DE3011247A1

DE3011247A1 - Belebtschlamm-abwasserreinigungsverfahren und -vorrichtung mit automatischer beluefungssteuerung

Info

Publication number: DE3011247A1
Application number: DE19803011247
Authority: DE
Inventors: Wilhelm 3006 Burgwedel Ballnus
Original assignee: SCHREIBER KLAERANLAGEN
Current assignee: SCHREIBER KLAERANLAGEN
Priority date: 1980-03-24
Filing date: 1980-03-24
Publication date: 1981-10-01
Also published as: US4333838A; IT1167530B; NL8101465A; JPS56152793A; GB2072155A; DE3011247C2; IT8120699A0; BE888077A; NL177107C; FR2478617B1; JPS5833037B2; FR2478617A1; NL177107B

Description

Dipl.-Ing. H. MITSCHERLICH D-8000 MÖNCHEN 22

Dipl.-Ing. K. GUNSCHMANN Steinsdorfstraße 10

Dr.rer.nat. W. KÖRBER ~^~ ^ ⁽⁰⁸⁹⁾ '^29668A

Dipl.-I η g. J. SCHMIDT-EVERS

PATENTANWÄLTE Gu/Mz

24. März 198o

Schreiber-Kläranlagen

Dr.-Ing. Aug. Schreiber GmbH & Co. KG

Imhoffstraße 4o

3o12 Langenhagen

Belebtschlamm-AbwasserreiniRungsverfahren und -Vorrichtung mit automatischer Belüftungssteuerung

Die Erfindung betrifft ein Belebtschlamm-Abwasserreinigungsverfahren, bei dem automatisch Sauerstoff durch Steuern der Belüftungsintensität eingetragen wird, sowie eine Belebtschlamm-Abwasserreinigungsvorrichtung mit einer steuerbaren Belüftungseinrichtung zum automatischen Sauerstoffeintrag in mindestens ein Belebungsbecken.

Die Abwasserreinigung mittels Belebtschlamm hat sich technisch bewährt. Dabei ist es erforderlich, den Sauerstoffgehalt in dem mindestens einen Belebungsbecken zu steuern. Üblicherweise erfolgt die Steuerung durch Messen des Ist-Sauerstoffgehaltes und durch Belüften des Belebungsbeckens abhängig von dem Meßwert. Die Reinigungsleistung bei der Belebtschlamm-Abwasserreinigung entspricht dem Belastungs-

/dabei

zustand. Bei sehr schwach belasteten Anlagen ist eine Reinigung bis auf Werte von etwa 5mg BSB/l möglich.. Jedoch ist eine derart weitgehende Reinigung sehr energieaufwendig und meist nicht erforderlich. Weiter ist bei der bekannten Vorgehensweise zwangsweise ein meßbarer Sauerstoffgehalt in dem Abwasser bzw. in dem Belebungsbecken erforderlich, da sonst eine Messung nicht mehr durchgeführt werden kann.

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Damit kann aber auch die Sauerstoffzufuhr nicht mehr unmittelbar verringert werden. Weiter ist die Messung des Sauerstoffgehaltes sehr kompliziert und aufwendig und erfordert hohen Aufwand für die Betriebssicherheit. Entsprechend aufwendig ist auch die Steuerung der Belüftungseinrichtung zum Einbringen erforderlichen Sauerstoffs.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, das Verfahren bzw. die Vorrichtung der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß eine vergleichsweise einfache Steuerung möglich ist.

Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß die Sichttiefe bzw. die Klarheit des Abwassers in enger Beziehung zur gewünschten oder erforderlichen Reinigungsleistung steht.

Die Aufgabe wird bei dem eingangs genannten Verfahren durch das kennzeichnende Merkmal des Anspruchs 1 gelöst. Die Aufgabe wird bei der eingangs genannten Vorrichtung durch das kennzeichnende Merkmal des Anspruchs 8 gelöst. Die Erfindung wird durch die Unteransprüche weiter_gebildet.

Wesentlich bei der Erfindung ist, daß zur optimalen Steuerung des Belebungsbeckens nicht wie bisher der Sauerstoffgehalt selbst, sondern die Sichttiefe bzw. die Klarheit des Abwassers gemessen wird. Die Messung der Sichttiefe ist vergleichsweise einfach möglich, beispielsweise mittels Fotozellen oder dergleichen lichtelektrischen Einrichtungen, wobei die dabei gewonnenen elektrischen Ausgangssignale direkt zur Steuerung, insbesondere zum Ein- bzw. Ausschalten, der Belüftungseinrichtung verwendet werden können. Bei einer Zweipunkt-Regelung sind die entsprechenden Werte,bei denen die Belüftungseinrichtung ein- bzw. ausgeschaltet wird, zuvor experimentell für jede in Betrieb zu nehmende Anlage bestimmt, d.h., es wird entsprechend dem gewünschten Reinigungsgrad ein oberer Sichttiefen-Schaltpunkt für das Abschalten der Belüftung und ein unterer Sichttiefen-Schaltpunkt für das Zu- bzw. Einschalten der Belüftung ermittelt.

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Zwar kann die Sichttiefe des Ablaufes des Nachklärbeckens verwendet werden, jedoch würden sich für Belastungsänderungen während der Zeit des Durchflusses durch die Kläranlage zum Nachklärbecken sehr große Zeitunterschiede ergeben, so daß Belastungsschwankungen nicht mehr gefolgt werden könnte. Es ist daher vorteilhaft, dem Belebungsbecken ein Belebtschlamm-Abwasser gemisch zu entnehmen, dieses im Bypaß mittels einer Schlammabscheidevorrichtung zu entschlammen, dann die Sichttiefe zu messen und dann wieder dem Belüftungsbecken oder Belebungsbecken oder dem Kläranlagen-Zulauf zurückzuführen .

Die Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 die Kurve eines beispielhaften Betriebsablaufes bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit einer Zweipunkt-Regelung und

Fig. 2 eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

In Fig. 1 ist längs der Abszisse die Zeit t in Stunden und längs der Ordinate die Sichttiefe s in Zentimetern aufgetragen. Zur Messung der Sichttiefe eignen sich insbesondere lichtelektrische Einrichtungen, vorzugsweise Fotozellen. Fotozellen geben abhängig von der einfallenden Lichtintensität und damit von der Sichttiefe, ein elektrisches Ausgangssignal ab, das weiter verwendbar ist. Zwar kann das elektrische Ausgangssignal der Fotozellen in analoger Weise weiterverarbeitet werden, jedoch ist es zweckmäßig, eine Zweipunkt-Regelung durchzuführen, bei der eine Belüftungseinrichtung bei Unterschreiten einer bestimmten Sichttiefe Z zugeschaltet

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bzw. eingeschaltet wird, und bei der die Belüftungseinrichtung bei überschreiten einer bestimmten Sichttiefe A wieder ausgeschaltet wird. Dazu wird das Ausgangssignal der mindestens einen Fotozelle einer Vergleichseinrichtung zugeführt, in der das Ausgangssignal mit den beiden Schwellenwerten der Sichttiefen A bzw. Z entsprechenden elektrischen Signalen verglichen wird. Je nach Vergleichsergebnis wird ein Ausgangssignal abgegeben, das, gegebenenfalls nach geeigneter Verstärkung, die Belüftungseinrichtung ansteuert. Zweipunkt-Regler dieser Art sind an sich bekannt und handelsüblich, so daß deren ausführliche Erläuterung entbehrlich ist. Erfindungsgemäß wird also die Sichttiefe zwischen zwei vorgegebenen Schwellenwerten gesteuert und wird damit der gewünschte Reinigungsgrad eingestellt.

Ein wesentlicher Vorteil ist, daß die vorzugsweise verwendeten Fotozellen nicht auf Verfärbungen des Abwassers,wie beispielsweise durch Blut oder Textil-Farbstoffe, reagieren, sondern nur auf die Intensität des durch die Abwasser tretenden Lichtes. Um reproduzierbare Ergebnisse zu erhalten, stammt dieses Licht vorzugsweise von einer externen Lichtquelle.

Gemäß Fig. 1 liegt der Schaltpunkt Z beispielsweise bei einer Sichttiefe von 80 cm und der Schaltpunkt A bei einer Sichttiefe von 110 cm. Bei geringerer Sichttiefe, d. h. bei Unterschreiten des Schwellenwertes Z der Sichttiefe wird die Belüftungseinrichtung zur Nitrifikation des Abwassers - wie durch den Pfeil N angedeutet - eingeschaltet. Bei Erreichen des Schwellenwertes A hoher Sichttiefe wird die Belüftungseinrichtung wieder ausgeschaltet, um eine durch den Pfeil D angedeutete Denitifikation zu erreichen. Die Sichttiefe und damit auch der Sauerstoffgehalt pendelt daher zwischen den beiden Grenzwerten A und Z hin und her. Die Schaltpunkte A und Z sind dabei für eine in Betrieb zu nehmende Anlage jeweils experi-

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mentell zuvor bestimmt worden. Wie sich aus der Kurve der Fig. 1 ergibt, ändert sich die Neigung der Kurve abhängig von dem Verschmutzungsgrad. Die Sehaltfrequenz ist dabei von dem gewünschten Reinigungsgrad abhängig, d. h. von den jeweiligen den Schaltpunkten entsprechenden Sichttiefenwerten und deren Abstand. Die Pfeile N und D veranschaulichen dabei die Leistungseinstellung.

Es sei erwähnt, daß dann, wenn zur Sichttiefenbestimmung ein Abwasser-Belebtschlammgemisch dem in Betrieb befindlichen Bewegungsbecken entnommen wird, diese Entnahme auch diskontinuierlich erfolgen kann, zweckmäßigerweise jedoch kontinuierlich erfolgen wird.

Weiter werden insbesondere bei elektrischer Steuerung der Belüftungseinrichtung die Schaltsignale zur Berücksichtigung des Fließverhaltens des zu reinigenden Abwassers entsprechend verzögert.

In Fig. 2 bedeuten 1 ein Belebtschlammbecken, 2 ein Belebtschlamm- Abscheidegerät und 3 ein Sichttiefen-Meßgerät. Mit ist ein Kontroll-Wasserstrom bezeichnet, während 5 einen Steuerimpuls veranschaulicht. Das Meßgerät 3 kann als lichtelektrisches Gerät ausgebildet und mit einer Fotozelle ausgestattet sein.

Der Patentanwalt

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Claims

Ansprüche:

1,'Belebtschlamm-Abwasserreinigungsverfahren, bei dem automatisch Sauerstoff durch Steuern der Belüftungsintensität eingetragen wird,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Sichttiefe des Abwassers gemessen wird und abhängig von der Ist-Sichttiefe die Belüftungsintensxtat gesteuert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Zweipunkt-Regelung durch Zu- bzw. Abschalten der Belüftung bei Erreichen entsprechender Schwellenwerte.

3· Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Abwasser-Belebtschlammgemisch einem in Betrieb befindlichen Belebungsbecken entnommen wird, daß der Belebtschlamm aus dem Gemisch entfernt wird und daß dann die Sichttiefe zur Steuerung der Belüftungsintensität erfaßt wird.

k. Verfahren nach Anspruch 3j dadurch gekennzeichnet, daß der Belebtschlamm im Bypaß durch ein

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- 2 Belebtschlammabscheidegerät ausgeschieden wird.

5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gemisch dann wieder dem Belüftungsbecken oder dem Kläranlagen-Zulauf zugeführt wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß die Sichttiefe durch eine Meßeinrichtung erfaßt wird und die Belüftungsintensität danach eingestellt wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 3-5 und Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Signale entsprechend verzögert werden.

8. Belebtschlamm-Abwasserreinigungsvorrichtung mit einer steuerbaren Belüftungseinrichtung zum automatischen Sauerstoffeintrag in mindestens ein Belebungsbecken, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1-7, gekennzeichnet durch eine Meßeinrichtung der Sichttiefe und durch eine Vergleicherschaltung, die abhängig von dem Wert der Ist-Sichttiefe die Belüftungseinrichtung steuert.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch mindestens eine Meßeinrichtung zur Messung der Sichttiefe.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, gekennzeichnet durch einen Zweipunkt-Regler zum Zu- bzw. Abschalten der Belüftungseinrichtung bei Erreichen entsprechender Werte der Sichttiefe.

11. Vorrichtung nach Anspruch 1o, gekennzeichnet durch einen Zweipunkt-Regler.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8-11, gekennzeichnet

durch eine Entnahmeeinrichtung zur Entnahme eines Belebtschlamm-Abwassergemisches aus dem Belebungsbecken und einen Schlammabscheider zum Abtrennen des Belebtschlammes aus dem entnommenen Gemisch vor der Sichttiefen-Meßeinrichtung.

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13· Vorrichtung nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch eine Rückführeinrichtung des Gemisches zum Belebungsbecken oder zum Vorrichtungs-ZuIauf nach der Sichttiefen-Meßeinrichtung.

A . Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlammabscheider durch eine Zentrifuge und/oder einen Dekanter gebildet ist.

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