NL2018093B1

NL2018093B1 - Method for controlling a stream of waste water and device for carrying out the method.

Info

Publication number: NL2018093B1
Application number: NL2018093A
Authority: NL
Inventors: Jacobus Van Rijsbergen Adrianus
Original assignee: Fvc Holding B V
Priority date: 2016-12-29
Filing date: 2016-12-29
Publication date: 2018-07-06
Also published as: BE1025338B1; BE1025338A1

Abstract

Werkwijze voor het controleren van een stroom afvalwater in een zuiveringsinrichting 10 die een pomp 1 omvat die verbonden is met een reservoir 2 en via een afvoerleiding 3 tussen de pomp 1 en een zuiveringsinstallatie 4, afvalwater van het reservoir 2 naar de zuiveringsinstallatie 4 pompt waarbij in het reservoir 2 een niveausensor 5 is aangebracht waarmee een afvalwaterniveau in het reservoir 2 wordt gemeten waarbij in de afvoerleiding 3 een druksensor 6 is geplaatst waarmee de druk in het afvalwater wordt gemeten, waarbij de druk via een regelunit 7 de pomp 1 op een energie-efficiënt punt van de pompcurve laat werken zolang het niveau in het reservoir 2 boven een minimale waarde is.Method for controlling a stream of waste water in a purification device 10 comprising a pump 1 connected to a reservoir 2 and pumping waste water from the reservoir 2 to the purification plant 4 via a discharge line 3 between the pump 1 and a purification plant 4 the reservoir 2 has a level sensor 5 with which a waste water level is measured in the reservoir 2, wherein a pressure sensor 6 is placed in the discharge line 3 with which the pressure in the waste water is measured, wherein the pressure via a control unit 7 on the pump 1 on an energy efficient point of the pump curve as long as the level in the reservoir 2 is above a minimum value.

Description

Korte aanduiding: Werkwijze voor het controleren van een stroom afvalwater en inrichting voor het uitvoeren van de werkwijze.Brief indication: Method for controlling a stream of waste water and a device for carrying out the method.

BeschrijvingDescription

De uitvinding betreft een werkwijze voor het controleren van een stroom afvalwater in een zuiveringsinrichting die een pomp omvat die verbonden is met een reservoir en via een afvoerleiding tussen de pomp en een zuiveringsinstallatie, afvalwater van het reservoir naar de zuiveringsinstallatie pompt, waarbij in het reservoir een niveausensor is aangebracht waarmee een afvalwaterniveau in het reservoir wordt gemeten.The invention relates to a method for controlling a stream of waste water in a purification device comprising a pump connected to a reservoir and pumping waste water from the reservoir to the purification plant via a discharge line between the pump and a purification plant, wherein in the reservoir a level sensor is fitted with which a waste water level in the reservoir is measured.

Een dergelijke werkwijze is beschreven in US 8,983,667 B2. Volgens deze bekende werkwijze wordt de pomp aangezet wanneer de niveausensor een maximale waarde van het afvalwaterniveau in het reservoir aangeeft en wordt weer uitgezet wanneer de niveausensor een minimale waarde van het afvalwaterniveau aangeeft. Deze bekende werkwijze heeft als nadeel dat het energieverbruik van de pomp hoog is en dat de capaciteit van reservoir niet optimaal wordt benut.Such a method is described in US 8,983,667 B2. According to this known method, the pump is switched on when the level sensor indicates a maximum value of the waste water level in the reservoir and is switched off again when the level sensor indicates a minimum value of the waste water level. This known method has the drawback that the energy consumption of the pump is high and that the capacity of the reservoir is not optimally utilized.

Volgens de uitvinding worden deze nadelen opgeheven en deze werkwijze heeft als kenmerk dat in de afvoerleiding een druksensor is geplaatst waarmee de druk in het afvalwater wordt gemeten, waarbij de druk via een regelunit de pomp op een energie-efficiënt punt van de pompcurve laat werken zolang het niveau in het reservoir boven een minimale waarde is.According to the invention, these disadvantages are eliminated and this method is characterized in that a pressure sensor is placed in the discharge line with which the pressure in the waste water is measured, wherein the pressure via a control unit causes the pump to operate at an energy-efficient point of the pump curve as long as the level in the reservoir is above a minimum value.

De werkwijze volgens de uitvinding heeft als voordeel dat de pomp op de meest energiezuinige manier wordt gebruikt voor het wegpompen van het afvalwater. De pomp staat hierbij constant aan zolang het afvalwater boven een bepaald minimum niveau in het reservoir staat. Vergeleken met conventionele installaties waarbij de pomp aan of uit wordt gezet wanneer een maximaal of minimaal afvalwaterniveau in het reservoir wordt gedetecteerd, wordt een energiebesparing van ongeveer 30% mogelijk. Als extra voordeel geldt dat de capaciteit van het reservoir optimaal wordt benut. Volgens de bekende bovenvermelde werkwijze wordt de pomp uitgezet zodra een minimum afvalwaterniveau in het reservoir is bereikt en wordt de pomp niet meer aangezet voordat weer een maximaal niveau in het reservoir is bereikt. Dit betekent dat er gemiddeld meer afvalwater in het reservoir aanwezig is. Immers zodra de pomp uitgeschakeld wordt, stijgt het niveau van het afvalwater aangezien er niet meer wordt gepompt. In de werkwijze volgens de uitvinding wordt er altijd gepompt zodra het minimale niveau van het afvalwater wordt overschreden.The method according to the invention has the advantage that the pump is used in the most energy-efficient manner for pumping away the waste water. The pump is constantly on as long as the waste water is above a certain minimum level in the reservoir. Compared to conventional installations where the pump is switched on or off when a maximum or minimum waste water level is detected in the reservoir, an energy saving of approximately 30% is possible. An additional advantage is that the capacity of the reservoir is optimally utilized. According to the known method mentioned above, the pump is switched off as soon as a minimum waste water level in the reservoir has been reached and the pump is no longer switched on before a maximum level in the reservoir has been reached again. This means that on average more waste water is present in the reservoir. After all, as soon as the pump is switched off, the level of the waste water rises since no more pumping is carried out. In the method according to the invention, pumping is always carried out as soon as the minimum level of the waste water is exceeded.

Een verder voordeel is dat volgens deze werkwijze de niveausensor slechts een minimaal afvalwaterniveau dient aan te geven waardoor de inrichting eenvoudiger wordt, d.w.z. minder complex ofwel minder componenten zijn nodig, bijv. slechts één niveausensor in plaats van twee, te weten één voor het minimumén een tweede voor het maximumniveau.A further advantage is that according to this method the level sensor should only indicate a minimum waste water level, making the device simpler, ie less complex or fewer components are required, e.g. only one level sensor instead of two, namely one for the minimum and one second for the maximum level.

Hoewel de werkwijze met voordeel kan worden gebruikt bij vele soorten afvalwater zoals bijvoorbeeld in een chemische fabriek, wordt de werkwijze bij voorkeur toegepast met rioolwater als afvalwater. Conventionele rioolwaterzuiveringen geven steeds meer problemen omdat ze te veel energie verbruiken alsook qua capaciteit vaak niet meer voldoende zijn. Meestal zijn rioolzuiveringsinstallaties combinaties van riool- en regenwaterverwerkingsinstallaties. De door klimaatverandering toegenomen hoeveelheid neerslag en met name de onvoorspelbaarheid van extreem weer, geeft conventionele rioolwaterinstallaties vaak problemen met hoosbuien die zorgen voor ondergelopen huizen en straten. Omdat volgens de uitvinding de capaciteit van het reservoir optimaler wordt benut ofwel is er gemiddeld een veel grotere capaciteit in het reservoir beschikbaar, zal een plotselinge hoosbui of een extreme toevoer van afvalwater minder problemen veroorzaken. Bovendien worden grote kosten vermeden die gemaakt moeten worden om bestaande reservoirs te vergroten.Although the method can advantageously be used with many types of waste water such as, for example, in a chemical plant, the method is preferably used with sewage as waste water. Conventional sewage treatment plants are increasingly causing problems because they consume too much energy and are often no longer sufficient in terms of capacity. Usually, sewage treatment plants are combinations of sewage and rainwater treatment plants. The increased amount of precipitation due to climate change, and in particular the unpredictability of extreme weather, often causes conventional sewage systems problems with heavy showers that cause flooded houses and streets. Because according to the invention the capacity of the reservoir is utilized more optimally or, on average, a much larger capacity is available in the reservoir, a sudden thunderstorm or an extreme supply of waste water will cause fewer problems. Moreover, large costs are avoided that have to be made to enlarge existing reservoirs.

Bij voorkeur wordt een regelunit gebruikt die met behulp van een ‘variable speed inverter’ (VSI) en een ‘Programmable Logic Controller’ (PLC) de pomp op het meest energie-efficiënte punt van de pompcurve laat werken. De PLC is dan zodanig geprogrammeerd dat, afhankelijk van het signaal van de druksensor, de pomp op de meest efficiënte wijze wordt gebruikt. Voor elke pomp is via een fabrikant of leverancier een zogenoemde pompcurve beschikbaar. Dit is een grafiek waarbij de door de pomp geleverde druk of de opvoerhoogte, wordt uitgezet tegen de geleverde stroom afvalwater. In deze grafiek wordt ook aangegeven bij welke druk de pomp het meest efficiënt werkt. De PLC en de VSI regelen dat de pomp in zijn meest energiegunstige stand werkt.Preferably, a control unit is used which, with the help of a variable speed inverter (VSI) and a programmable logic controller (PLC), makes the pump work at the most energy-efficient point of the pump curve. The PLC is then programmed such that, depending on the signal from the pressure sensor, the pump is used in the most efficient manner. A so-called pump curve is available for each pump via a manufacturer or supplier. This is a graph in which the pressure supplied by the pump or the delivery head is plotted against the delivered waste water flow. This graph also indicates at which pressure the pump works most efficiently. The PLC and the VSI arrange that the pump works in its most energy-efficient position.

De uitvinding heeft ook betrekking op een inrichting voor het zuiveren van afvalwater die een pomp omvat die verbonden is met een reservoir en via een afvoerleiding verbonden is met een zuiveringsinstallatie, waarbij in het reservoir een niveausensor is aangebracht voor het meten van een afvalwaterniveau in het reservoir. Een dergelijke inrichting is ook bekend uit US 8.983.667B2. Volgens de bekende inrichting wordt de pomp aangezet wanneer de niveausensor een maximale waarde van het afvalwaterniveau in het reservoir aangeeft en weer uitgezet wanneer de niveausensor een minimale waarde van het afvalwaterniveau aangeeft. De bekende inrichting heeft als nadeel dat het energieverbruik van de pomp hoog is en dat de capaciteit van het reservoir niet optimaal wordt benut. Volgens de uitvinding heeft de inrichting als kenmerk dat in de afvoerleiding een druksensor is geplaatst voor het meten van de druk in het afvalwater waarbij de druksensor is verbonden met een regelunit die zodanig geprogrammeerd is dat, zolang een signaal van de niveausensor aangeeft dat het afvalwaterniveau boven een minimale waarde is, de regelunit met behulp van de druksensor de pomp op een energie-efficiënt punt van de pompcurve kan laten werken.The invention also relates to a device for purifying waste water which comprises a pump which is connected to a reservoir and is connected via a discharge line to a purification installation, wherein a level sensor is arranged in the reservoir for measuring a waste water level in the reservoir . Such a device is also known from US 8,983,667B2. According to the known device, the pump is switched on when the level sensor indicates a maximum value of the waste water level in the reservoir and is switched off again when the level sensor indicates a minimum value of the waste water level. The known device has the drawback that the energy consumption of the pump is high and that the capacity of the reservoir is not optimally utilized. According to the invention, the device is characterized in that a pressure sensor is placed in the discharge line for measuring the pressure in the waste water, the pressure sensor being connected to a control unit that is programmed such that as long as a signal from the level sensor indicates that the waste water level is above is a minimum value, the control unit can operate the pump at an energy-efficient point of the pump curve using the pressure sensor.

Uit US 5.941.690 is een pomp bekend waarbij in een hogedrukleiding van de pomp een druksensor is opgenomen om de druk in de hogedrukleiding constant te houden. Deze pomp wordt echter gebruikt in een schoonwatersysteem om in hoge gebouwen een constante hoge druk op een waterleiding te houden zodat ook op bovenste verdiepingen waterkranen en douches goed functioneren. Een afvalwatersysteem wordt niet op een constante druk ontworpen. Bovendien is er geen enkele aanwijzing dat de pomp in het schoonwatersysteem op een energie-efficiënte wijze gebruikt wordt.US 5,941,690 discloses a pump in which a pressure sensor is included in a high-pressure line of the pump to keep the pressure in the high-pressure line constant. However, this pump is used in a clean water system to maintain a constant high pressure on a water pipe in high buildings so that water taps and showers also function well on upper floors. A waste water system is not designed for a constant pressure. Moreover, there is no indication whatsoever that the pump in the clean water system is being used in an energy-efficient manner.

De uitvinding heeft verder betrekking op een bovenvermelde inrichting waarbij het afvalwater rioolwater is. De inrichting werkt dan energiezuiniger dan bestaande rioolwaterzuiveringsinrichtingen terwijl bovendien zoals bovenvermeld de capaciteit van het reservoir groter is en overstromingen vaker vermeden kunnen worden. Bovendien worden grote kosten vermeden die gemaakt moeten worden om bestaande reservoirs te vergroten.The invention further relates to an above-mentioned device wherein the waste water is sewage water. The device is then more energy efficient than existing sewage treatment plants, while, as mentioned above, the capacity of the reservoir is greater and flooding can be avoided more often. Moreover, large costs are avoided that have to be made to enlarge existing reservoirs.

De uitvinding heeft ook betrekking op een inrichting, waarbij de regelunit een ‘variable speed inverter’ (VSI) en een ‘Programmable Logic Controller’ (PLC) omvat. Een dergelijke regelunit heeft vergeleken met een conventionele pompregelunit veel minder componenten. De combinatie van VSI en PLC maakt het ook mogelijk met behulp van software in de PLC de regelunit af te stemmen op de pomp en de afvoerleiding. Als extra voordeel kunnen met behulp van deze regelunit extra functies worden toegevoegd aan de inrichting, zoals detecteren van een defect aan de pomp en het reinigen van de pomp of afvoerleiding.The invention also relates to a device, wherein the control unit comprises a "variable speed inverter" (VSI) and a "Programmable Logic Controller" (PLC). Such a control unit has far fewer components than a conventional pump control unit. The combination of VSI and PLC also makes it possible to tune the control unit to the pump and drain pipe using software in the PLC. As an additional advantage, additional functions can be added to the device using this control unit, such as detecting a defect in the pump and cleaning the pump or discharge line.

De uitvinding heeft ook betrekking op een inrichting waarbij de afvoerleiding is voorzien van een terugslagklep en de druksensor is geplaatst tussen de terugslagklep en de zuiveringsinstallatie. De terugslagklep voorkomt dat afvalwater terug in de pomp stroomt. De druksensor geeft dan ook bij gesloten terugslagklep de druk in de afvoerleiding naar de zuiveringsinstallatie aan.The invention also relates to a device in which the discharge line is provided with a non-return valve and the pressure sensor is placed between the non-return valve and the purification installation. The non-return valve prevents waste water from flowing back into the pump. The pressure sensor therefore indicates the pressure in the discharge line to the treatment plant with the non-return valve closed.

De uitvinding heeft ook betrekking op een pompeenheid voorzien van een druksensor en regelunit voor gebruik in een inrichting volgens bovenstaande beschrijving. Een dergelijke pompeenheid kan gebruikt worden in bestaande afvalwaterverwerkingsinstallaties met bovengenoemde voordelen.The invention also relates to a pump unit provided with a pressure sensor and control unit for use in a device according to the above description. Such a pump unit can be used in existing waste water treatment installations with the above-mentioned advantages.

De uitvinding heeft ook betrekking op een inrichting voor het zuiveren van rioolwater die een rioolzuiveringsinstallatie omvat die via afvoerleidingen verbonden is met een aantal reservoirs die het rioolwater van een aantal huizen of fabrieken bevatten, waarbij de reservoirs verbonden zijn met pompen die via de afvoerleidingen zijn verbonden met de rioolzuiveringsinstallatie, waarbij in de reservoirs een niveausensor is aangebracht voor het meten van een afvalwaterniveau in het betreffende reservoir, hierdoor gekenmerkt dat in afvoerleidingen een druksensor is geplaatst voor het meten van de druk in het afvalwater waarbij de druksensor is verbonden met een regelunit die zodanig is geprogrammeerd dat, zolang een signaal van de niveausensor aangeeft dat het afvalwaterniveau in een betreffend reservoir boven een minimale waarde is, de druksensor de pomp behorend bij dat reservoir op een energie-efficiënt punt van de pompcurve kan laten werken.The invention also relates to a sewage treatment plant comprising a sewage treatment plant which is connected via drain pipes to a number of reservoirs containing the sewage water of a number of houses or factories, the reservoirs being connected to pumps connected via the drain pipes with the sewage treatment plant, wherein a level sensor is arranged in the reservoirs for measuring a waste water level in the relevant reservoir, characterized in that a pressure sensor is placed in discharge pipes for measuring the pressure in the waste water, the pressure sensor being connected to a control unit which is programmed such that as long as a signal from the level sensor indicates that the waste water level in a particular reservoir is above a minimum value, the pressure sensor can cause the pump associated with that reservoir to operate at an energy efficient point of the pump curve.

De uitvinding wordt nader toegelicht aan de hand van de volgende beschrijving waarbij wordt verwezen naar de figuurbeschrijving waarin:The invention is further elucidated with reference to the following description, wherein reference is made to the figure description in which:

Figuur 1 een werkwijze en een inrichting laat zien voor het controleren van een afvalwaterstroom.Figure 1 shows a method and a device for controlling a waste water stream.

Figuur 2 betreft een pompcurve,Figure 2 relates to a pump curve,

Figuur 3 toont een pompcurve en een karakteristiek van een afvoerleiding enFigure 3 shows a pump curve and a characteristic of a drain line and

Figuur 4 betreft een rioolwaterzuiveringssysteem.Figure 4 concerns a sewage treatment system.

Figuur 1 licht een werkwijze toe voor het controleren van een stroom afvalwater in een zuiveringsinrichting 10 die een pomp 1 omvat die verbonden is met een reservoir 2 en via een afvoerleiding 3 tussen de pomp 1 en een zuiveringsinstallatie 4, afvalwater van het reservoir 2 naar de zuiveringsinstallatie 4 pompt waarbij in het reservoir 2 een niveausensor 5 is aangebracht waarmee een afvalwaterniveau in het reservoir 2 wordt gemeten. De pomp 1 is in figuur 1 verbonden met het reservoir 2 door de pomp 1 op de bodem van reservoir 2 te plaatsen. De pomp is dan bij gebruik ondergedompeld in het afvalwater. De pomp 1 kan ook buiten het reservoir 2 geplaatst zijn en via een aanvoerleiding met het reservoir 2 zijn verbonden.Figure 1 illustrates a method for controlling a stream of waste water in a purification device 10 which comprises a pump 1 connected to a reservoir 2 and via a discharge line 3 between the pump 1 and a purification plant 4, waste water from the reservoir 2 to the pumping installation 4, wherein a level sensor 5 is arranged in the reservoir 2, with which a waste water level in the reservoir 2 is measured. The pump 1 is connected to the reservoir 2 in figure 1 by placing the pump 1 on the bottom of reservoir 2. The pump is then immersed in the waste water during use. The pump 1 can also be placed outside the reservoir 2 and be connected to the reservoir 2 via a supply line.

Figuur 1 laat ook een zuiveringsinrichting 10 zien die afvalwater van een reservoir 2 naar een zuiveringsinstallatie 4 kan pompen.Figure 1 also shows a purification device 10 that can pump waste water from a reservoir 2 to a purification installation 4.

Een dergelijke werkwijze is beschreven in US 8.983.667B2. In de bekende werkwijze wordt een pomp aangezet wanneer een niveausensor een maximale waarde van het afvalwaterniveau in een reservoir aangeeft en weer uitgezet wanneer een niveausensor een minimale waarde van het afvalwaterniveau aangeeft. De bekende werkwijze heeft als nadeel dat het energieverbruik van de pomp hoog is en dat de capaciteit van het reservoir niet optimaal wordt benut.Such a method is described in US 8,983,667B2. In the known method, a pump is switched on when a level sensor indicates a maximum value of the waste water level in a reservoir and is switched off again when a level sensor indicates a minimum value of the waste water level. The known method has the drawback that the energy consumption of the pump is high and that the capacity of the reservoir is not optimally utilized.

Volgens de uitvinding worden deze nadelen opgeheven doordat in de afvoerleiding 3 een druksensor 6 is geplaatst waarmee de druk in het afvalwater wordt gemeten en waarbij de druk via een regelunit 7 de pomp op een energie-efficiënt punt van de pompcurve laat werken zolang het afvalwaterniveau in het reservoir 2 boven een minimale waarde is.According to the invention, these disadvantages are eliminated in that a pressure sensor 6 is placed in the discharge line 3 with which the pressure in the waste water is measured and wherein the pressure via a control unit 7 causes the pump to operate at an energy-efficient point of the pump curve as long as the waste water level in the reservoir 2 is above a minimum value.

De werkwijze volgens de uitvinding heeft als voordeel dat de pomp 1 op de meest energiezuinige manier wordt gebruikt voor het wegpompen van het afvalwater. De pomp 1 staat hierbij constant aan zolang het afvalwater boven een bepaald minimum niveau in het reservoir 2 staat. Vergeleken met conventionele installaties waarbij de pomp aan of uit wordt gezet wanneer een maximaal of minimaal afvalwaterniveau in het reservoir wordt gedetecteerd, wordt een energiebesparing van ongeveer 30% mogelijk. Als extra voordeel geldt dat de capaciteit van het reservoir 2 optimaal wordt benut. Volgens de bekende bovenvermelde werkwijze wordt de pomp uitgezet zodra een minimum afvalwaterniveau in het reservoir is bereikt en wordt de pomp niet meer aangezet voordat weer een maximaal niveau in het reservoir is bereikt. Dit betekent dat er gemiddeld meer afvalwater in het reservoir aanwezig is. Immers, zodra de pomp uitgeschakeld wordt, stijgt het niveau van het afvalwater aangezien er niet meer wordt gepompt. In de werkwijze volgens de uitvinding wordt er voortdurend gepompt zodra het minimale niveau van het afvalwater wordt overschreden. Een verder voordeel is dat volgens deze werkwijze de niveausensor 5 slechts een minimaal afvalwaterniveau dient aan te geven waardoor de inrichting eenvoudiger wordt, d.w.z. minder complex, bijvoorbeeld een kleine niveausensor 5 in plaats van een grote die het minimum én maximumniveau kan meten, ofwel minder componenten zijn nodig, bijvoorbeeld slechts één simpele niveausensor 5 in plaats van twee niveausensoren, te weten één voor het minimumén een tweede voor het maximumniveau.The method according to the invention has the advantage that the pump 1 is used in the most energy-efficient manner for pumping away the waste water. The pump 1 is constantly on as long as the waste water is above a certain minimum level in the reservoir 2. Compared to conventional installations where the pump is switched on or off when a maximum or minimum waste water level is detected in the reservoir, an energy saving of approximately 30% is possible. An additional advantage is that the capacity of the reservoir 2 is optimally utilized. According to the known method mentioned above, the pump is switched off as soon as a minimum waste water level in the reservoir has been reached and the pump is no longer switched on before a maximum level in the reservoir has been reached again. This means that on average more waste water is present in the reservoir. After all, as soon as the pump is switched off, the level of the waste water rises since no more pumping is carried out. In the method according to the invention, pumping is carried out continuously as soon as the minimum level of the waste water is exceeded. A further advantage is that according to this method the level sensor 5 must only indicate a minimum waste water level, making the device simpler, ie less complex, for example a small level sensor 5 instead of a large one that can measure the minimum and maximum level, or fewer components are needed, for example, only one simple level sensor 5 instead of two level sensors, namely one for the minimum and a second for the maximum level.

Figuur 2 toont een voorbeeld van pompcurves zoals die worden aangeleverd door de fabrikant of leverancier van een pomp 1. Figuur 2A geeft voor twee verschillende pompen 1A en 1B de druk in de afvoerleiding 3 van de pomp 1 aan (uitgedrukt in [m] opvoerhoogte) als functie van het doorstroming in [l/s] van afvalwater door de pomp 1. Figuur 2B geeft de efficiency als functie van de doorstroming en figuur 2C het vermogen aan de as van de pompen 1A en 1B aan als functie van de doorstroming. De pompen 1A of 1B worden door de regelunit 7 gebruikt op of rond het maximum MAX1A en MAX1B van de efficiencycurve 2B. Figuur 2A geeft aan dat voor pomp 1A de maximum MAX1A ligt bij een druk van 9 m opvoerhoogte en voor pomp 1B ligt MAX1B bij een druk van 7,5 m opvoerhoogte. Figuur 3 laat twee curves zien. Curve P1 laat zien hoe de door de pomp geleverde druk [m] afhangt van de doorstroming in [l/s] net als in grafiek 2A. Curve A3 toont hoe de druk in de afvoerleiding 3 afhangt van de doorstroming. De afvoerleiding en de pomp kunnen zodanig aan elkaar aangepast worden dat de pomp zoveel mogelijk in het werkpunt W kan werken. In veel afvalwatersystemen wordt echter de afvoerleiding op een maximale capaciteit voor noodgevallen gedimensioneerd.Figure 2 shows an example of pump curves as supplied by the manufacturer or supplier of a pump 1. Figure 2A indicates the pressure in the discharge line 3 of the pump 1 for two different pumps 1A and 1B (expressed in [m] head) as a function of the flow in [1 / s] of waste water through the pump 1. Figure 2B shows the efficiency as a function of the flow and Figure 2C the power on the axis of the pumps 1A and 1B as a function of the flow. The pumps 1A or 1B are used by the control unit 7 at or around the maximum MAX1A and MAX1B of the efficiency curve 2B. Figure 2A indicates that for pump 1A the maximum MAX1A is at a pressure of 9 m head and for pump 1B MAX1B is at a pressure of 7.5 m head. Figure 3 shows two curves. Curve P1 shows how the pressure [m] supplied by the pump depends on the flow in [l / s] as in graph 2A. Curve A3 shows how the pressure in the discharge line 3 depends on the flow. The discharge line and the pump can be adapted to each other in such a way that the pump can work as much as possible in the working point W. In many waste water systems, however, the drain pipe is dimensioned to a maximum capacity for emergencies.

De regelunit 7 omvat bij voorkeur een ‘variabel speed inverter’ (VSI) en speciale software in een ‘Programmable Logic Controller’ (PLC) om het aantal omwentelingen en aldus de doorstroming door de pomp 1 zodanig te controleren dat de pomp 1 constant pompt op een meest efficiënt punt van de pompcurve MAX1A of MAX1B voor die betreffende pomp. De combinatie van VSI en PLC maakt het ook mogelijk met behulp van software in de PLC de regelunit 7 af te stemmen op de pomp 1 en de afvoerleiding 3. De druksensor 6 wordt zoveel mogelijk verzonken in de afvoerleiding 3 ingebouwd om de doorstroming van afvalwater niet te belemmeren en het beschadigen van de sensor 6 te voorkomen. In figuur 1 is de druksensor 6 direct na een terugslagklep 8 in de afvoerleiding 3 ingebouwd. De terugslagklep voorkomt terugstromen van afvalwater in de pomp wanneer de pomp niet aanstaat of defect is. De druksensor 6 wordt bij voorkeur dicht bij de pomp ingebouwd en kan zelfs in de pomp 1 zelf ingebouwd zijn. De hoge drukkant van de pomp 1 is onderdeel van de afvoerleiding 3. In een praktisch voorbeeld levert een druksensor 6 een analoog signaal van circa 4-20mA. Dit signaal is een referentiesignaal voor de druk in de afvoerleiding 3. Het referentiesignaal voor de druk wordt toegevoerd aan een regelunit 7 omvattend een VSI voorzien van een PLC of het wordt toegevoerd aan een regelunit 7 die een PLC omvat die een VSI bijvoorbeeld via een Modbus TCP busverbinding aanstuurt. Een dergelijke regelunit 7 omvat veel minder componenten dan een conventionele pompregelunit. Zo kan in de praktijk het aantal componenten voor de regelunit teruggebracht worden van circa 35 naar circa 5 componenten.The control unit 7 preferably comprises a 'variable speed inverter' (VSI) and special software in a 'Programmable Logic Controller' (PLC) to control the number of revolutions and thus the flow through the pump 1 such that the pump 1 constantly pumps up a most efficient point of the MAX1A or MAX1B pump curve for that particular pump. The combination of VSI and PLC also makes it possible to use software in the PLC to tune the control unit 7 to the pump 1 and the drain line 3. The pressure sensor 6 is installed as much as possible flushed into the drain line 3 in order to prevent the flow of waste water to prevent and damage the sensor 6. In Figure 1, the pressure sensor 6 is installed in the discharge line 3 immediately after a non-return valve 8. The non-return valve prevents backflow of waste water into the pump when the pump is not running or is defective. The pressure sensor 6 is preferably installed close to the pump and may even be built into the pump 1 itself. The high pressure side of the pump 1 is part of the discharge line 3. In a practical example, a pressure sensor 6 supplies an analog signal of approximately 4-20mA. This signal is a reference signal for the pressure in the discharge line 3. The reference signal for the pressure is supplied to a control unit 7 comprising a VSI provided with a PLC or it is supplied to a control unit 7 which comprises a PLC which includes a VSI via a Modbus for example Control TCP bus connection. Such a control unit 7 comprises much fewer components than a conventional pump control unit. In practice, for example, the number of components for the control unit can be reduced from approximately 35 to approximately 5 components.

De uitvinding wordt verder toegelicht aan de hand van een voorbeeld. De niveausensor 5 geeft een analoog signaal van circa 4-20mA af dat een referentiesignaal is voor het minimum afvalwater niveau in het reservoir 2. Een pomp 1 volgens pompcurve 1A uit figuur 2 staat op de bodem van het reservoir 2. De essentie van de niveausensor 5 is dat de pomp 1 niet aangezet wordt wanneer geen afvalwater in het reservoir 2 aanwezig is en de pomp 1 door drooglopen beschadigd kan worden. Het signaal van de niveausensor 5 wordt ook toegevoerd aan de regelunit 7. De regelunit 7 schakelt dan de pomp 1 uit als het afvalwater in het reservoir 2 een minimum niveau heeft bereikt. De druksensor 6 geeft een referentiesignaal van circa 4-20mA af dat een maat is voor de druk in de afvoerleiding 3. De regelunit 7 zorgt nu dat de pomp 1 in de afvoerleiding een druk van 9m opvoerhoogte heeft (zie figuur 1A) hetgeen correspondeert met een maximum MAX1A op de efficiencycurve van figuur 2B. Een dergelijke inrichting verbruikt circa 30% minder energie dan conventionele bekende inrichtingen. Bovendien blijkt de gemiddelde beschikbare capaciteit van het reservoir 2 met minimaal 30% te zijn toegenomen. Bij droog weer is de toename zelfs 65%.The invention is further elucidated on the basis of an example. The level sensor 5 emits an analog signal of approximately 4-20mA that is a reference signal for the minimum waste water level in the reservoir 2. A pump 1 according to pump curve 1A from figure 2 stands on the bottom of the reservoir 2. The essence of the level sensor 5 is that the pump 1 is not started when no waste water is present in the reservoir 2 and the pump 1 can be damaged by dry running. The signal from the level sensor 5 is also supplied to the control unit 7. The control unit 7 then switches off the pump 1 when the waste water in the reservoir 2 has reached a minimum level. The pressure sensor 6 provides a reference signal of approximately 4-20mA that is a measure of the pressure in the discharge line 3. The control unit 7 now ensures that the pump 1 in the discharge line has a pressure of 9m head (see figure 1A), which corresponds to a maximum MAX1A on the efficiency curve of figure 2B. Such a device consumes approximately 30% less energy than conventional known devices. Moreover, the average available capacity of the reservoir 2 appears to have increased by at least 30%. In dry weather the increase is even 65%.

De niveausensor 5 kan met verschillende detectiemethoden werken zoals hydrostatisch, ultrasoon of met behulp van radar. De niveausensor 5 kan ook in de pomp 1 of het carter van de pomp 1 zijn aangebracht. Een deel van het huis van de pomp 1 vormt dan onderdeel van de afvoerleiding 3.The level sensor 5 can work with different detection methods such as hydrostatic, ultrasonic or with the aid of radar. The level sensor 5 can also be arranged in the pump 1 or the crankcase of the pump 1. Part of the housing of the pump 1 then forms part of the discharge line 3.

Als extra voordeel kunnen met behulp van de regelunit 7 extra functies toegevoegd worden aan de inrichting 10. Dit gebeurt met name door afwijkingen in de relatiedruk versus toegevoerd vermogen aan de pomp te constateren. Te weten: • detecteren van een defect of slijtage aan de pomp 1: druk loopt niet op bij meer vermogen naar de pompl, • reinigen van de pomp of afvoerleiding: hoge druk en hoog vermogen naar pomp 1 voor grote doorstroming, • detecteren van blokkades: druk in afvoerleiding 3 reageert abnormaal op extra vermogenstoevoer naar de pomp 1, • temperatuur controle van de pomp 1: uitschakelen pomp bij langdurig hoog vermogen gebruik, bijvoorbeeld bij blokkades in de afvoerleiding 3, • opwaarderen van de pomp met behulp van nieuwe software bijvoorbeeld naar EU specificaties IE3 of zelfs naar EI4, • bij opstarten de pomp 1 een verhoogde druk geven: hydraulische ‘boost’,As an additional advantage, additional functions can be added to the device 10 with the aid of the control unit 7. This occurs in particular by detecting deviations in the relationship pressure versus power supplied to the pump. Namely: • detection of a defect or wear on the pump 1: pressure does not rise with more power to the pump, • cleaning of the pump or discharge line: high pressure and high power to pump 1 for large flow, • detection of blockages : pressure in drain line 3 reacts abnormally to extra power supply to the pump 1, • temperature control of the pump 1: shutdown of the pump in the event of prolonged high power use, for example in the event of blockages in the drain line 3, • upgrading of the pump using new software for example to EU specifications IE3 or even to EI4, • give pump 1 an increased pressure at start-up: hydraulic 'boost',

Figuur 4 laat een inrichting voor het zuiveren van rioolwater zien die een rioolzuiveringsinstallatie 4 omvat die via afvoerleidingen 3 verbonden is met een aantal reservoirs 2 die het rioolwater van een aantal huizen H of fabrieken F bevatten waarbij de reservoirs 2 verbonden zijn met pompen 1, die via de afvoerleidingen 3 verbonden zijn met een gezamenlijke rioolzuiveringsinstallatie 4 waarbij in de reservoirs 2 een niveausensor 5 is aangebracht voor het meten van een afvalwaterniveau in het betreffende reservoir 2, waarbij in afvoerleidingen 3 een druksensor 6 is geplaatst voor het meten van de druk in het afvalwater, waarbij de druksensor 6 is verbonden met een regelunit 7 die zodanig geprogrammeerd is dat, zolang een signaal van de niveausensor 5 aangeeft dat het afvalwaterniveau in een betreffend reservoir 2 boven een minimale waarde is, de regelunit met behulp van de druksensor 6 de betreffende pomp 1 op een energie-efficiënt punt van de pompcurve kan laten werken. De inrichting volgens figuur 4 omvat een aantal pompinrichtingen 10 volgens de uitvinding waarbij verwezen wordt naar figuur 1. Afvalwater van meerdere reservoirs 2 wordt naar een gezamenlijke zuiveringsinstallatie 4 gepompt. In figuur 4A is een buitensteeds gebied aangegeven waar de huizen H of fabrieken F via eigen pompinrichtingen 10 voorzien van reservoirs 2 en afvoerleidingen 3 op een eindgemaal voor een gebied EG zijn aangesloten. Een deel van de afvoerleiding 3 hoeft geen hogedrukleiding te zijn wanneer er een natuurlijk verval V in afvoerleiding 3 aanwezig is. Het gemaal EG omvat weer een pompinrichting 10 met een tweetal pompen 1 met een gezamenlijk afvoerleiding 3 naar een transportgemaal TG die ook weer een pompinrichting 10 met een aantal pompen 1 volgens de uitvinding omvat met een gezamenlijke afvoerleiding 3 naar de rioolzuiveringsinstallatie 4. In figuur 4B is de situatie in een dorp of stad weergegeven waar huizen H of fabrieken F via een leiding met vrij verval V afvalwater naar een wijkgemaal WG afvoeren. Het wijkgemaal WG omvat weer een pompinrichting 10 met een reservoir 2 voorzien van pompen 1. Het wijkgemaal WG is weer via een afvoerleiding 3 verbonden met het transportgemaal WG. Wanneer meerdere pompen worden toegepast zoals in de gemalen EG, WG en TG worden meerdere pompen 1 door een gezamenlijke regelunit 7 aangestuurd. De inrichting volgens figuur 4 kan ook nog een regeling omvatten die alle pompinrichtingen omvat om bijvoorbeeld in een noodsituatie alle pompen op maximaal vermogen te laten werken.Figure 4 shows a sewage treatment plant which comprises a sewage treatment plant 4 which is connected via drain pipes 3 to a number of reservoirs 2 containing the sewage water of a number of houses H or factories F, the reservoirs 2 being connected to pumps 1, which are connected via the discharge pipes 3 to a joint sewage treatment plant 4, wherein a level sensor 5 is arranged in the reservoirs 2 for measuring a waste water level in the relevant reservoir 2, wherein a pressure sensor 6 is placed in the discharge pipes 3 for measuring the pressure in the reservoir. waste water, wherein the pressure sensor 6 is connected to a control unit 7 which is programmed such that, as long as a signal from the level sensor 5 indicates that the waste water level in a respective reservoir 2 is above a minimum value, the control unit with the aid of the pressure sensor 6 pump 1 can operate at an energy efficient point of the pump curve. The device according to figure 4 comprises a number of pumping devices 10 according to the invention, with reference to figure 1. Waste water from a plurality of reservoirs 2 is pumped to a joint purification plant 4. Figure 4A shows an outer area where the houses H or factories F are connected via their own pumping devices 10 with reservoirs 2 and discharge pipes 3 to a final pumping station for an area EG. A part of the discharge line 3 does not have to be a high-pressure line if there is a natural decay V in the discharge line 3. The pumping station EG again comprises a pumping device 10 with a pair of pumps 1 with a joint discharge line 3 to a transport pumping station TG which again comprises a pumping device 10 with a number of pumps 1 according to the invention with a joint discharge line 3 to the sewage treatment plant 4. In figure 4B shows the situation in a village or town where houses H or factories F via a pipeline with a free fall V drain waste water to a WG district pumping station. The district pumping station WG again comprises a pumping device 10 with a reservoir 2 provided with pumps 1. The district pumping station WG is again connected to the transport pumping station WG via a discharge pipe 3. When several pumps are used, such as in the ground EG, WG and TG, several pumps 1 are controlled by a common control unit 7. The device according to Figure 4 can also further comprise a control which comprises all pumping devices in order, for example, to operate all pumps at maximum power in an emergency situation.

In een rioolzuiveringsinrichting volgens figuur 4 kan de uitvinding worden toegepast om de capaciteit van het rioolsysteem te vergroten zonder structurele aanpassingen aan reservoirs 2 te maken. De uitvinding zorgt dat in de reservoirs 2 gemiddeld veel minder afvalwater aanwezig is dan met conventionele pompinrichtingen 10 met een aan-uit regeling. Ook kan het systeem geoptimaliseerd worden voor bijvoorbeeld een constante doorstroming in het hoofdrioolsysteem tussen wijkgemaal WG, een eindgemaal gebied EG en het transportgemaal TG.In a sewage treatment plant according to figure 4 the invention can be applied to increase the capacity of the sewer system without making structural adjustments to reservoirs 2. The invention ensures that on average much less waste water is present in the reservoirs 2 than with conventional pumping devices 10 with an on-off control. The system can also be optimized for, for example, a constant flow in the main sewer system between district pumping station WG, a final pumping station area EG and the transport pumping station TG.

Claims

Method for controlling a flow of waste water in a purification device comprising a pump connected to a reservoir and pumping waste water from the reservoir to the purification plant via a discharge line between the pump and a purification plant, wherein a level sensor is arranged in the reservoir with which a waste water level in the reservoir is measured, characterized in that a pressure sensor is placed in the discharge line with which the pressure in the waste water is measured, whereby the pressure via a control unit causes the pump to operate at an energy-efficient point of the pump curve as long as the level in the reservoir is above a minimum value.

The method of claim 1 wherein the waste water is sewage.

Method according to one of the preceding claims, wherein the control unit makes the pump work at the most energy-efficient point of the pump curve via a "variable speed inverter" (VSI) and a "Programmable Logic Controller" (PLC).

4. Device for purifying waste water comprising a pump connected to a reservoir and connected via a discharge line to a purification installation, wherein a level sensor is arranged in the reservoir for measuring a waste water level in the reservoir, characterized in that: that a pressure sensor is placed in the discharge line for measuring the pressure in the waste water, the pressure sensor being connected to a control unit that is programmed such that as long as a signal from the level sensor indicates that the waste water level is above a minimum value, the control unit with the aid of the pressure sensor, the pump can operate at an energy-efficient point of the pump curve.

Device as claimed in claim 4, wherein the waste water is sewage water.

Device according to claims 4-5, wherein the control unit comprises a "variable speed inverter" and a "Programmable Logic Controller" (PLC).

Device as claimed in claims 4-6, wherein the discharge line is provided with a non-return valve and the pressure sensor is placed between the non-return valve and the purification installation.

Pump unit provided with a pressure sensor and control unit for use in a device according to claims 4-7.

9. A sewage treatment plant comprising a sewage treatment plant which is connected via drain pipes to a number of reservoirs containing the sewage water of a number of houses or factories wherein the reservoirs are connected to pumps connected to the sewage treatment plant via the drain pipes, wherein in the reservoirs are fitted with a level sensor for measuring a waste water level in the relevant reservoir, characterized in that a pressure sensor is placed in discharge pipes for measuring the pressure in the waste water, the pressure sensor being connected to a control unit programmed such that, as long as a signal from the level sensor indicates that the waste water level in a particular reservoir is above a minimum value, the pressure sensor can cause the pump belonging to that reservoir to operate at an energy-efficient point of the pump curve.