WO2006069771A1 - Control device for wastewater and method for controlling quality parameters of wastewater - Google Patents

Control device for wastewater and method for controlling quality parameters of wastewater Download PDF

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WO2006069771A1
WO2006069771A1 PCT/EP2005/014036 EP2005014036W WO2006069771A1 WO 2006069771 A1 WO2006069771 A1 WO 2006069771A1 EP 2005014036 W EP2005014036 W EP 2005014036W WO 2006069771 A1 WO2006069771 A1 WO 2006069771A1
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control device
sensor
wastewater
pump
unit
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PCT/EP2005/014036
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Peter Eberle
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Uws United Water Systems Gmbh
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    • C02F3/1236Particular type of activated sludge installations
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    • Y02W10/30Wastewater or sewage treatment systems using renewable energies
    • Y02W10/37Wastewater or sewage treatment systems using renewable energies using solar energy

Definitions

  • the present invention relates to a wastewater control apparatus and a method for controlling quality parameters of wastewater.
  • Wastewater treatment plants in particular small sewage treatment plants with a capacity of up to 30 m 3 of water, which have several successive chambers, are known as small-scale wastewater treatment plants from the state of the art.
  • the wastewater is introduced into a first chamber to there deposit such substances, which have a greater specific gravity than water and therefore fall to the bottom of the chamber. From there, the wastewater enters another chamber in which substances contained in wastewater can be separated in a further stage. In this or in another subsequent chamber, a biological clarification process takes place in which bacteria contained in the wastewater convert chemical substances. set, which are also contained in the wastewater. With these wastewater treatment plants satisfactory cleaning results can be achieved especially in waste water that is not mixed with special toxic or environmentally harmful substances.
  • the object is achieved for a generic control device in that the control device has at least one sensor, by which a quality parameter of the wastewater can be determined and transmitted as an electronic signal, and a transmission unit for transmitting determined, evaluated and / or stored sensor values of the sensor.
  • the object is achieved for a generic method by measuring by means of a sensor quality parameters of the wastewater, the sensor values are transmitted directly or indirectly to a transmission unit and transmitted from this to a receiving unit.
  • the control of the wastewater can be automated.
  • the sensor values can also be controlled from a distance from the treatment plant monitored by the sensor. Due to the reduced staff control effort due to the easier access to the sensor data, the controls can be performed more frequently without increasing the overall control effort.
  • the controlled by an appropriate control device sewage treatment plants with very low costs more reliable.
  • the risk that such a treatment plant emits unpurified or only partially purified wastewater into the environment is reduced.
  • the transmitted sensor values can be used to detect malfunctions and react immediately. Also from the The tendency of several consecutive sensorials can be recognized and reacted to risk situations. The same applies to the method according to the invention.
  • FIG. 1 shows a view of a device for clarifying wastewater
  • FIG. 2 is a top view of the device shown in FIG. 1; FIG.
  • FIG. 3 is a schematic diagram of the pumping device
  • Fig. 4 is a view of a common unit with a pump and a multi-way valve
  • FIG. 5 shows an illustration of a control device for a sewage treatment plant.
  • a device 2 for clarifying wastewater with a clarifier 4 which has a clarification chamber 6 and two pre-chambers 8 in the embodiment.
  • the clarification chamber 6 and the pre-chambers 8 are separated from each other by a partition 10.
  • the dirty water 12 is first transported into an antechamber 8. From there, the dirty water 12 is pumped into the clarification chamber 6, and the clarified water 14 contained in the clarification chamber 6 is discharged from the pumping device.
  • Device 18 pumped out of the device 2.
  • the two prechambers 8 are connected to one another by an overflow 16.
  • the pumping device 18 sucks the dirty water 12 via an inlet 20 from an antechamber 8 into the clarification chamber 6, in which a clarification process can take place.
  • the pumping device 18 pumps in the clarification chamber 6 existing clear water 14 into the drain 22nd
  • the arrangement of the pumping device 18 in the device 2 can be well understood from the view from above, which is shown in Fig. 2.
  • the inlet 20 extends from the pre-chamber 8 in the pumping device 18.
  • the drain 22 extends from the pumping device 18 in a drain line, which dissipates the clear water from the device 2.
  • the clarifier can have other shapes, the division of the individual chambers can be chosen differently, or there are several clarifier 4 is provided, through which the dirty water is passed successively.
  • a pumping device 18 is provided which is able to pump dirty water 12 from an antechamber 8 in a clarification chamber 6 and, optionally, also in the clarification chamber 6 existing clear water 14 in a sequence 22 can pump.
  • dirty water and "clear water”, “pre-chamber” and “clearing chamber” are used in this description in order to be able to assign the origin of the respective water from a corresponding chamber 6, 8, which passes through the water in succession. These terms do not mean that the dirty water 12 must still have significant contamination or that the clear water 14 must be fully clarified in any case, or that takes place in the antechamber 8 no clarification process. Rather, the pumping device 18 could also carry dirty water from the first pre-chamber 8 into the second pre-chamber 8 instead of the overflow 16, and pump the clear water present in the second pre-chamber 8 into a drain 22 which opens into the clarification chamber 6.
  • FIG. 3 shows an example of how a pump 26 can be connected to the inlet 20 and the outlet 22.
  • the inlet 20 and the outlet 22 each open into a multi-way valve 24, to which the pump 26 is connected via a pipe section 28.
  • multi-way valve 24 is a slide 30 which is actuated by a servomotor 32.
  • the slider 30 is shown in solid lines in a position in which he kiert blocking the connection of the inlet 20 with the pump 26.
  • dashed lines the position of the slide 30 is shown, in which it blocks the drain 22.
  • a bidirectionally operable pump 26 this can when the slider 30 is in the dashed position, suck through the inlet 20 dirty water 12 into the pipe section 28 and convey the sucked dirty water 12 through a 26 located in the discharge opening in the clarification chamber 6. If the pump 26 carry clear water 14 out of the clarification chamber 6, the slide 30 is moved to the position shown in solid lines, so that the sucked by the pump 26 clear water 14 passes through the pipe section 28 into the drain 22 and in this way the clarification chamber 6 leaves.
  • the portion of the multi-way valve 24, in which the slider 30 is movable is bypassed by a bypass line 36.
  • the arrangement shown in the embodiment of a multi-way valve 24 is inexpensive to produce.
  • the multi-way valve 24 may for example be made of suitably cut to length pieces of commercial PVC pipes that at a finished multi-way valve 24 are welded or glued together at the contact points. With appropriate dimensioning of the pipe sections used, it may also be sufficient simply to put the relevant components into each other.
  • the structure of the multi-way valve 24 shown in the embodiment can be modified as needed.
  • a connection for a purge line 34 is located in the region of the multi-way valve 24, a connection for a purge line 34.
  • the purge line 34 opens into a portion in the multi-way valve 24, in which the slide 30 in a parking position, the purge line 34 can cover the entire surface.
  • the water exiting the purge line 34 may agitate accumulated sediments in the bottom region, which may then be distributed either in the clear water 14 or through the inlet 20 or the drain 22 - depending on the position of the slider 30 and the spatial arrangement of the corresponding openings in the multi-way valve 24 in relation to the slide 30 - can pump out of the clarification chamber 6.
  • the regular rinsing prevents sediment can settle permanently on the bottom of the clarifier 4 and from there only manually can be removed again.
  • the multi-way valve 24 it is possible to form the multi-way valve 24 so that several feeds 20 and / or several processes 22 open into this.
  • the multi-way valve 24 is to be redesigned accordingly, so that 30 different desired flow directions of the water moved by the pump 26 can be adjusted by a movement of the slider.
  • the inlet 20 and the outlet 22 can also be opened or closed in each case by a separate slide 30, but the multiple slides 30 represent an increased outlay.
  • a slide 30 is actuated in the embodiment of a servo motor 32 as an actuator, but it can also be actuated passively, for example by the pump pressure.
  • the actuator is designed as a simple electromagnet, which is switchable in two positions. Such a solution is very cost effective.
  • the movement of the servomotor 32 is transmitted to the slider 30 via a coupling rod.
  • the servomotor 32 may also be designed as an electric motor, hydraulic cylinder, pneumatic cylinder and the like.
  • an aerator 38 is connected to the pump 26.
  • the aerator 38 consists of a truncated cone with an attached worm gear, in the rotation of which air is conveyed from an air feed space downwards in the conveying direction of the worm gear. If the aerator 38 immersed in water, air is continuously pressed into the surrounding water at a fast speed of the aerator 38. The oxygen contained in the air is needed by the bacteria to further process the chemical compounds contained in the waste water 12 into harmless substances as part of a biological clarification stage. In the version rungsbeispi ⁇ ! the aerator 38 fresh air through a vent tube 40.
  • the fresh air can also be supplied from the pump 26 to the aerator 38.
  • the pump is then suitable, in addition to the dirty water 12 and the clear water 14 in addition to promote air for the ventilation of the clarification chamber 6.
  • the aerator 38 may also be designed as a separate, separate from the pump 26 component, which has its own drive and an independent of the pump 26 air supply.
  • the drive of the pump 26 may be effected by an electric motor integrated in the pump 26.
  • a motor 42 may also be disposed adjacent to the pump 26 to drive it via a transmission or V-belt, or a motor 42 drives only the aerator 38, or the motor 42 drives both the pump 26 and the aerator 38 at.
  • the motor 42 may also be spaced from the pumping device 18 in the clarifier 4 or outside thereof.
  • the pump device 18 shown in Fig. 3 has in the embodiment shown there via an electronic control 46, which may also be designed as a control.
  • the controller 46 controls the operation of the pump 26 and the switching position of the slider 30 via actuating signals to the servomotor 32.
  • the controller 46 turns on the pump 26 and gives the actuator 32 the control command to move the slider 30 into a position in which it closes the outlet 22 and the inlet 20 releases. In this way, the pump 26 can then suck dirty water 12.
  • the controller 46 switches on the pump 26 and gives the servomotor 32 the command to move the slide 30 into a position in which it closes the inlet 20 and releases the outlet 22.
  • the controller 46 may turn on the pump 26 or the motor 42 to aerate the water present in the clarification chamber 6.
  • the controller 46 can also switch the aerator 38 on or off in isolation.
  • the inlet 20 is connected via a connecting line with a sensor 48, can be determined via the quality parameters of the conveyed through the inlet 20 dirty water 12.
  • the senor 48 may measure turbidity, pH, salinity, oxygen content, or other parameters that are important in determining water quality. Also special measurements, such as the BOD and / or the COD value can be determined sensor-based. It is also possible to monitor whether certain unauthorized chemicals are being discharged into a treatment plant, such as oil, which should not be released into the environment.
  • the measurement of the sensors 48 can be continuous or discontinuous.
  • the controller 46 can switch the device 2 or its components to a fault mode as a function of the sensor data transmitted thereto.
  • the fault mode may be that the inlet 20 or the drain 22 are blocked by the slide 30, the pump 26 is shut down and / or an alarm signal is output.
  • the alarm signal can be transmitted optically, acoustically, electrically and / or by radio.
  • the determined sensor data can also be stored by the controller 46 or by the sensor 48 itself, so that on the basis of the stored data, a documentation about the respectively determined sensor values is available.
  • the senor 48 is installed in a housing which is connected via a releasable terminal 50 to the connecting line. In this way, the sensor 48 is easily replaceable, for example for inspection or maintenance purposes.
  • the sensor 48 may be incorporated in a container which is watertight, so that an amount of water can be stored and controlled in the container.
  • the container has a separate inlet and outlet opening, via which the container can be filled with a test batch and emptied again after a test run. The container is from the connection line, with he connected to the inlet and outlet 20, 22, separable.
  • Fig. 4 is a suggestion as the pump 26 and the multi-way valve 24 can be mounted as a common unit in the device 2.
  • the multi-way valve 24 is installed together with the pump 26 in a housing 44 which surrounds these components.
  • the assembly of the unit realized in this way is simple in that the housing 44 is suspended in a clarification chamber 6 or fastened there to a wall.
  • housings 44 are again standard tubes, for example made of PVC, usable, which are inexpensive to procure and edit.
  • the control device 52 has one or more sensors 48 that have contact with a sample amount of the wastewater to be examined.
  • the sensor values determined by the sensor or sensors 48 can be transmitted as an electronic signal via lines 54 to a computer chip 56. From the computer chip 56, the sensor data can be projected beyond a transmission unit 58.
  • the transfer unit 58 can be integrated in the computer chip 56 or executed as a separate component.
  • the transmission unit 58 is designed such that it can transmit detected, evaluated and / or stored sensor data of the sensor or sensors 48, in particular in electronic form.
  • the transmission from the transmission unit 58 may be wired, for example via telephone or power cable, or via a radio link, such as for example according to the usual for mobile phone networks GSM standard.
  • the transmission of the sensor values can be continuous, timed, volume-dependent, dependent on the measured value or dependent on other parameters. Filtering of the sensor values to be transmitted may be expedient in order to reduce the accumulated data volume, which indicates measured values in uncritical regions. The filtering of the resulting sensor values is already to be regarded as an evaluation of the resulting data. However, it may also be provided to transmit all resulting sensor values in order to check the correct operation of the system on the basis of the transmitted data and to store them in a remote location by means of to document the sensor values for a given period of time.
  • an additional operating unit 60 is provided between the computer chip 56 and the transmission unit 58, which is exemplified as a radio device, which has a keyboard 62 and a display 64.
  • the operating state can be displayed via control lights 66.
  • the control unit 60 is not necessarily required for a functioning control device 52, but it facilitates the installation and use of the control device 52.
  • the control unit 60 can be supplemented with useful functions, or even be used in a slimmed-down version.
  • the operating unit 60 is connected via a line 54 to the computer chip 56.
  • the computer chip 56 may be part of a controller 46, with which the function and operation of the pump 26, the servo motor 32 and / or the aerator 38 is controllable, or the controller 46 is integrated into the computer chip 56.
  • the controller may also be integrated into the operating unit 60.
  • the control commands of the controller 46 are transmitted to a switching unit 68, which switches the flow of current to the pump 26, the servomotor 32 and the aerator 38.
  • a heating device and / or cooling 70 is switched on or off by the switching unit 68, which may be required in order to establish certain measuring conditions for determining the sensor values.
  • the computer chip 56 or the operating unit 60 may be designed so that they additionally comprise an evaluation unit, not shown.
  • the evaluation unit can evaluate the sensor values of the sensors 48 by software control, for example by comparing the sensor values with programmed threshold values. If a sensor value exceeds a threshold value, for example, if the pH value of a waste water sample is determined by the sensor 48 to be 6.8 and thus below a threshold value.
  • nem programmed threshold of 7.0 iiegt so the evaluation can be made in such a way that an alarm or the sewage treatment plant of the control device 52 and their control 46 is switched to a fault mode.
  • the control device 52 can transmit a corresponding signal to the control 46, or the control device overrides the control 46 with its signals.
  • the alarm can be effected by a signal is output to a remote receiving unit 74 via the transmission unit 58, which indicates an inadmissible operating state of the sewage treatment plant.
  • An alarm condition may also be indicated by the control lights 66 or by an audible alarm sound. Due to the alarm can be alerted by the receiving unit 74 from a Entstördienst, which checks the sewage treatment plant and eliminates malfunction.
  • the fault mode may be configured such that the controller 46 blocks the operation of the pump 26 so that wastewater is no longer carried by the pump 26 or the servomotor 32 is switched to move the spool 30 to a closed position the effluent is stopped by not or only insufficiently clarified wastewater.
  • the fault mode can also provide measures by which the quality parameter whose sensor value has exceeded a threshold value is returned to a normal range.
  • the aerator 38 could be switched on or switched to maximum power to introduce a larger amount of oxygen into the wastewater, or a quantity of a basic substance is passed into the wastewater to raise the pH to a non-critical range or to neutralize ammonia present in the wastewater, or certain bacterial cultures are added to the relevant clarification chamber 6 in order to stabilize the clarification process.
  • the computer chip 56 and / or the evaluation unit, the operating unit or the controller 46 can store the sensor values so that they can be automatically transmitted, interrogated or read out via the operating unit 60 at a later point in time. The storage of the sensor values may be advantageous in order to prove the proper operation of the installation in a documentation period to approval or supervisory authorities.
  • the sensor or sensors 48 are arranged in a measuring chamber 72, which can be filled or emptied with wastewater completely or partially via the connections 50.
  • the ports 50 connect the measuring chamber 72 with a clarifier 4 or a sewer pipe in the form of an inlet 20 or drain 22, from which a sample can be removed.
  • the measuring chamber 72 can be forcibly emptied by a slide, not shown, or the terminal 50 is arranged and formed so that a forced replacement of the sample chamber located in the measuring chamber 72 results from wastewater, for example by means of a flow of sewage through the measuring chamber 72, by the drain port depressurized in a clarifier 4 opens, or the measuring chamber 72 is disposed above the clarifier 4, the inlet 20 or the drain 22, so that the measuring chamber 72 is filled with a pressure increase in the line and the evacuation due to gravity inevitably at a later Pressure drop or emptying of the line takes place.
  • control device 52 and the measuring chamber 72 are arranged in a common housing.
  • the control device 52 can be splash-proof integrated into the housing of the measuring chamber 72.
  • the assembly of the common housing is carried out by the connection of the measuring chamber 72 to abwasserlite- de lines and the assurance of sufficient power to the control device 52.
  • the control device 52 is already ready.
  • the entire assembly is easily replaceable as a module, for example, for maintenance purposes.
  • the control device 52 may be provided with its own energy storage device, for example a rechargeable battery, in order to bridge disturbances and fluctuations in the power supply and to indicate the impending failure of the control device 52 in the event of a power failure by an alarm signal.
  • the control device 52 is also connectable to a module for generating solar power, by which the sufficient power supply is ensured.
  • the control device 52 can be operated with any power supply voltages, in particular 12 V and / or 220-240 V.
  • a data processing system 76 can be connected to the receiving unit 74 with which the received sensor values can be stored and / or further processed in an individualized manner.
  • the sensor values In order to enable individualized processing, the sensor values must be transmitted by the transmission unit in an individualizable form.
  • the individualization can be carried out by a specific identifier, which transmits the transmission unit together with the sensor values to be transmitted.
  • further data may be appended to the sensor values, such as urgency, date / time, serial number of the measurement and / or transmission, wastewater temperatures, and the like.
  • the specific identifier and the additional information can be transmitted as a digital, arbitrated data set that is easily automated and digitally processed by the data processing system.
  • the data record is structured in such a way that the data record to be transmitted has a specific, precisely defined length, and certain information in the record is noted at a particular location of the transmitted record.
  • the data processing system 76 can have the received and possibly evaluated or processed data available on a server 78.
  • wastewater treatment plant operators can check at any time whether their treatment plant is operating properly, or regulators can verify compliance with certain limits, or the data is accessed for billing purposes.
  • the data processing system 76 may also be equipped so that it emits queries about the operating state of certain or all connected sewage treatment plants to the respective control devices 52 via the receiving unit 74.
  • the transmission unit 58 of the control device 52 via a receiving module not shown in detail, which determines the requested sensor values upon receipt of a remote query and transmitted to the receiving unit 74.
  • the remote inquiry is thus electronically processed by the receiving module of the transfer unit 58 with a suitable software.
  • the network can be operated so that during the day only important breaking news is transmitted and the data exchange in this way has a low volume, while the remaining data are transmitted at night, when the existing data networks are less busy and the data transmission is therefore relatively cheap ,
  • the method according to the invention makes use of the procedures proposed above, that is, the above objective description also applies correspondingly to the method according to the invention.
  • the controing device according to the invention and the method according to the invention enable safe operation of sewage treatment plants, in particular small sewage treatment plants.
  • a plurality of wastewater treatment plants can be monitored with a comparatively small effort without interruption in their operation and the delivery of insufficiently purified wastewater to the environment can be prevented.
  • the documentation of the measured values also allows a subsequent control of the processes in the sewage treatment plant, also with regard to the eventual introduction of prohibited substances into the sewage treatment plant.
  • the control device 52 it is possible to increasingly use decentralized, privately operated small wastewater treatment plants safely, through which the public sewerage network is relieved and thus investment in public sanitation networks can be reduced.

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Abstract

The invention relates to a control device for wastewater. The inventive control device (52) is characterized by comprising at least one sensor (48), adapted to determine a quality parameter of the wastewater and transmit it as an electronic signal, and a transmission device (56) for transmitting determined, evaluated and/or stored sensor values of the sensor (48), thereby allowing to control the functioning of the treatment process.

Description

Kontrollvorrichtung für Abwasser und Verfahren zur Kontrolle von Qualitätsparametern von Abwasser Control device for waste water and method for controlling quality parameters of waste water
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Kontrollvorrichtung für Abwasser und ein Verfahren zur Kontrolle von Qualitätsparametem von Abwasser.The present invention relates to a wastewater control apparatus and a method for controlling quality parameters of wastewater.
In Haushalten und Betrieben anfallendes Schmutzwasser wird heute häufig über ein weit verzweigtes Kanalisationsnetz zentralen Kläranlagen zugeführt, in denen das Abwasser in einem mehrstufigen Prozeß aufbereitet und nach vollständiger Klärung in natürliche Bachläufe und Flüsse abgegeben wird. Dieses System der Abwasseraufbereitung setzt jedoch erhebliche Investitionen in den Aufbau und die Unterhaltung des Kanalisationsnetzes und den Bau und die Unterhaltung der Klärwerke voraus. Da die Kanalisationsnetze nicht vollständig dicht betrieben werden können, kommt es zu ständigen Sickerverlusten von ungeklärtem Abwasser in das Grundwasser, das hierdurch erheblich verschmutzt werden kann. Wegen dieser systembedingten Nachteile bleiben dezentrale Abwasserkläranlagen interessant, insbesondere für Privathaushalte und kleine Gewerbebetriebe, bei denen das Abwasser allenfalls geringe Mengen an giftigen oder umweltschädlichen Stoffen enthält.Today, waste water generated in households and businesses is often fed into central sewage treatment plants via a very extensive sewer network, in which the wastewater is treated in a multi-stage process and, after complete clarification, discharged into natural streams and rivers. However, this wastewater treatment system requires considerable investment in the construction and maintenance of the sewage network and the construction and maintenance of the sewage treatment plants. Since the sewage networks can not be operated completely dense, there is constant leakage of untreated wastewater into the groundwater, which can be significantly polluted. Because of these systemic disadvantages decentralized wastewater treatment plants remain interesting, especially for private households and small commercial enterprises, where the wastewater contains at most small amounts of toxic or environmentally harmful substances.
Als Kleinklärwerke sind aus dem Stand der Technik Abwasserkläranlagen, insbesondere Kleinkläranlagen mit einem Fassungsvermögen von bis zu 30 m3 Wasser bekannt, die mehrere aufeinanderfolgende Kammern aufweisen. Das Abwasser wird in eine erste Kammer eingeleitet, um dort solche Stoffe abzuscheiden, die eine größere spezifische Dichte als Wasser aufweisen und deshalb auf den Grund der Kammer absinken. Von dort gelangt das Abwasser in eine weitere Kammer, in der in einer weiteren Stufe im Abwasser enthaltene Stoffe abgeschieden werden können. In dieser oder in einer weiteren nachfolgenden Kammer erfolgt ein biologischer Klärprozeß, indem in dem Abwasser enthaltene Bakterien chemische Substanzen um- setzen, die ebenfalls im Abwasser enthalten sind. Mit diesen Abwasserkläranlagen kann insbesondere bei Abwässern, die nicht mit besonderen giftigen oder umweltschädlichen Substanzen versetzt sind, zufriedenstellende Reinigungsergebnisse erzielt werden.Wastewater treatment plants, in particular small sewage treatment plants with a capacity of up to 30 m 3 of water, which have several successive chambers, are known as small-scale wastewater treatment plants from the state of the art. The wastewater is introduced into a first chamber to there deposit such substances, which have a greater specific gravity than water and therefore fall to the bottom of the chamber. From there, the wastewater enters another chamber in which substances contained in wastewater can be separated in a further stage. In this or in another subsequent chamber, a biological clarification process takes place in which bacteria contained in the wastewater convert chemical substances. set, which are also contained in the wastewater. With these wastewater treatment plants satisfactory cleaning results can be achieved especially in waste water that is not mixed with special toxic or environmentally harmful substances.
Die Beförderung des Abwassers von einem Klärbehälter zum nächsten kann bei diesen bekannten Anlagen nach dem Überlaufprinzip erfolgen. Dazu muß der Ablauf eines nachgeordneten Klärbehälters tiefer liegen als der Ablauf des vorhergehenden Klärbehälters. Eine solche Anordnung ist jedoch nicht in allen Fällen möglich oder erwünscht. Ein Nachteil dieses Systems ist auch darin zu sehen, daß es dem Zufall überlassen bleibt, wie lange eine bestimmte Charge Abwasser jeweils in einem der aufeinanderfolgenden Behälter verbleibt. Ohne eine Belüftung des im Klärbehälter befindlichen Abwassers mit Sauerstoff oder eine Zufuhr von sauerstoffhaltigem zusätzlichem Wasser können die für eine erfolgreiche Klärung des Abwassers erforderlichen Bakterien absterben. Außerdem ist es möglich, daß eine Überlauföffnung verstopft und dadurch der Überlauf des Abwassers blockiert ist. Des weiteren können chemische oder biologische Substanzen in das Abwasser gelangen, durch die der Sauerstoffgehalt oder der pH-Wert des im Klärbehälter befindlichen Abwassers nachteilig beeinflußt wird. Wird das im Klärbehälter befindliche Wasser zu sauer, können die im Abwasser befindlichen Bakterien ebenfalls absterben.The transport of the wastewater from one clarifier to the next can be done in these known systems according to the overflow principle. For this purpose, the sequence of a downstream clarifier must be lower than the expiration of the previous clarifier. However, such an arrangement is not possible or desirable in all cases. A disadvantage of this system is also to be seen in the fact that it is left to chance, as long as a certain batch of wastewater each remain in one of the successive container. Without aeration of the sewage in the sewage tank with oxygen or a supply of oxygen-containing additional water, the bacteria necessary for a successful clarification of the waste water can die off. In addition, it is possible that an overflow hole clogged and thereby the overflow of the waste water is blocked. Furthermore, chemical or biological substances can enter the wastewater, which adversely affects the oxygen content or the pH of the sewage in the clarifier. If the water in the clarifier is too acidic, the bacteria in the wastewater can also die off.
Für die sichere Funktion der Kläranlagen, insbesondere der Kleinkläranlagen, ist es deshalb von großer Bedeutung, den Ablauf des Klärprozesses zu überwachen, um Fehlfunktionen auszuschließen. Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, drei bis fünf mal jährlich manuelle Messungen der Qualität des Abwassers vorzunehmen, um festzustellen, ob der Klärprozeß noch das Abwasser ausreichend reinigt. Solche stichprobenartigen Messungen sind jedoch nicht ausreichend, um sicherstellen, daß die Kläranlage im laufenden Betrieb keine Abwässer in die Umwelt abgibt, die noch nicht ausreichend geklärt sind. Eine häufigere Kontrolle des Klärprozesses scheitert jedoch an den zu hohen Kosten für eine dichtere Kontrolle.For the safe operation of sewage treatment plants, especially small sewage treatment plants, it is therefore of great importance to monitor the course of the clarification process to rule out malfunction. From the prior art, it is known to make three to five times a year manual measurements of the quality of the wastewater to determine whether the clarification process still sufficiently cleans the wastewater. However, such random measurements are not sufficient to ensure that the treatment plant does not discharge effluents into the environment during operation are not sufficiently clarified. However, a more frequent control of the clarification process fails because of the too high costs for a tighter control.
Demgemäß ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kontrollvorrichtung und ein Verfahren zur Kontrolle von Qualitätsparametem von Abwasser zu schaffen, durch das die sichere Funktion des Klärprozesses auf eine einfache Art und Weise kontrolliert werden kann.Accordingly, it is the object of the present invention to provide a control device and a method for controlling quality parameters of wastewater, by which the safe operation of the clarification process can be controlled in a simple manner.
Die Aufgabe wird für eine gattungsgemäße Kontrollvorrichtung gelöst, indem die Kontrollvorrichtung zumindest einen Sensor, durch den ein Qualitätsparameter des Abwassers ermittelbar und als elektronisches Signal übertragbar ist, und eine Übertragungseinheit zur Übertragung ermittelter, ausgewerteter und/oder gespeicherter Sensorwerte des Sensors aufweist. Die Aufgabe wird für ein gattungsgemäßes Verfahren gelöst, indem mittels eines Sensors Qualitätsparameter des Abwassers gemessen, die Sensorwerte direkt oder indirekt an eine Übertragungseinheit übermittelt und von dieser an eine Empfangseinheit übermittelt werden.The object is achieved for a generic control device in that the control device has at least one sensor, by which a quality parameter of the wastewater can be determined and transmitted as an electronic signal, and a transmission unit for transmitting determined, evaluated and / or stored sensor values of the sensor. The object is achieved for a generic method by measuring by means of a sensor quality parameters of the wastewater, the sensor values are transmitted directly or indirectly to a transmission unit and transmitted from this to a receiving unit.
Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung kann die Kontrolle des Abwassers automatisiert erfolgen. Durch die Verbindung des Sensors mit einer Übertragungseinheit sind die Sensorwerte auch aus einer Entfernung von der durch den Sensor überwachten Kläranlage kontrollierbar. Durch den geringeren personellen Kontrollaufwand aufgrund des einfacheren Zugangs zu den Sensordaten können die Kontrollen häufiger erfolgen, ohne daß dadurch der Kontrollaufwand insgesamt ansteigt. Dadurch werden die durch eine entsprechende Kontrollvorrichtung kontrollierten Kläranlagen mit sehr niedrigen Kosten betriebssicherer. Das Risiko, daß eine solche Kläranlage ungereinigtes oder nur teilweise gereinigtes Abwasser in die Umwelt abgibt, ist verringert. Die übermittelten Sensorwerte können dazu genutzt werden, um Betriebsstörungen zu erkennen und unmittelbar darauf zu reagieren. Auch aus der Tendenz mehrerer aufeinanderfolgender Sensorielle können Risikosituationen erkannt und entsprechend darauf reagiert werden. Entsprechendes gilt für das erfindungsgemäße Verfahren.By the device according to the invention, the control of the wastewater can be automated. By connecting the sensor to a transmission unit, the sensor values can also be controlled from a distance from the treatment plant monitored by the sensor. Due to the reduced staff control effort due to the easier access to the sensor data, the controls can be performed more frequently without increasing the overall control effort. As a result, the controlled by an appropriate control device sewage treatment plants with very low costs more reliable. The risk that such a treatment plant emits unpurified or only partially purified wastewater into the environment is reduced. The transmitted sensor values can be used to detect malfunctions and react immediately. Also from the The tendency of several consecutive sensorials can be recognized and reacted to risk situations. The same applies to the method according to the invention.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Abwandlungen der Erfindung ergeben sich aus den Merkmalen der Unteransprüche, der nachfolgenden gegenständlichen Beschreibung und den Zeichnungen.Further advantageous embodiments and modifications of the invention will become apparent from the features of the subclaims, the following objective description and the drawings.
Die Erfindung soll nun anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben werden. Es zeigen:The invention will now be described in more detail with reference to embodiments. Show it:
Fig. 1 : eine Ansicht auf eine Vorrichtung zur Klärung von Abwasser,1 shows a view of a device for clarifying wastewater,
Fig. 2: eine Ansicht von oben auf die in Fig. 1 gezeigte Vorrichtung,FIG. 2 is a top view of the device shown in FIG. 1; FIG.
Fig. 3: eine Prinzipskizze der Pumpvorrichtung,3 is a schematic diagram of the pumping device,
Fig. 4: eine Ansicht auf eine gemeinsame Baueinheit mit einer Pumpe und einem Mehrwegeventil, undFig. 4 is a view of a common unit with a pump and a multi-way valve, and
Fig. 5: eine Darstellung einer Kontrollvorrichtung für eine Kläranlage.5 shows an illustration of a control device for a sewage treatment plant.
In Fig. 1 ist eine Vorrichtung 2 zur Klärung von Abwasser mit einem Klärbehälter 4 dargestellt, der im Ausführungsbeispiel eine Klärkammer 6 und zwei Vorkammern 8 aufweist. Die Klärkammer 6 und die Vorkammern 8 sind voneinander durch eine Trennwand 10 abgetrennt. Das Schmutzwasser 12 wird zunächst in eine Vorkammer 8 befördert. Von dort wird das Schmutzwasser 12 in die Klärkammer 6 gepumpt, und das in der Klärkammer 6 enthaltene Klarwasser 14 wird von der Pumpvorrich- tung 18 aus der Vorrichtung 2 abgepumpt. !m Ausführungsbeispiel sind die beiden Vorkammern 8 durch einen Überlauf 16 miteinander verbunden. Die Pumpvorrichtung 18 saugt das Schmutzwasser 12 über einen Zulauf 20 aus einer Vorkammer 8 in die Klärkammer 6, in der ein Klärprozeß ablaufen kann. Nach Abschluß des Klärprozesses in der Klärkammer 6, zeitgetaktet oder bei einem vorgewählten maximalen Füllstand in den Vorkammern 8 oder der Klärkammer 6 pumpt die Pumpvorrichtung 18 in der Klärkammer 6 vorhandenes Klarwasser 14 in den Ablauf 22.In Fig. 1, a device 2 for clarifying wastewater with a clarifier 4 is shown, which has a clarification chamber 6 and two pre-chambers 8 in the embodiment. The clarification chamber 6 and the pre-chambers 8 are separated from each other by a partition 10. The dirty water 12 is first transported into an antechamber 8. From there, the dirty water 12 is pumped into the clarification chamber 6, and the clarified water 14 contained in the clarification chamber 6 is discharged from the pumping device. Device 18 pumped out of the device 2. In the exemplary embodiment, the two prechambers 8 are connected to one another by an overflow 16. The pumping device 18 sucks the dirty water 12 via an inlet 20 from an antechamber 8 into the clarification chamber 6, in which a clarification process can take place. After completion of the treatment process in the clarification chamber 6, timed or at a preselected maximum level in the prechambers 8 or the clarification chamber 6, the pumping device 18 pumps in the clarification chamber 6 existing clear water 14 into the drain 22nd
Die Anordnung der Pumpvorrichtung 18 in der Vorrichtung 2 kann aus der Ansicht von oben, die in Fig. 2 dargestellt ist, gut nachvollzogen werden.The arrangement of the pumping device 18 in the device 2 can be well understood from the view from above, which is shown in Fig. 2.
Der Zulauf 20 reicht von der Vorkammer 8 in die Pumpvorrichtung 18. Der Ablauf 22 reicht von der Pumpvorrichtung 18 in eine Ablaufleitung, die das Klarwasser aus der Vorrichtung 2 abführt.The inlet 20 extends from the pre-chamber 8 in the pumping device 18. The drain 22 extends from the pumping device 18 in a drain line, which dissipates the clear water from the device 2.
Abweichend von dem in Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel kann der Klärbehälter andere Formen aufweisen, die Unterteilung der einzelnen Kammern kann unterschiedlich gewählt werden, oder es sind mehrere Klärbehälter 4 vorgesehen, durch die das Schmutzwasser aufeinanderfolgend hindurchgeleitet wird. Für den Gegenstand der Erfindung ist es wesentlich, daß eine Pumpvorrichtung 18 vorgesehen ist, die in der Lage ist, Schmutzwasser 12 aus einer Vorkammer 8 in eine Klärkammer 6 zu pumpen und darüber hinaus wahlweise auch das in der Klärkammer 6 vorhandene Klarwasser 14 in einen Ablauf 22 pumpen kann.Notwithstanding the embodiment shown in FIGS. 1 and 2, the clarifier can have other shapes, the division of the individual chambers can be chosen differently, or there are several clarifier 4 is provided, through which the dirty water is passed successively. For the object of the invention, it is essential that a pumping device 18 is provided which is able to pump dirty water 12 from an antechamber 8 in a clarification chamber 6 and, optionally, also in the clarification chamber 6 existing clear water 14 in a sequence 22 can pump.
Die Begriffe "Schmutzwasser" und "Klarwasser", "Vorkammer" und "Klärkammer" werden in dieser Beschreibung gebraucht, um die Herkunft des jeweiligen Wassers aus einer entsprechenden Kammer 6, 8 zuordnen zu können, die das Wasser aufeinanderfolgend durchläuft. Diese Begriffe bedeuten nicht, daß das Schmutzwasser 12 noch erhebliche Verschmutzungen aufweisen muß oder daß das Klarwasser 14 in jedem Fall vollständig geklärt sein muß, oder daß in der Vorkammer 8 kein Klärprozeß stattfindet. Die Pumpvorrichtung 18 könnte vielmehr auch an Stelle des Überlaufs 16 Schmutzwasser aus der ersten Vorkammer 8 in die zweite Vorkammer 8 befördern, und das in der zweiten Vorkammer 8 vorhandene Klarwasser in einen Ablauf 22 pumpen, der in der Klärkammer 6 mündet.The terms "dirty water" and "clear water", "pre-chamber" and "clearing chamber" are used in this description in order to be able to assign the origin of the respective water from a corresponding chamber 6, 8, which passes through the water in succession. These terms do not mean that the dirty water 12 must still have significant contamination or that the clear water 14 must be fully clarified in any case, or that takes place in the antechamber 8 no clarification process. Rather, the pumping device 18 could also carry dirty water from the first pre-chamber 8 into the second pre-chamber 8 instead of the overflow 16, and pump the clear water present in the second pre-chamber 8 into a drain 22 which opens into the clarification chamber 6.
In Fig. 3 ist ein Beispiel gezeigt, auf welche Weise eine Pumpe 26 mit dem Zulauf 20 und dem Ablauf 22 verbindbar ist. Der Zulauf 20 und der Ablauf 22 münden jeweils in ein Mehrwegeventil 24, an das auch die Pumpe 26 über einen Rohrabschnitt 28 angeschlossen ist. Im Mehrwegeventil 24 befindet sich ein Schieber 30, der von einem Stellmotor 32 betätigt wird. In Fig. 3 ist der Schieber 30 in vollen Linien in einer Position dargestellt, in der er die Verbindung des Zulaufs 20 mit der Pumpe 26 blok- kiert. In gestrichelten Linien ist die Position des Schiebers 30 dargestellt, in der dieser den Ablauf 22 blockiert. Bei einer bidirektional betreibbaren Pumpe 26 kann diese, wenn sich der Schieber 30 in der gestrichelten Position befindet, durch den Zulauf 20 Schmutzwasser 12 in den Rohrabschnitt 28 saugen und das angesaugte Schmutzwasser 12 durch eine in der Pumpe 26 befindliche Abgabeöffnung in die Klärkammer 6 befördern. Soll die Pumpe 26 Klarwasser 14 aus der Klärkammer 6 hinausbefördern, so wird der Schieber 30 in die in vollen Linien dargestellte Position bewegt, so daß das von der Pumpe 26 angesaugte Klarwasser 14 durch den Rohrabschnitt 28 hindurch in den Ablauf 22 gelangt und auf diese Weise die Klärkammer 6 verläßt. Der Abschnitt des Mehrwegeventils 24, in dem der Schieber 30 bewegbar ist, wird durch eine Bypass-Leitung 36 umgangen.FIG. 3 shows an example of how a pump 26 can be connected to the inlet 20 and the outlet 22. The inlet 20 and the outlet 22 each open into a multi-way valve 24, to which the pump 26 is connected via a pipe section 28. In multi-way valve 24 is a slide 30 which is actuated by a servomotor 32. In Fig. 3, the slider 30 is shown in solid lines in a position in which he kiert blocking the connection of the inlet 20 with the pump 26. In dashed lines, the position of the slide 30 is shown, in which it blocks the drain 22. In a bidirectionally operable pump 26, this can when the slider 30 is in the dashed position, suck through the inlet 20 dirty water 12 into the pipe section 28 and convey the sucked dirty water 12 through a 26 located in the discharge opening in the clarification chamber 6. If the pump 26 carry clear water 14 out of the clarification chamber 6, the slide 30 is moved to the position shown in solid lines, so that the sucked by the pump 26 clear water 14 passes through the pipe section 28 into the drain 22 and in this way the clarification chamber 6 leaves. The portion of the multi-way valve 24, in which the slider 30 is movable, is bypassed by a bypass line 36.
Die im Ausführungsbeispiel gezeigte Anordnung eines Mehrwegeventils 24 ist kostengünstig herstellbar. Das Mehrwegeventil 24 kann beispielsweise aus passend abgelängten Stücken handelsüblicher PVC-Rohre hergestellt werden, die bei einem fertigen Mehrwegeventil 24 an den Kontaktstellen miteinander verschweißt oder verklebt sind. Bei entsprechender Dimensionierung der verwendeten Rohrabschnitte kann es auch schon ausreichen, die betreffenden Bauteile einfach ineinander zu stecken. Der im Ausführungsbeispiel dargestellte Aufbau des Mehrwegeventils 24 kann nach Bedarf abgewandelt werden.The arrangement shown in the embodiment of a multi-way valve 24 is inexpensive to produce. The multi-way valve 24 may for example be made of suitably cut to length pieces of commercial PVC pipes that at a finished multi-way valve 24 are welded or glued together at the contact points. With appropriate dimensioning of the pipe sections used, it may also be sufficient simply to put the relevant components into each other. The structure of the multi-way valve 24 shown in the embodiment can be modified as needed.
In dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel befindet sich im Bereich des Mehrwegeventils 24 ein Anschluß für eine Spülleitung 34. Die Spülleitung 34 mündet in einem Abschnitt in das Mehrwegeventil 24 ein, in dem der Schieber 30 in einer Stellposition die Spülleitung 34 vollflächig abdecken kann. Pumpt die Pumpe 24 beispielsweise Klarwasser 14 in Richtung des Ablaufes 22, so kann die Bewegung des Schiebers 30 aus der gestrichelten Position in die in vollen Linien dargestellte Position verzögert erfolgen, damit zunächst im Rohrabschnitt 28 vorhandenes Wasser durch den Zulauf 20, soweit vorhanden, aber auch durch die Spülleitung 34 das Mehrwegeventil 24 verlassen kann. Durch das verzögerte Öffnen des Ablaufes 22 kann auf diese Weise zunächst im Rohrabschnitt 28 eventuell noch vorhandenes Schmutzwasser 12 abgefördert werden, bevor dann reines Klarwasser 14 in den Ablauf 22 befördert wird. Wenn das von der Pumpe 26 beförderte Wasser in die Spülleitung 34 gedrückt wird, strömt aus dem dem Mehrwegeventil 24 abgewandten Ende der Spülleitung 34 Wasser mit erheblicher Geschwindigkeit aus. Wenn das Ende der Spülleitung 34 so positioniert ist, daß es dicht vor dem Boden der Klärkammer 6 endet, so kann das aus der Spülleitung 34 austretende Wasser im Bodenbereich angesammelte Sedimente aufwirbeln, die sich dann entweder im Klarwasser 14 verteilen oder durch den Zulauf 20 oder den Ablauf 22 -je nach Stellung des Schiebers 30 und der räumlichen Anordnung der entsprechenden Öffnungen im Mehrwegeventil 24 im Verhältnis zum Schieber 30 - aus der Klärkammer 6 hinauspumpen lassen können. Durch die regelmäßigen Spülvorgänge wird verhindert, daß sich Sedimente dauerhaft auf dem Boden des Klärbehälters 4 absetzen können und von dort nur manuell wieder entfernt werden können.In the embodiment shown in Fig. 3 is located in the region of the multi-way valve 24, a connection for a purge line 34. The purge line 34 opens into a portion in the multi-way valve 24, in which the slide 30 in a parking position, the purge line 34 can cover the entire surface. Pumps the pump 24, for example, clear water 14 in the direction of the drain 22, the movement of the slider 30 from the dashed position can be delayed in the position shown in solid lines, so initially in the pipe section 28 existing water through the inlet 20, if any, but also through the purge line 34 can leave the multi-way valve 24. Due to the delayed opening of the drain 22 may be discharged in this way first in the pipe section 28 any remaining waste water 12, before then pure clear water 14 is conveyed into the drain 22. When the water conveyed by the pump 26 is forced into the purge line 34, water flows from the end of the purge line 34 facing away from the multi-way valve 24 at a considerable speed. When the end of the purge line 34 is positioned to terminate close to the bottom of the clarification chamber 6, the water exiting the purge line 34 may agitate accumulated sediments in the bottom region, which may then be distributed either in the clear water 14 or through the inlet 20 or the drain 22 - depending on the position of the slider 30 and the spatial arrangement of the corresponding openings in the multi-way valve 24 in relation to the slide 30 - can pump out of the clarification chamber 6. The regular rinsing prevents sediment can settle permanently on the bottom of the clarifier 4 and from there only manually can be removed again.
Abweichend vom Ausführungsbeispiel ist es möglich, das Mehrwegeventil 24 so auszubilden, daß in dieses mehrere Zuläufe 20 und/oder mehrere Abläufe 22 einmünden. In diesem Fall ist das Mehrwegeventil 24 entsprechend umzugestalten, so daß durch eine Bewegung des Schiebers 30 unterschiedliche gewünschte Förderrichtungen des von der Pumpe 26 bewegten Wassers einstellbar sind. An Stelle eines Mehrwegeventils 24 kann der Zulauf 20 und der Ablauf 22 auch jeweils durch einen eigenen Schieber 30 geöffnet bzw. verschlossen werden, allerdings bedeuten die mehreren Schieber 30 einen erhöhten Aufwand.Notwithstanding the embodiment, it is possible to form the multi-way valve 24 so that several feeds 20 and / or several processes 22 open into this. In this case, the multi-way valve 24 is to be redesigned accordingly, so that 30 different desired flow directions of the water moved by the pump 26 can be adjusted by a movement of the slider. Instead of a multi-way valve 24, the inlet 20 and the outlet 22 can also be opened or closed in each case by a separate slide 30, but the multiple slides 30 represent an increased outlay.
Ein Schieber 30 wird im Ausführungsbeispiel von einem Stellmotor 32 als Aktor betätigt, er kann jedoch auch passiv betätigbar sein, beispielsweise durch den Pumpendruck. Im Ausführungsbeispiel ist der Aktor als ein einfacher Elektromagnet ausgebildet, der in zwei Stellungen schaltbar ist. Eine solche Lösung ist sehr kostengünstig. Die Bewegung des Stellmotors 32 wird über eine Koppelstange auf den Schieber 30 übertragen. Der Stellmotor 32 kann jedoch auch als Elektromotor, Hydraulikzylinder, Pneumatikzylinder und dergleichen ausgebildet sein.A slide 30 is actuated in the embodiment of a servo motor 32 as an actuator, but it can also be actuated passively, for example by the pump pressure. In the embodiment, the actuator is designed as a simple electromagnet, which is switchable in two positions. Such a solution is very cost effective. The movement of the servomotor 32 is transmitted to the slider 30 via a coupling rod. However, the servomotor 32 may also be designed as an electric motor, hydraulic cylinder, pneumatic cylinder and the like.
In dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist an die Pumpe 26 ein Belüfter 38 angeschlossen. Der Belüfter 38 besteht im Ausführungsbeispiel aus einem Kegelstumpf mit einem aufgesetzten Schneckengang, bei dessen Drehung Luft aus einem Luftzuführraum nach unten in Förderrichtung des Schneckenganges befördert wird. Ist der Belüfter 38 in Wasser eingetaucht, wird bei einer schnellen Drehzahl des Belüfters 38 kontinuierlich Luft in das umgebende Wasser gedrückt. Der in der Luft enthaltene Sauerstoff wird von den Bakterien benötigt, um im Rahmen einer biologischen Klärstufe die chemikalischen Verbindungen, die sich im Schmutzwasser 12 befinden, zu unschädlichen Substanzen weiter zu verarbeiten. Im Ausfüh- rungsbeispiθ! bekommt der Belüfter 38 Frischluft durch ein Belüftungsrohr 40. Bei entsprechender Stellung des Schiebers 30 und einer entsprechenden Rohrführung des Zulaufes 20 und/oder des Ablaufes 22 kann die Frischluft auch von der Pumpe 26 dem Belüfter 38 zugeführt werden. Die Pumpe ist dann dazu geeignet, neben dem Schmutzwasser 12 und dem Klarwasser 14 zusätzlich auch Luft für die Belüftung der Klärkammer 6 zu fördern. Der Belüfter 38 kann jedoch auch als ein separates, von der Pumpe 26 getrenntes Bauteil ausgeführt sein, der über einen eigenen Antrieb und eine von der Pumpe 26 unabhängige Luftzuführung verfügt.In the embodiment shown in Fig. 3, an aerator 38 is connected to the pump 26. In the exemplary embodiment, the aerator 38 consists of a truncated cone with an attached worm gear, in the rotation of which air is conveyed from an air feed space downwards in the conveying direction of the worm gear. If the aerator 38 immersed in water, air is continuously pressed into the surrounding water at a fast speed of the aerator 38. The oxygen contained in the air is needed by the bacteria to further process the chemical compounds contained in the waste water 12 into harmless substances as part of a biological clarification stage. In the version rungsbeispiθ! the aerator 38 fresh air through a vent tube 40. With a corresponding position of the slide 30 and a corresponding pipe guide of the inlet 20 and / or the drain 22, the fresh air can also be supplied from the pump 26 to the aerator 38. The pump is then suitable, in addition to the dirty water 12 and the clear water 14 in addition to promote air for the ventilation of the clarification chamber 6. However, the aerator 38 may also be designed as a separate, separate from the pump 26 component, which has its own drive and an independent of the pump 26 air supply.
Der Antrieb der Pumpe 26 kann durch einen in die Pumpe 26 integrierten Elektromotor erfolgen. Davon abweichend kann ein Motor 42 jedoch auch neben der Pumpe 26 angeordnet sein, um diese über ein Getriebe oder einen Keilriemen anzutreiben, oder ein Motor 42 treibt ausschließlich den Belüfter 38 an, oder der Motor 42 treibt sowohl die Pumpe 26 wie auch den Belüfter 38 an. Der Motor 42 kann auch beabstandet zur Pumpvorrichtung 18 im Klärbehälter 4 oder außerhalb desselben angeordnet sein.The drive of the pump 26 may be effected by an electric motor integrated in the pump 26. Deviating from this, however, a motor 42 may also be disposed adjacent to the pump 26 to drive it via a transmission or V-belt, or a motor 42 drives only the aerator 38, or the motor 42 drives both the pump 26 and the aerator 38 at. The motor 42 may also be spaced from the pumping device 18 in the clarifier 4 or outside thereof.
Die in Fig. 3 dargestellte Pumpvorrichtung 18 verfügt in dem dort dargestellten Ausführungsbeispiel über eine elektronische Steuerung 46, die auch als Regelung ausgelegt sein kann. Über eine geeignete Software steuert die Steuerung 46 den Betrieb der Pumpe 26 und die Schaltstellung des Schiebers 30 über Stellsignale an den Stellmotor 32. Um den Zulauf von Schmutzwasser 12 zu ermöglichen, schaltet die Steuerung 46 die Pumpe 26 ein und gibt dem Stellmotor 32 den Stellbefehl, den Schieber 30 in eine Position zu bewegen, in der dieser den Ablauf 22 verschließt und den Zulauf 20 freigibt. Auf diese Weise kann die Pumpe 26 dann Schmutzwasser 12 ansaugen.The pump device 18 shown in Fig. 3 has in the embodiment shown there via an electronic control 46, which may also be designed as a control. By means of suitable software, the controller 46 controls the operation of the pump 26 and the switching position of the slider 30 via actuating signals to the servomotor 32. To allow the inflow of dirty water 12, the controller 46 turns on the pump 26 and gives the actuator 32 the control command to move the slider 30 into a position in which it closes the outlet 22 and the inlet 20 releases. In this way, the pump 26 can then suck dirty water 12.
Als Alternative zu einer Ansaugung von Schmutzwasser 12 durch die Pumpe 26 kann diese - insbesondere wenn diese nur in eine Wirkrichtung betreibbar ist - einen kurzen Förderstoß von Wasser in den Zulauf 20 hineindrücken. Wird die Pumpe 26 nach einem kurzen Druckstoß gestoppt, so neigt das in den Zulauf 20 hineinbeförderte Wasser dazu, zurückzulaufen und dadurch einen Sog für nachlaufendes Schmutzwasser 12 zu erzeugen. Auf diese Weise kann der Zulauf von Schmutzwasser 12 in die Klärkammer 6 bewirkt werden, ohne daß das sämtliche Volumen des in die Klärkammer 6 einlaufenden Schmutzwassers 12 gepumpt werden müßte.As an alternative to a suction of dirty water 12 by the pump 26th this can - in particular if it is operable only in one direction of action - push a short flow of water into the inlet 20. If the pump 26 is stopped after a short pressure surge, then the water fed into the inlet 20 tends to run back and thereby create a suction for trailing dirty water 12. In this way, the inflow of dirty water 12 can be effected in the clarification chamber 6, without the entire volume of the entering into the clarifier 6 dirty water 12 would have to be pumped.
Soll Klarwasser 14 aus der Klärkammer 6 abgefördert werden, so schaltet die Steuerung 46 die Pumpe 26 ein und gibt dem Stellmotor 32 den Befehl, den Schieber 30 in eine Position zu bewegen, in der dieser den Zulauf 20 verschließt und den Ablauf 22 freigibt. Darüber hinaus kann die Steuerung 46 die Pumpe 26 oder den Motor 42 einschalten, um das in der Klärkammer 6 vorhandene Wasser zu belüften. Je nach Auslegung der Pumpvorrichtung 18 kann die Steuerung 46 den Belüfter 38 auch isoliert ein- oder ausschalten.If clear water 14 are to be discharged from the clarification chamber 6, the controller 46 switches on the pump 26 and gives the servomotor 32 the command to move the slide 30 into a position in which it closes the inlet 20 and releases the outlet 22. In addition, the controller 46 may turn on the pump 26 or the motor 42 to aerate the water present in the clarification chamber 6. Depending on the design of the pumping device 18, the controller 46 can also switch the aerator 38 on or off in isolation.
Der Zulauf 20 ist über eine Verbindungsleitung mit einem Sensor 48 verbunden, über den Qualitätsparameter des durch den Zulauf 20 beförderten Schmutzwassers 12 ermittelbar sind.The inlet 20 is connected via a connecting line with a sensor 48, can be determined via the quality parameters of the conveyed through the inlet 20 dirty water 12.
Der Sensor 48 kann beispielsweise den Trübungsgrad, pH-Wert, Salzgehalt, Sauerstoffgehalt oder andere Parameter messen, die für die Bestimmung der Wasserqualität bedeutsam sind. Auch besondere Meßwerte, wie beispielsweise der BSB- und/oder der CSB-Wert können sensorgestützt ermittelt werden. Auch kann überwacht werden, ob bestimmte, nicht zugelassene Chemikalien in eine Kläranlage eingeleitet werden, wie beispielsweise Öl, die nicht an die Umwelt abgegeben werden sollen. Die Messung der Sensoren 48 kann kontinuierlich oder diskontinuierlich erfolgen. Je nach dem, ob die vom Sensor 48 ermittelten Daten sich innerhalb vorgegebener Stellwerte bewegen oder nicht, kann die Steuerung 46 in Abhängigkeit der an diese übermittelten Sensordaten die Vorrichtung 2 oder ihre Komponenten auf einen Störungsmodus umschalten. Der Störungsmodus kann darin bestehen, daß der Zulauf 20 oder der Ablauf 22 vom Schieber 30 blockiert werden, die Pumpe 26 stillgelegt wird und/oder ein Alarmsignal ausgegeben wird. Das Alarmsignal kann optisch, akustisch, elektrisch und/oder auf dem Funkwege übermittelt werden. Die ermittelten Sensordaten können auch von der Steuerung 46 oder vom Sensor 48 selbst gespeichert werden, so daß aufgrund der gespeicherten Daten eine Dokumentation über die jeweils ermittelten Sensorwerte vorhanden ist.For example, the sensor 48 may measure turbidity, pH, salinity, oxygen content, or other parameters that are important in determining water quality. Also special measurements, such as the BOD and / or the COD value can be determined sensor-based. It is also possible to monitor whether certain unauthorized chemicals are being discharged into a treatment plant, such as oil, which should not be released into the environment. The measurement of the sensors 48 can be continuous or discontinuous. Depending on whether the data determined by the sensor 48 are moving within predefined control values or not, the controller 46 can switch the device 2 or its components to a fault mode as a function of the sensor data transmitted thereto. The fault mode may be that the inlet 20 or the drain 22 are blocked by the slide 30, the pump 26 is shut down and / or an alarm signal is output. The alarm signal can be transmitted optically, acoustically, electrically and / or by radio. The determined sensor data can also be stored by the controller 46 or by the sensor 48 itself, so that on the basis of the stored data, a documentation about the respectively determined sensor values is available.
In einer bevorzugten Ausführung ist der Sensor 48 in einem Gehäuse eingebaut, das über einen lösbaren Anschluß 50 mit der Verbindungsleitung verbunden ist. Auf diese Weise ist der Sensor 48 leicht austauschbar, beispielsweise für Kontroll- oder Wartungszwecke. Der Sensor 48 kann in einen Behälter eingebaut sein, der wasserdicht ausgebildet ist, so daß in dem Behälter eine Wassermenge speicherbar und kontrollierbar ist. In einer bevorzugten Ausgestaltung verfügt der Behälter über eine separate Zulauf- und Ablauföffnung, über die der Behälter mit einer Testcharge be- füllbar und nach einem Testlauf wieder entleerbar ist. Der Behälter ist von der Anschlußleitung, mit er mit dem Zu- bzw. Ablauf 20, 22 verbunden ist, trennbar.In a preferred embodiment, the sensor 48 is installed in a housing which is connected via a releasable terminal 50 to the connecting line. In this way, the sensor 48 is easily replaceable, for example for inspection or maintenance purposes. The sensor 48 may be incorporated in a container which is watertight, so that an amount of water can be stored and controlled in the container. In a preferred embodiment, the container has a separate inlet and outlet opening, via which the container can be filled with a test batch and emptied again after a test run. The container is from the connection line, with he connected to the inlet and outlet 20, 22, separable.
In Fig. 4 findet sich ein Vorschlag, wie die Pumpe 26 und das Mehrwegeventil 24 als gemeinsame Baueinheit in der Vorrichtung 2 montierbar sind. Das Mehrwegeventil 24 ist zusammen mit der Pumpe 26 in ein Gehäuse 44 eingebaut, das diese Komponenten umgibt. Die Montage der auf diese Weise realisierten Baueinheit ist einfach, indem das Gehäuse 44 in eine Klärkammer 6 eingehängt oder dort an einer Wandung befestigt wird. Als Gehäuse 44 sind wiederum Standardrohre, beispiels- weise aus PVC hergestellt, verwendbar, die kostengünstig zu beschaffen und zu bearbeiten sind.In Fig. 4 is a suggestion as the pump 26 and the multi-way valve 24 can be mounted as a common unit in the device 2. The multi-way valve 24 is installed together with the pump 26 in a housing 44 which surrounds these components. The assembly of the unit realized in this way is simple in that the housing 44 is suspended in a clarification chamber 6 or fastened there to a wall. As housings 44 are again standard tubes, for example made of PVC, usable, which are inexpensive to procure and edit.
In Fig. 5 ist die Kontrollvorrichtung 52 näher dargestellt. Die Kontrollvorrichtung 52 verfügt über einen oder mehrere Sensoren 48, die Kontakt zu einer Probemenge des zu untersuchenden Abwassers haben. Die von dem oder den Sensoren 48 ermittelten Sensorwerte können als elektronisches Signal über Leitungen 54 an einen Computerchip 56 übermittelt werden. Vom Computerchip 56 aus können die Sensordaten an eine Übertragungseinheit 58 überragen werden. Die Übertragungseinheit 58 kann in den Computerchip 56 integriert oder als separates Bauteil ausgeführt sein. Die Übertragungseinheit 58 ist so ausgelegt, daß sie ermittelte, ausgewertete und/oder gespeicherte Sensordaten des oder der Sensoren 48 übertragen kann, insbesondere in elektronischer Form. Die Übertragung von der Übertragungseinheit 58 kann kabelgebunden erfolgen, beispielsweise über Telefon- oder Stromkabel, oder über eine Funkstrecke, wie beispielsweise nach dem für Handynetze gebräuchlichen GSM-Standard. Durch die Benutzung vorhandener Netze, wie der Strom-, Telefon- und Handynetze, wird der Installationsaufwand für die Installation der Kontrollvorrichtung 52 verringert, weil nur die Kontrollvorrichtung 52 selbst installiert werden muß.In Fig. 5, the control device 52 is shown in more detail. The control device 52 has one or more sensors 48 that have contact with a sample amount of the wastewater to be examined. The sensor values determined by the sensor or sensors 48 can be transmitted as an electronic signal via lines 54 to a computer chip 56. From the computer chip 56, the sensor data can be projected beyond a transmission unit 58. The transfer unit 58 can be integrated in the computer chip 56 or executed as a separate component. The transmission unit 58 is designed such that it can transmit detected, evaluated and / or stored sensor data of the sensor or sensors 48, in particular in electronic form. The transmission from the transmission unit 58 may be wired, for example via telephone or power cable, or via a radio link, such as for example according to the usual for mobile phone networks GSM standard. By using existing networks, such as the power, telephone and mobile phone networks, the installation costs for the installation of the control device 52 is reduced because only the control device 52 itself must be installed.
Die Übertragung der Sensorwerte kann kontinuierlich, zeitgetaktet, volumenabhängig, meßwertabhängig oder von sonstigen Parametern abhängig erfolgen. Eine Filterung der zu übertragenden Sensorwerte kann sinnvoll sein, um das anfallende Datenvolumen, das Meßwerte in unkritischen Bereichen andeuten, zu verringern. Die Filterung der anfallenden Sensorwerte ist bereits als eine Auswertung der anfallenden Daten anzusehen. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, sämtliche anfallenden Sensorwerte zu übertragen, um den ordnungsgemäßen Betrieb der Anlage anhand der übermittelten Daten zu überprüfen und in einer entfernten Stelle durch Abspei- chern der Sensorwerte für einen gegebenen Zeitraum zu dokumentieren.The transmission of the sensor values can be continuous, timed, volume-dependent, dependent on the measured value or dependent on other parameters. Filtering of the sensor values to be transmitted may be expedient in order to reduce the accumulated data volume, which indicates measured values in uncritical regions. The filtering of the resulting sensor values is already to be regarded as an evaluation of the resulting data. However, it may also be provided to transmit all resulting sensor values in order to check the correct operation of the system on the basis of the transmitted data and to store them in a remote location by means of to document the sensor values for a given period of time.
In dem in Figur 5 dargestellten Ausführungsbeispiel ist zwischen dem Computerchip 56 und der Übertragungseinheit 58, die beispielhaft als Funkgerät ausgebildet ist, eine zusätzliche Bedieneinheit 60 vorhanden, die über eine Tastatur 62 und ein Display 64 verfügt. Außerdem kann über Kontroll-Leuchten 66 der Betriebszustand angezeigt werden. Die Bedieneinheit 60 ist für eine funktionierende Kontrollvorrichtung 52 nicht unbedingt erforderlich, sie erleichtert jedoch die Installation und Benutzung der Kontrollvorrichtung 52. Die Bedieneinheit 60 kann um sinnvolle Funktionen ergänzt werden, oder aber auch in abgespeckter Version verwendet werden. Die Bedieneinheit 60 ist über eine Leitung 54 mit dem Computerchip 56 verbunden.In the embodiment shown in Figure 5, an additional operating unit 60 is provided between the computer chip 56 and the transmission unit 58, which is exemplified as a radio device, which has a keyboard 62 and a display 64. In addition, the operating state can be displayed via control lights 66. The control unit 60 is not necessarily required for a functioning control device 52, but it facilitates the installation and use of the control device 52. The control unit 60 can be supplemented with useful functions, or even be used in a slimmed-down version. The operating unit 60 is connected via a line 54 to the computer chip 56.
Der Computerchip 56 kann Bestandteil einer Steuerung 46 sein, mit der die Funktion und der Betrieb der Pumpe 26, des Stellmotors 32 und/oder des Belüfters 38 steuerbar ist, oder die Steuerung 46 ist in den Computerchip 56 integriert. Die Steuerung kann auch in die Bedieneinheit 60 integriert sein. Im Ausführungsbeispiel werden die Steuerbefehle der Steuerung 46 auf eine Schalteinheit 68 übertragen, die dem Stromfluß zur Pumpe 26, dem Stellmotor 32 und dem Belüfter 38 schaltet. Zusätzlich wird von der Schalteinheit 68 noch eine Heizvorrichtung und/oder Kühlung 70 ein- beziehungsweise ausgeschaltet, die erforderlich sein kann, um bestimmte Meßbedingungen zur Ermittlung der Sensorwerte herzustellen.The computer chip 56 may be part of a controller 46, with which the function and operation of the pump 26, the servo motor 32 and / or the aerator 38 is controllable, or the controller 46 is integrated into the computer chip 56. The controller may also be integrated into the operating unit 60. In the exemplary embodiment, the control commands of the controller 46 are transmitted to a switching unit 68, which switches the flow of current to the pump 26, the servomotor 32 and the aerator 38. In addition, a heating device and / or cooling 70 is switched on or off by the switching unit 68, which may be required in order to establish certain measuring conditions for determining the sensor values.
Der Computerchip 56 oder die Bedieneinheit 60 können so ausgebildet sein, daß sie zusätzlich eine nicht näher dargestellte Auswerteeinheit umfassen. Die Auswerteeinheit kann softwaregesteuert die Sensorwerte der Sensoren 48 auswerten, indem beispielsweise die Sensorwerte mit programmierten Schwellwerten verglichen werden. Überschreitet ein Sensorwert einen Schwellwert, beispielsweise indem der pH- Wert einer Abwasserprobe vom Sensor 48 mit 6,8 ermittelt wird und damit unter ei- nem programmierten Schwellwert von 7,0 iiegt, so kann die Auswertung in der Weise erfolgen, daß ein Alarm gegeben oder die Kläranlage von der Kontrollvorrichtung 52 beziehungsweise ihre Steuerung 46 in einen Störungsmodus umgeschaltet wird. Dazu kann die Kontrollvorrichtung 52 ein entsprechendes Signal an die Steuerung 46 übermitteln, oder die Kontrollvorrichtung übersteuert die Steuerung 46 mit ihren Signalen. Der Alarm kann erfolgen, indem über die Übertragungseinheit 58 ein Signal an eine entfernte Empfangseinheit 74 ausgegeben wird, das auf einen unzulässigen Betriebszustand der Kläranlage hinweist. Ein Alarmzustand kann auch durch die Kontroll-Leuchten 66 oder durch einen akustischen Alarmton angezeigt werden. Aufgrund des Alarms kann von der Empfangseinheit 74 aus ein Entstördienst alarmiert werden, der die Kläranlage überprüft und Betriebsstörungen beseitigt. Der Störungsmodus kann so ausgestaltet sein, daß die Steuerung 46 den Betrieb der Pumpe 26 blockiert, so daß kein Abwasser mehr von der Pumpe 26 befördert wird, oder der Stellmotor 32 wird so geschaltet, daß er den Schieber 30 in eine Schließstellung bewegt, so daß dadurch der Abfluß von nicht oder nur unzureichend geklärtem Abwasser gestoppt wird.The computer chip 56 or the operating unit 60 may be designed so that they additionally comprise an evaluation unit, not shown. The evaluation unit can evaluate the sensor values of the sensors 48 by software control, for example by comparing the sensor values with programmed threshold values. If a sensor value exceeds a threshold value, for example, if the pH value of a waste water sample is determined by the sensor 48 to be 6.8 and thus below a threshold value. nem programmed threshold of 7.0 iiegt, so the evaluation can be made in such a way that an alarm or the sewage treatment plant of the control device 52 and their control 46 is switched to a fault mode. For this purpose, the control device 52 can transmit a corresponding signal to the control 46, or the control device overrides the control 46 with its signals. The alarm can be effected by a signal is output to a remote receiving unit 74 via the transmission unit 58, which indicates an inadmissible operating state of the sewage treatment plant. An alarm condition may also be indicated by the control lights 66 or by an audible alarm sound. Due to the alarm can be alerted by the receiving unit 74 from a Entstördienst, which checks the sewage treatment plant and eliminates malfunction. The fault mode may be configured such that the controller 46 blocks the operation of the pump 26 so that wastewater is no longer carried by the pump 26 or the servomotor 32 is switched to move the spool 30 to a closed position the effluent is stopped by not or only insufficiently clarified wastewater.
Zusätzlich oder anstelle der vorstehend erläuterten Schutzmaßnahmen kann der Störungsmodus auch Maßnahmen vorsehen, durch die das Qualitätsparameter, dessen Sensorwert einen Schwellwert überschritten hat, wieder in einen Normalbereich zurückgeführt wird. So könnte im Störungsmodus der Belüfter 38 eingeschaltet oder auf Maximalleistung geschaltet werden, um eine größere Menge von Sauerstoff in das Abwasser einzuleiten, oder es wird eine Menge einer basisch wirkenden Substanz in das Abwasser geleitet, um den pH-Wert in einen unkritischen Bereich anzuheben oder im Abwasser befindliches Ammoniak zu neutralisieren, oder es werden bestimmte Bakterienkulturen in die betreffende Klärkammer 6 gegeben, um den Klärprozeß zu stabilisieren. Der Computerchip 56 und/oder die Auswerteeinheit, die Bedieneinheit oder die Steuerung 46 können die Sensorwerte speichern, damit sie zu einem späteren Zeitpunkt automatisch übermittelt, abgefragt oder über die Bedieneinheit 60 ausgelesen werden können. Die Speicherung der Sensorwerte kann vorteilhaft sein, um Ge- nehmigungs- oder Aufsichtsbehörden den ordnungsgemäßen Betrieb der Anlage in einem Dokumentationszeitraum nachzuweisen.In addition to or instead of the protective measures explained above, the fault mode can also provide measures by which the quality parameter whose sensor value has exceeded a threshold value is returned to a normal range. Thus, in the fault mode, the aerator 38 could be switched on or switched to maximum power to introduce a larger amount of oxygen into the wastewater, or a quantity of a basic substance is passed into the wastewater to raise the pH to a non-critical range or to neutralize ammonia present in the wastewater, or certain bacterial cultures are added to the relevant clarification chamber 6 in order to stabilize the clarification process. The computer chip 56 and / or the evaluation unit, the operating unit or the controller 46 can store the sensor values so that they can be automatically transmitted, interrogated or read out via the operating unit 60 at a later point in time. The storage of the sensor values may be advantageous in order to prove the proper operation of the installation in a documentation period to approval or supervisory authorities.
Bevorzugt ist der oder sind die Sensoren 48 in einer Meßkammer 72 angeordnet, die mit Abwasser ganz oder teilweise über die Anschlüsse 50 befüllbar beziehungsweise entleerbar ist. Die Anschlüsse 50 verbinden die Meßkammer 72 mit einem Klärbehälter 4 oder einer Abwasserleitung in Form eines Zulaufs 20 oder Ablaufs 22, aus der eine Probe entnehmbar ist. Die Meßkammer 72 kann durch einen nicht näher dargestellten Schieber zwangsentleerbar sein, oder der Anschluß 50 ist so angeordnet und ausgebildet, daß sich ein zwangsweiser Austausch der in der Meßkammer 72 befindlichen Probe von Abwasser ergibt, beispielsweise mittels einer Durchströmung von Abwasser durch die Meßkammer 72, indem der Ablaufanschluß drucklos in einem Klärbehälter 4 mündet, oder die Meßkammer 72 ist oberhalb des Klärbehälters 4, des Zulaufs 20 oder des Ablaufs 22 angeordnet, so daß sich die Meßkammer 72 bei einem Druckanstieg in der Leitung befüllt und die Entleerung schwerkraftbedingt zwangsläufig bei einem späteren Druckabfall beziehungsweise einer Entleerung der Leitung erfolgt.Preferably, the sensor or sensors 48 are arranged in a measuring chamber 72, which can be filled or emptied with wastewater completely or partially via the connections 50. The ports 50 connect the measuring chamber 72 with a clarifier 4 or a sewer pipe in the form of an inlet 20 or drain 22, from which a sample can be removed. The measuring chamber 72 can be forcibly emptied by a slide, not shown, or the terminal 50 is arranged and formed so that a forced replacement of the sample chamber located in the measuring chamber 72 results from wastewater, for example by means of a flow of sewage through the measuring chamber 72, by the drain port depressurized in a clarifier 4 opens, or the measuring chamber 72 is disposed above the clarifier 4, the inlet 20 or the drain 22, so that the measuring chamber 72 is filled with a pressure increase in the line and the evacuation due to gravity inevitably at a later Pressure drop or emptying of the line takes place.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die Kontrollvorrichtung 52 und die Meßkammer 72 in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet. Auf diese Weise werden Montage- und Verkabelungsfehler bei der Installation der Kontrollvorrichtung 52 in einer Kläranlage vermieden. Die Kontrollvorrichtung 52 kann spritzwassergeschützt in das Gehäuse der Meßkammer 72 integriert werden. Die Montage des gemeinsamen Gehäuses erfolgt durch den Anschluß der Meßkammer 72 an abwasserführen- de Leitungen und die Sicherung der ausreichenden Stromversorgung der Kontrollvorrichtung 52. Damit ist die Kontrollvorrichtung 52 schon betriebsbereit. Die gesamte Baueinheit ist als Modul leicht austauschbar, beispielsweise für Wartungszwecke. Um Meßfehler zu vermeiden, ist es vorteilhaft, die Kontrollvorrichtung 52 mit der Meßkammer 72 in regelmäßigen Zeitintervallen, beispielsweise alle 2 - 5 Jahre, auszutauschen, zu reinigen und die Funktion zu überprüfen. Die Kontrollvorrichtung 52 kann mit einem eigenen Energiespeicher versehen sein, beispielsweise einem Akku, um Störungen und Schwankungen in der Stromversorgung zu überbrücken und bei einem Stromausfall durch ein Alarmsignal den drohenden Ausfall der Kon- trollvorrichtung 52 anzuzeigen. Die Kontrollvorrichtung 52 ist auch mit einem Modul zur Erzeugung von Solarstrom verbindbar, durch den die ausreichende Stromversorgung sichergestellt wird. Die Kontrollvorrichtung 52 kann mit beliebigen Stromversorgungsspannungen, insbesondere 12 V und/oder 220-240 V, betrieben werden.According to an advantageous embodiment, the control device 52 and the measuring chamber 72 are arranged in a common housing. In this way, assembly and wiring errors in the installation of the control device 52 are avoided in a sewage treatment plant. The control device 52 can be splash-proof integrated into the housing of the measuring chamber 72. The assembly of the common housing is carried out by the connection of the measuring chamber 72 to abwasserführ- de lines and the assurance of sufficient power to the control device 52. Thus, the control device 52 is already ready. The entire assembly is easily replaceable as a module, for example, for maintenance purposes. To avoid measurement errors, it is advantageous to exchange the control device 52 with the measuring chamber 72 at regular time intervals, for example every 2 to 5 years, to clean and to check the function. The control device 52 may be provided with its own energy storage device, for example a rechargeable battery, in order to bridge disturbances and fluctuations in the power supply and to indicate the impending failure of the control device 52 in the event of a power failure by an alarm signal. The control device 52 is also connectable to a module for generating solar power, by which the sufficient power supply is ensured. The control device 52 can be operated with any power supply voltages, in particular 12 V and / or 220-240 V.
An die Empfangseinheit 74 kann eine Datenverarbeitungsanlage 76 angeschlossen sein, mit der die empfangenen Sensorwerte individualisiert gespeichert und/oder weiterverarbeitet werden können. Um eine individualisierte Bearbeitung zu ermöglichen, müssen die Sensorwerte von der Übertragungseinheit in einer individualisierbaren Form übermittelt werden. Die Individualisierung kann durch eine spezifische Kennung erfolgen, die die Übertragungseinheit zusammen mit den zu übertragenden Sensorwerten übermittelt. Zusätzlich zur Kennung können den Sensorwerten weitere Daten angehängt sein, beispielsweise Dringlichkeit, Datum/Uhrzeit, laufende Nummer der Messung und/oder Übertragung, Abwassertemperaturen, und dergleichen. Die spezifische Kennung und die Zusatzinformationen können als digitaler, arbitrierter Datensatz übermittelt werden, der von der Datenverarbeitungsanlage leicht automatisiert und digital verarbeitbar ist. Der Datensatz ist so aufgebaut, daß der zu übermittelnde Datensatz eine bestimmte, genau definierte Länge aufweist, und im Datensatz bestimmte Informationen an einer bestimmten Steile des übermittelten Datensatzes notiert sind.A data processing system 76 can be connected to the receiving unit 74 with which the received sensor values can be stored and / or further processed in an individualized manner. In order to enable individualized processing, the sensor values must be transmitted by the transmission unit in an individualizable form. The individualization can be carried out by a specific identifier, which transmits the transmission unit together with the sensor values to be transmitted. In addition to the identifier, further data may be appended to the sensor values, such as urgency, date / time, serial number of the measurement and / or transmission, wastewater temperatures, and the like. The specific identifier and the additional information can be transmitted as a digital, arbitrated data set that is easily automated and digitally processed by the data processing system. The data record is structured in such a way that the data record to be transmitted has a specific, precisely defined length, and certain information in the record is noted at a particular location of the transmitted record.
Die Datenverarbeitungsanlage 76 kann die empfangenen und gegebenenfalls ausgewerteten oder aufbereiteten Daten auf einem Server 78 abrufbar bereithalten. So können die Betreiber der Kläranlagen jederzeit überprüfen, ob ihre Kläranlage ordnungsgemäß arbeitet, oder Aufsichtsbehörden können die Einhaltung bestimmter Grenzwerte überprüfen, oder die Daten werden für Abrechnungszwecke abgerufen.The data processing system 76 can have the received and possibly evaluated or processed data available on a server 78. For example, wastewater treatment plant operators can check at any time whether their treatment plant is operating properly, or regulators can verify compliance with certain limits, or the data is accessed for billing purposes.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann die Datenverarbeitungsanlage 76 auch so ausgestattet sein, daß sie über die Empfangseinheit 74 Abfragen über den Betriebszustand bestimmter oder aller angeschlossener Kläranlagen an die jeweiligen Kontrollvorrichtungen 52 aussendet. Dazu verfügt die Übertragungseinheit 58 der Kontrollvorrichtung 52 über ein nicht näher dargestelltes Empfangsmodul, das bei einem Empfang einer Fernabfrage die angeforderten Sensorwerte ermittelt und an die Empfangseinheit 74 übermittelt. Die Fernabfrage wird also vom Empfangsmodul der Übertragungseinheit 58 mit einer geeigneten Software elektronisch verarbeitet. Auf diese Weise kann das Netz so betrieben werden, daß tagsüber nur wichtige Eilmeldungen übermittelt werden und der Datenaustausch auf diese Weise ein geringes Volumen aufweist, während die übrigen Daten nachts übermittelt werden, wenn die vorhanden Datennetze weniger ausgelastet sind und die Datenübertragung deshalb vergleichsweise billig ist.According to a further embodiment of the invention, the data processing system 76 may also be equipped so that it emits queries about the operating state of certain or all connected sewage treatment plants to the respective control devices 52 via the receiving unit 74. For this purpose, the transmission unit 58 of the control device 52 via a receiving module not shown in detail, which determines the requested sensor values upon receipt of a remote query and transmitted to the receiving unit 74. The remote inquiry is thus electronically processed by the receiving module of the transfer unit 58 with a suitable software. In this way, the network can be operated so that during the day only important breaking news is transmitted and the data exchange in this way has a low volume, while the remaining data are transmitted at night, when the existing data networks are less busy and the data transmission is therefore relatively cheap ,
Das erfindungsgemäße Verfahren macht von den vorstehend vorgeschlagenen Vorgehensweisen Gebrauch, die vorstehende gegenständliche Beschreibung gilt also entsprechend für das erfindungsgemäße Verfahren. Insgesamt ermöglicht die erfindungsgemäße Kontroiivorrichtung sowie das erfindungsgemäße Verfahren einen sicheren Betrieb von Kläranlagen, insbesondere von Kleinkläranlagen. Durch den Einsatz der erfindungsgemäßen Kontrollvorrichtungen können eine Vielzahl von Kläranlagen mit einem vergleichsweise geringen Aufwand lückenlos in ihrem Betrieb überwacht und die Abgabe von unzureichend gereinigten Abwässern an die Umwelt verhindert werden. Die Dokumentation der Meßwerte ermöglicht auch eine nachträgliche Kontrolle der Vorgänge in der Kläranlage, auch hinsichtlich einer eventuellen Einleitung verbotener Substanzen in die Kläranlage. Durch die Kontrollvorrichtung 52 wird es möglich, vermehrt dezentrale, privat betriebene Kleinkläranlagen gefahrlos einzusetzen, durch die das öffentliche Abwassernetz entlastet wird und wodurch Investitionen in öffentliche Abwasserentsorgungsnetze verringert werden können. The method according to the invention makes use of the procedures proposed above, that is, the above objective description also applies correspondingly to the method according to the invention. Overall, the controing device according to the invention and the method according to the invention enable safe operation of sewage treatment plants, in particular small sewage treatment plants. Through the use of the control devices according to the invention a plurality of wastewater treatment plants can be monitored with a comparatively small effort without interruption in their operation and the delivery of insufficiently purified wastewater to the environment can be prevented. The documentation of the measured values also allows a subsequent control of the processes in the sewage treatment plant, also with regard to the eventual introduction of prohibited substances into the sewage treatment plant. By the control device 52, it is possible to increasingly use decentralized, privately operated small wastewater treatment plants safely, through which the public sewerage network is relieved and thus investment in public sanitation networks can be reduced.

Claims

Patentansprüche claims
1. Kontrollvorrichtung (52) für Abwasser, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontrollvorrichtung (52) zumindest einen Sensor (48), durch den ein Qualitätsparameter des Abwassers ermittelbar und als elektronisches Signal übertragbar ist, und eine Übertragungseinheit (58) zur Übertragung ermittelter, ausgewerteter und/oder gespeicherter Sensorwerte des Sensors (48) aufweist.1. Control device (52) for wastewater, characterized in that the control device (52) at least one sensor (48), by which a quality parameter of the waste water can be determined and transmitted as an electronic signal, and a transmission unit (58) for the transmission of evaluated, evaluated and / or stored sensor values of the sensor (48).
2. Kontrollvorrichtung (52) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Kontrollvorrichtung (52) zusätzlich eine Auswerteeinheit, die ermittelte Sensorwerte auswertet und/oder speichert, aufweist und die Auswerteeinheit mit dem Sensor (48) und/oder der Übertragungseinheit (58) verbunden ist.2. Control device (52) according to claim 1, characterized in that the control device (52) additionally an evaluation unit, which evaluates and / or stores the determined sensor values, and the evaluation unit with the sensor (48) and / or the transmission unit (58) connected is.
3. Kontrollvorrichtung (52) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (48) in einer mit Abwasser befüllbaren Meßkammer (72) angeordnet ist, die über zumindest einen Anschluß (50) an eine Abwasserleitung und/oder eine Klärbehälter (4) anschließbar ist.3. Control device (52) according to claim 1 or 2, characterized in that the sensor (48) is arranged in a fillable with waste water measuring chamber (72) via at least one connection (50) to a sewer and / or a clarifier ( 4) can be connected.
4. Kontrollvorrichtung (52) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontrollvorrichtung (52) und die Meßkammer (72) in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sind.4. Control device (52) according to claim 3, characterized in that the control device (52) and the measuring chamber (72) are arranged in a common housing.
5. Kontrollvorrichtung (52) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Meßkammer (72) eine Heizvorrichtung (70) zum Aufheizen des in der Meßkammer (72) befindlichen Abwassers angeordnet ist.5. Control device (52) according to any one of the preceding claims, characterized in that in the measuring chamber (72) a heating device (70) for heating the in the measuring chamber (72) located wastewater is arranged.
6. Kontrollvorrichtung (52) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontrollvorrichtung (52) mit einer Steuerung für eine Pumpvorrichtung (18), einen Belüfter (38) und/oder einer Steuerungsvorrichtung für ein Mehrwegeventil (24) zur Steuerung des Abwasserflusses verbindbar oder von der Kontrollvorrichtung (52) die Pumpvorrichtung (18), der Belüfter (38) und/oder die Steuerungsvorrichtung für ein Mehrwegeventil (24) steuerbar ist.6. Control device (52) according to any one of the preceding claims, characterized in that the control device (52) with a controller for a Pump device (18), an aerator (38) and / or a control device for a multi-way valve (24) connectable to control the sewage flow or from the control device (52), the pump device (18), the aerator (38) and / or the control device for a multi-way valve (24) is controllable.
7. Kontrollvorrichtung (52) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontrollvorrichtung (52) in einen Störungsmodus umschaltbar ist, wenn der Sensor (48) einen Sensorwert ermittelt, der gespeicherte Schwellwerte überschreitet.7. Control device (52) according to one of the preceding claims, characterized in that the control device (52) is switchable to a fault mode when the sensor (48) detects a sensor value that exceeds stored thresholds.
8. Kontrollvorrichtung (52) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungseinheit (58) aus einem Funkgerät besteht, mit dem der ermittelte, ausgewertete und/oder gespeicherte Sensorwert per Funksignal an eine Empfangseinheit (74) übertragbar ist.8. Control device (52) according to any one of the preceding claims, characterized in that the transmission unit (58) consists of a radio device with which the determined, evaluated and / or stored sensor value by radio signal to a receiving unit (74) is transferable.
9. Kontrollvorrichtung (52) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungseinheit (58) über ein Empfangsmodul verfügt, von dem elektronische Fernabfragen empfangbar und elektronisch verarbeitbar sind.9. Control device (52) according to any one of the preceding claims, characterized in that the transmission unit (58) has a receiving module, from the electronic remote queries are receivable and electronically processed.
10. Kontrollvorrichtung (52) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Sensor (48) zur Messung des pH-Wertes des Abwassers und/oder zumindest ein Sensor (48) zur Messung des Sauerstoffgehaltes des Abwassers vorhanden ist.10. Control device (52) according to any one of the preceding claims, characterized in that at least one sensor (48) for measuring the pH of the waste water and / or at least one sensor (48) for measuring the oxygen content of the waste water is present.
11. Verfahren zur Kontrolle von Qualitätsparametern von Abwasser, dadurch gekennzeichnet, daß mittels eines Sensors (48) Qualitätsparameter des Abwassers gemessen, die Sensorwerte direkt oder indirekt an eine Übertragungseinheit (58) übermittelt und von dieser an eine Empfangseinheit (74) übermittelt werden. 11. Method for monitoring quality parameters of wastewater, characterized in that quality parameters of the wastewater are measured by means of a sensor (48), the sensor values are transmitted directly or indirectly to a transmission unit (58) and transmitted by the latter to a receiving unit (74).
12. Verfahren nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, daß die Sensorwerte vor ihrer Übermittlung zwischengespeichert und/oder von einer Auswerteeinheit ausgewertet werden.12. The method according to claim 11, characterized in that the sensor values are cached before their transmission and / or evaluated by an evaluation unit.
13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß ein elektronisches Abfragesignal von einer Empfangseinheit (74) an das Empfangsmodul der Kontrollvorrichtung (52) übermittelt und das Abfragesignal von der Kontrollvorrichtung (52) zu einer Übermittlung von ermittelten, ausgewerteten und/oder gespeicherten Sensorwerten des Sensors durch die Übertragungseinheit (58) an die Empfangseinheit (74) elektronisch weiterverarbeitet wird.13. The method according to claim 11 or 12, characterized in that an electronic interrogation signal from a receiving unit (74) to the receiving module of the control device (52) transmitted and the interrogation signal from the control device (52) to a transmission of determined, evaluated and / or stored sensor values of the sensor by the transmission unit (58) to the receiving unit (74) is further processed electronically.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß bei Ermittlung eines Sensorwertes, der definierte Schwellwerte überschreitet, durch den Sensor (48) eine Kontrollvorrichtung (52) elektronisch in einen Störungsmodus geschaltet wird. 14. The method according to any one of claims 11 to 13, characterized in that when determining a sensor value that exceeds defined thresholds, by the sensor (48), a control device (52) is switched electronically in a fault mode.
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