen Betrieb aufrechterhalten, wobei als Grundlage für die Betriebswerte die in dem Lernspeicher gesammelten Erfahrungswerte zur Bildung der Ersatzwerte herangezogen werden. Aufgrund der Lernfähigkeit des Meß systems wird dadurch gewährleistet, daß auch bei einer Betriebsstörung ein praktisch vernünftiger Betrieb des Belebungsbeckens aufrechtethalten werden kann.According to a further advantageous feature is pre suggest that in the event of a malfunction, especially the Oxygen sensor or the transducer from learning substitute values for the measured value can be derived. On in this way, the Bele can also operate exercise pool maintain its operations, being as Basis for the operating values in the learning memory collected empirical values for the formation of substitute values be used. Due to the learning ability of the measurement systems is guaranteed that even with a Malfunction a practically reasonable operation of the Aeration tank can be maintained.

Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung wird vorgeschla gen, daß zur automatisierten Durchführung einer oder meh rerer der Maßnahmen zur Wartung oder Reinigung, Neukali brierung oder Austausch des Sauerstoffsensors eine die Maßnahmen selbsttätig durchführender Klein-Roboter vorge sehen ist, dessen Einsatzzeitpunkt und die Art der von ihm durchzuführenden Maßnahmen von dem Entscheidungspro zessor bestimmt werden. Durch die automatisierte Berech nung des Zeitpunktes, an dem die Maßnahmen auszuführen sind, sowie die autoiatische Durchführung der erforderli chen Maßnahmen ist gewährleistet, daß die jeweiligen Maß nahmen zum richtigen Zeitpunkt ausgeführt werden. Unter richtiger Zeitpunkt ist hierbei zu verstehen, daß sie we der verfrüht ausgeführt werden, da hierdurch vermeidbare Wartungskosten und Stillstandszeiten eintreten, als auch daß die Maßnahmen nicht zu spät ergriffen werden, wodurch die Sauerstoffmessung zu fehlerbehaftet wird und sich die eingangs genannten Nachteile für den Betrieb des Bele bungsbeckens ergeben. Der erfindungsgemäße Klein-Roboter kann die entsprechenden Maßnahmen selbsttätig durchfüh ren, woraus sowohl Personaleinsparungen resultieren als auch Fehlhandhabungen vermieden werden.According to another aspect of the invention, it is proposed gene that for the automated implementation of one or more maintenance or cleaning measures, new potash replacement or replacement of the oxygen sensor Measures automatically carried out by small robots see, its time of deployment and the type of measures to be implemented by the decision pro processor to be determined. Through the automated calculation of the point in time at which the measures are to be carried out are, as well as the automatic execution of the required Chen measures ensures that the respective dimension took place at the right time. Under the right time is to be understood here that they we which are carried out prematurely, as this makes them avoidable Maintenance costs and downtime occur as well that the measures are not taken too late, which means that the oxygen measurement is too faulty and the disadvantages mentioned at the outset for the operation of the Bele exercise pool result. The small robot according to the invention can carry out the corresponding measures automatically ren, which results in both personnel savings mishandling can also be avoided.

Zur Einführung des Sauerstoffsensors in die Flüssigkeit des Belebungsbeckens und zu seiner Herausnahme für die Durchführung von Maßnahmen mittels des Klein-Roboters kann es vorteilhaft sein, wenn ein Hubwerk vorgesehen ist, das von dem Entscheidungsprozessor aktivierbar ist. Das Hubwerk kann es ermöglichen, daß der Klein-Roboter die Maßnahmen an dem aus dem Belebungsbecken herausgenom menen Sauerstoffsensor durchführt und nicht selbst mit der Flüssigkeit in Kontakt kommt und nach der Durchfüh rung der Arbeiten den Sauerstoffsensor wieder in seine Meßposition in dem Belebungsbecken zurückbringen.For introducing the oxygen sensor into the liquid of the aeration tank and its removal for the Implementation of measures using the small robot it may be advantageous if a hoist is provided which can be activated by the decision processor. The hoist can enable the small robot the measures to be taken out of the aeration tank carries out my oxygen sensor and not myself the liquid comes into contact and after the execution the oxygen sensor back into its work Bring the measuring position back into the aeration tank.

Eine andere vorteilhafte Ausbildung kann darin zu sehen sein, da mehrere Sauerstoffsensoren mit jeweils zugehöri gen Meßwertumformern mit Lernspeicher und Entscheidungs prozessor vorgesehen sind, deren Meßwerte mittels eines zusätzlichen Gesamtvergleichs- und Gesamtentscheidungs prozessor miteinander verglichen werden und aus dem Ver gleich eine Entscheidung über den Betrieb der Vorrichtung und/oder des Belebungsbeckens gefällt wird. Ein solcher maßen redundant ausgebildetes Sauerstoffmeßsystem, dessen einzelnen Meßwerte in intelligenter Weise verglichen und aus dem Grad der Abweichung unter Berücksichtigung von Betriebsparametern und Erfahrungswerten eine Entscheidung gefällt wird, ist in Bezug auf die Meßgenauigkeit und die Ausfallsicherheit einem einkomponentigen Sauerstoffmeßsy stem überlegen.Another advantageous training can be seen in it be, since several oxygen sensors with gene transducers with learning memory and decision processor are provided, the measured values by means of a additional overall comparison and overall decision processor are compared with each other and from Ver a decision about the operation of the device and / or the aeration tank is felled. Such one measure redundant oxygen measuring system, the individual measured values compared in an intelligent way and from the degree of deviation taking into account Operating parameters and empirical values make a decision is felled in terms of measurement accuracy and Reliability a one-component oxygen measurement system superior.

Durch die Ausbildungsweise der Vorrichtung und des Ver fahrens nach der Erfindung wird erreicht, daß das Sauer stoff-Meßsystem gegenüber bekannten Meßsystemen in Bezug auf Verfügbarkeit, Zuverlässigkeit und Meßgenauigkeit verbessert ist und sich für den Einsatz in Verbindung mit modernen Steuerungs- und Regelungsanlagen beim Betrieb von Belebungsbecken eignet, wodurch sowohl Energieeinspa rungen als auch eine gute Reinigung möglich werden. Diese Vorteile gehen auch bei langen Betriebszeiten nicht ver loren. Die Vorteile der Erfindung bestehen darin, daß ein optimaler biologischer Reinigungseffekt und Wirkungsgrad erzielt wird und der Energieverbrauch durch die genaue Sauerstoffmessung reduziert wird. Es kann eine genaue, automatische Eichung und Justierung durchgeführt werden und ein rechtzeitiger Elektrodenaustausch durch die früh zeitige Erkennung von Fehlern oder Störungen mittels des Klein-Roboters erfolgen. Durch den Wegfall der manuellen Reinigung wird ebenfalls die Genauigkeit im Vergleich zu bekannten Sauerstoff-Meßsystemen verbessert, bei denen notwendige Wartungen und Reinigungen oft nicht oder nur unzureichend durchgeführt werden, was zur Folge hat, daß eine ungenaue, fehlerhafte Sauerstoffmessung im Bele bungsbecken erfolgt und aus diese Grund die Reinigungs leistung des Belebungsbeckens beeinträchtigt und der En ergieverbrauch gesteigert wird.The design of the device and the Ver driving according to the invention ensures that the acid Substance measuring system in relation to known measuring systems in relation on availability, reliability and measuring accuracy is improved and is suitable for use in conjunction with modern control and regulation systems during operation of aeration tanks is suitable, whereby both energy savings as well as a good cleaning. These There are no advantages even with long operating times loren. The advantages of the invention are that a optimal biological cleaning effect and efficiency is achieved and the energy consumption by the exact Oxygen measurement is reduced. It can be an exact automatic calibration and adjustment can be carried out and a timely electrode replacement by the early early detection of errors or faults using the Small robots are done. By eliminating the manual Cleaning is also compared to the accuracy known oxygen measuring systems improved, in which necessary maintenance and cleaning often not or only insufficiently carried out, with the result that an inaccurate, faulty oxygen measurement in the bele training pool and therefore cleaning performance of the aeration tank and the en energy consumption is increased.

Die folgenden Ausführungsbeispiele der Erfindung lassen weitere vorteilhafte Merkmale und Besonderheiten erken nen, die anhand der Darstellung in den Zeichnungen im folgenden näher beschrieben und erläutert werden; es zei gen:Let the following embodiments of the invention Recognize further advantageous features and special features nen, based on the representation in the drawings in following are described and explained in more detail; it shows gene:

Fig. 1 Eine Prinzipskizze der erfindungsgemäßen, mit örtlicher Intelligenz ausgerüsteten Sauerstoff- Meßvorrichtung und Fig. 1 is a schematic diagram of the inventive, equipped with local intelligence oxygen measuring device and

Fig. 2 eine Prinzipskizze zweier erfindungsgemäßer Sauerstoff-Meßvorrichtungen. Fig. 2 is a schematic diagram of two oxygen measuring devices according to the invention.

In Fig. 1 ist eine Übersicht über die örtliche Intelli genz einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Sauerstoff messung dargestellt. Das Kernstück bildet der Prozessor 23 mit künstlicher Intelligenz, von dem über das Steuer system 24 der Klein-Roboter 10 und das Hubwerk 11 gesteu ert werden. Der Prozessor 23 berücksichtigt vielerlei Eingangsgrößen, die die örtliche Intelligenz repräsentie ren. Zu den Eingangsgrößen zählt der Lernspeicher 4, in dem bei dem Betrieb der Vorrichtung gesammelte Erfah rungswerte gespeichert sind. Ferner ist ein Plausibili tätskontrolle 15 vorgesehen, mit der die Überprüfung des Sauerstoffsensors oder des Belebungsbeckens 1 auf Unre gelmäßigkeiten erfolgt. Die Elektrodenalterung 16 ist ebenfalls berücksichtigt. Mit 7 ist ein Gesamtvergleichs prozessor bezeichnet, der die Meßwerte zweier verschiede ner Sauerstoffsensoren vergleicht. In dem Zwischenspei cher 17 werden Daten zwischengespeichert. Der Ersatzmeß wert 18 tritt in Funktion, wenn eine Betriebsstörung, beispielsweise eines Sauerstoffsensors oder eines Meßwer tumformers vorliegt. Das Steuersystem 19 für den Klein- Roboter 10 ist ebenso berücksichtigt wie das Steuersystem 20 für das Hubwerk 11. Der Gesamtvergleichsprozessor 21 vergleicht die Meßwerte unterschiedlicher Sauerstoffsen soren. Mit Hilfe des Prioritätsmanagements 22 wird bei einer Abweichung der verschiedenen Meßwerte untereinander entschieden, welchem der beiden Meßwerte das größere Ge wicht bzw. die ausschließliche Bedeutung zukommt.In Fig. 1 an overview of the local intelli gen of a device according to the invention for oxygen measurement is shown. The centerpiece is the processor 23 with artificial intelligence, from which the small robot 10 and the lifting mechanism 11 are controlled via the control system 24 . The processor 23 takes into account various input variables which represent the local intelligence. The input variables include the learning memory 4 , in which experience values collected during the operation of the device are stored. Furthermore, a plausibility check 15 is provided with which the oxygen sensor or the activation tank 1 is checked for irregularities. The electrode aging 16 is also taken into account. 7 with an overall comparison processor is referred to, which compares the measured values of two different oxygen sensors. Data is temporarily stored in the intermediate memory 17 . The replacement measurement value 18 comes into operation when there is a malfunction, for example an oxygen sensor or a measuring transducer. The control system 19 for the small robot 10 is taken into account as well as the control system 20 for the lifting mechanism 11 . The overall comparison processor 21 compares the measured values of different oxygen sensors. With the aid of the priority management 22 , in the event of a discrepancy between the various measured values, a decision is made as to which of the two measured values is of greater importance or that is of exclusive importance.

Die Fig. 2 zeigt eine prinzipielle Skizze einer erfin dungsgemäßen Anordnung mit zwei Sauerstoffsensoren 2 bei einem Belebungsbecken 1. Sie besteht aus einem ersten Meßsystem 25 und einem zweiten Meßsystem 26, mit der eine erste Sauerstoffmessung 27 bzw. zweite Sauerstoffmessung 28 unter Verwendung von zwei Sauerstoffsensoren 2 in einem Belebungsbecken 1 durchgeführt werden. Zu den Meß systemen 25, 26 gehören jeweils Lernspeicher 4 mit einem Prozessor 23 mit künstlicher Intelligenz. Sie weisen je weils einen Zwischenspeicher 17, eine Plausibilitätskon trolle 15 und eine Auswertelogik auf , die beispielsweise nach den Prinzipien der Fuzzy-Logik aufgebaut sein kann. Ferner sind ein Steuersystem 19 für den Klein-Roboter 10 und der Klein-Roboter 10 selbst vorgesehen. Mittels der Hubwerke 11 können die Sauerstoffsensoren 2, die einen Sauerstoffmeßkopf mit Klein-Roboter-Austauschsystem für den Elektrodenwechsel und die Kalibrierung aufweisen, in das Belebungsbecken 1 eingeführt oder aus diesem heraus genommen werden. Im entnommenen Zustand kann der Klein- Roboter 10 Maßnahmen an den Sauerstoffsensoren 2 durch führen. Fig. 2 shows a basic sketch of an OF INVENTION to the invention arrangement with two oxygen sensors 2 in an activated sludge basin 1. It consists of a first measuring system 25 and a second measuring system 26 , with which a first oxygen measurement 27 or second oxygen measurement 28 is carried out using two oxygen sensors 2 in an activation tank 1 . The measuring systems 25 , 26 each include learning memory 4 with a processor 23 with artificial intelligence. They each have a buffer 17 , a plausibility check 15 and an evaluation logic, which can be constructed, for example, according to the principles of fuzzy logic. Furthermore, a control system 19 for the small robot 10 and the small robot 10 itself are provided. By means of the lifting mechanisms 11 , the oxygen sensors 2 , which have an oxygen measuring head with a small robot exchange system for the electrode change and calibration, can be introduced into the activation tank 1 or removed from it. In the removed state, the small robot 10 can carry out measures on the oxygen sensors 2 .

Mit den beiden Meßsystemen 25, 26 ist ein Vergleichsmodul 29 verbunden, das einen Gesamtvergleich der Meßwerte durchführt. Der Gesamtvergleichsprozessor in dem Ver gleichsmodul 29 berücksichtigt die jeweiligen Betriebspa rameter der beiden Sauerstoffsensoren 2 und die gespei cherten Werte. Mittels eines Gesamtentscheidungsprozes sors wird aus dem Vergleich eine Entscheidung gefällt, die sich auf die Sauerstoffmessung, den Betrieb der Sau erstoffsensoren 2, z. B. die Durchführung von Reinigungs- oder Wartungsarbeiten, oder den Betrieb des Belebungs beckens 1 beziehen kann.A comparison module 29 is connected to the two measuring systems 25 , 26 and carries out an overall comparison of the measured values. The overall comparison processor in the comparison module 29 takes into account the respective operating parameters of the two oxygen sensors 2 and the stored values. By means of an overall decision processor, a comparison is made from the comparison, which is based on the oxygen measurement, the operation of the oxygen sensors 2 , for. B. the implementation of cleaning or maintenance work, or the operation of the aeration tank 1 can relate.

Claims

1. Device for oxygen measurement for determining the content of dissolved oxygen in Beebungsbec ken ( 1 ) of sewage treatment plants with an in the liquid of the aeration tank ( 1 ) arranged oxygen sensor ( 2 ) and an attached to the oxygen sensor ( 2 ) transducer , by means of which the measured value of the oxygen content is formed from the sensor measured variable, characterized in that
the transducer has a sensor data memory ( 3 ) in which operating parameters of the oxygen sensor ( 2 ) are stored,
has a learning memory ( 4 ), in which experience values collected during operation of the device are stored,
has a decision processor ( 5 ), by means of which a comparison of the data of the sensor data memory ( 3 ) with the current sensor measured variable, the current measured value or the data of the learning memory ( 4 ) can be carried out and a decision about the future operation of the oxygen sensor ( 2 ) is due,
and a plausibility processor ( 6 ), by means of which a comparison of the data of the learning memory ( 4 ) with the current sensor measured variable, the current measured value or the data of the sensor data memory ( 3 ) can be carried out in a plausibility control process and a check of the current operating state of the oxygen sensor ( 2 ) and / or the Belebungsbec kens ( 1 ) is feasible.

2. Device according to claim 1, characterized in that one or more of the following variables are stored in the sensor data memory ( 3 ): oxygen sensor type, type, electrode type, electrode type, electrode measuring range, electrode accuracy, electrode life, tolerance values, electrode response behavior, temperature influence, minimum Flow velocity, output behavior, burden, calibration values, comparison values.

3. Apparatus according to claim 1, characterized in that in the decision-making process a decision on one or more of the times for carrying out maintenance or cleaning of the oxygen sensor ( 2 ), in particular a measuring electrode, a new calibration of the oxygen sensor ( 2 ) or an off exchange of the oxygen sensor ( 2 ), in particular a measuring electrode.

4. The device according to claim 1, characterized in that in the learning memory according to times of the day and / or where Average days of the measured variable are stored are chert.

5. The device according to claim 1, characterized in that the transducer a mean processor for Formation of time averages of the sensor measurement has size.

6. The device according to claim 1, characterized in that the transducer has an average computer for forming the average in the learning memory ( 4 ) stored data.

7. The device according to claim 1, characterized in that in the plausibility control process, the oxygen sensor ( 2 ) and / or the activation tank ( 1 ) is checked for irregularities.

8. The device according to claim 1, characterized in that in the event of a malfunction, in particular the Sau erstoffsensors ( 2 ) or the magnetic transducer from the learning memory ( 4 ) substitute values ( 18 ) for the measured value can be derived from.

9. The device according to claim 3, characterized in that for the automated implementation of one or more of the measures for maintenance or cleaning of the oxygen sensor ( 2 ), in particular a measuring electrode, for recalibration of the oxygen sensor ( 2 ) or for replacement of the oxygen sensor ( 2 ) , In particular a special measuring electrode, a small robot ( 10 ) which carries out the measures itself is provided, the time of use and the type of measures to be carried out by the decision processor ( 5 ) can be determined.

10. The device according to claim 9, characterized in that a lifting mechanism ( 11 ) is provided for the introduction of the oxygen sensor ( 2 ) into the liquid of the activated sludge tank ( 1 ) and for taking out measures by means of the small robot ( 10 ) which can be activated by the decision processor ( 5 ).

11. The device according to claim 1, characterized in that a plurality of oxygen sensors ( 2 ) and associated transducers with learning memory ( 4 ) and decision processors ( 5 ) and an additional Ge overall comparison and overall decision processor are seen with which the measured values of the plurality Oxygen sensors ( 2 ) can be compared with one another and a decision about the operation of the device and / or the activation tank ( 1 ) can be made from the comparison.

12. A method for determining the content of dissolved oxygen in the aeration tank ( 1 ) of sewage treatment plants, in which by means of an oxygen sensor ( 2 ) arranged in the liquid of the aeration tank ( 1 ) and by means of a transducer connected to the oxygen sensor ( 2 ) from the sensor measured value the measured value of the oxygen content is formed, characterized in that
Operating parameters of the oxygen sensor ( 2 ) are stored in a sensor data memory ( 3 ) of the transducer,
Experience values collected during the operation of the device are stored in a learning memory ( 4 ),
a decision processor ( 5 ) carries out a decision process in which the data of the sensor data memory ( 3 ) are compared with the current sensor measured variable, the current measured value or the data of the learning memory ( 4 ) and a decision is made about the future operation of the Oxygen sensors ( 2 ) is felled,
and in a plausibility processor ( 6 ) a comparison of the data of the learning memory ( 4 ) with the current sensor measured variable, the current measured value or the data of the sensor data memory ( 3 ) is carried out and the result of the comparison is used to check the current operating state of the oxygen sensor ( 2 ) and / or the activation tank ( 1 ) is carried out.

13. The method according to claim 12, characterized in that one or more of the following quantities are stored in the sensor data memory ( 3 ): oxygen sensor type, type, electrode type, electrode type, electrode measuring range, electrode accuracy 'electrode life', tolerance values, electrode response behavior, temperature influence, Minimum flow velocity, output behavior, burden, calibration values, comparison values.

14. The method according to claim 12, characterized in that in the decision-making process a decision on one or more of the times for carrying out maintenance or cleaning of the oxygen sensor ( 2 ), in particular a measuring electrode, a new calibration of the oxygen sensor ( 2 ) or an off exchange of the oxygen sensor ( 2 ), in particular a measuring electrode.

15. The method according to claim 12, characterized in that in the learning memory ( 4 ) according to times of day and / or days of the week ordered mean values of the measured values are stored.

16. The method according to claim 12, characterized in that in the transducer the temporal mean the sensor measurand is formed.

17. The method according to claim 12, characterized in that the average of data stored in the learning memory ( 4 ) is formed in the transducer.

18. The method according to claim 12, characterized in that in the plausibility control process, the oxygen sensor ( 2 ) and / or the activation tank ( 1 ) is checked for irregularities.

19. The method according to claim 12, characterized in that in the event of a malfunction, in particular the oxygen sensor ( 2 ) or the transducer, substitute values ( 18 ) for the measured value are derived from the learning memory ( 4 ).

20. The method according to claim 14, characterized in that one or more of the measures for maintenance or cleaning of the oxygen sensor ( 2 ), in particular a measuring electrode, for recalibrating the oxygen sensor ( 2 ) or for replacing the oxygen sensor ( 2 ), in particular one Measuring electrode, automa tized by a small robot ( 10 ) carrying out the measures are carried out and the time of use and the type of measures to be carried out by the decision processor ( 5 ) are determined.

21. The method according to claim 20, characterized in that the oxygen sensor ( 2 ) by means of a lifting mechanism ( 11 ) in the liquid of the activated sludge tank ( 1 ) and taken out for the implementation of measures by the small robot ( 10 ) and that Hoist is activated by the decision processor ( 5 ).

22. The method according to claim 12, characterized in that a plurality Sensormeß are sizes measured from a plurality of oxygen sensors (2) and respectively associated measuring transducers with learning memories (4) and decision processors (5) and by means of an additional Gesamtvergleichs- and overall decision processor, the measured values of the plurality of oxygen sensors ( 2 ) are compared with one another and a decision is made about the oxygen measurement and / or the operation of the activation tank from the comparison.