METHOD AND APPARATUS FOR CONTROLLING ADDITIVE DISPENSERS IN WASTE WATER TREATMENT SYSTEMS

Abstract: 1. Process for controlling at least one dosing device supplying a treating agent for the removal of phosphate from waste water by purification by precipitation, which provides for the waste water quantity and the concentration of at least one of the contaminants in the waste water admitted to a reaction zone to be continuously metered, for the contaminant load value to be continuously formed by multiplying the values metered for the contaminant throughput and concentration of the contaminants, and for the concentration of at least one of the contaminants present in the effluent waste water coming from the reaction zone to be continuously metered, characterized in that the contaminant load value is multiplied by a factor varied responsively, on the one hand, to the variation of the concentration of the contaminants present in the waste water flowing into the reaction zone and, on the other hand, to a continuously effected comparison of a predetermined nominal value with the actual value metered for the concentration of at least one of the contaminants present in the effluent waste water coming from the reaction zone ; and in that the contaminant load value multiplied by the said factor produces a control signal causing adjustment instructions to be given to at least one dosing device supplying the treating agent.

Description: Verfahren und Anlage zur Steuerung von Dosier einrichtungen für Behandlungsmittel in Abwas serreinigungsanlagen Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung von mindestens einer Dosiereinrichtung für Behandlungsmittel in Abwasserreinigungsanlagen sowie eine Anlage zu seiner Durchführung. Es ist bekannt, Messwerte von Verunreinigungen, welche in Reinigungsanlagen zulauf endem Abwasser ermittelt worden sind, zur Steuerung beispielsweise von Pumpen in Abwasserreinigungsanlagen direkt einzusetzen. Will man jedoch Verunreinigungen aus Abwasser durch Fällung entfernen, so ist diese Verfahrensweise unzulänglich, weil das Hauptkriterium für die Dosierung des Fällmittels die Verunreinigungsfracht ist, deren Faktoren Verunreinigungskonzentration im Abwasser und Abwassermenge in der Regel starken zeitlichen Schwankungen unterliegen. Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Steuerung von Dosiereinrichtungen für Behandlungsmittel in Abwasserreinigungsanlagen sowie eine Anlage zu seiner Durchführung anzugeben, bei welchen die im Abwasser ermittelten Messwerte seiner Verunreinigungen derart ausgewertet werden, dass den Einflüssen eines sich ständig bezüglich Menge und Verunreinigungsgrad ändernden Abwassers im Hinblick auf seine optimale Reinigung Rechnung getragen wird. Das wird erfindungsgemäss dadurch er reicht, dass man von in eine Reaktionszone einlaufendem Abwasser die Menge und die Konzentration mindestens einer seiner Verunreinigungen kontinuierlich misst; dass man aus dem Messwerten der Menge und der Verunreinigungskonzentration durch Multiplikation fortwährend den Verunreinigungsfrachtwert bildet und dass der mit einem Faktor multiplizierte Verunreinigungsfrachtwert das Steuersignal für Stellbefehle an mindestens eine Dosiereinrichtung für Behandlungsmittel liefert. Das Verfahren gemäss der Erfindung kann weiterhin wahlweise auch noch dadurch ausgestaltet sein, dass a) der Faktor in Abhängigkeit von der Änderung der Konzen tration der Verunreinigungen im in die Reaktionszone einlaufenden Abwasser verändert wird; b) der Faktor in Abhängigkeit von der Änderung weiterer, im in die Reaktionszone einlaufenden Abwasser kontinu ierlich ermittelter Messwerte verändert wird; c) der Faktor in Abhängigkeit vom pH-Wert verändert wird; d) der Faktor durch den kontinuierlich durchgeführten Vergleich zwischen einem vorgegebenen Soll-Wert und dem Ist-Wert der Konzentration mindestens einer Verun reinigung des aus der Reaktionszone ablaufenden Was sers verändert wird. Eine Anlage zur Durchführung der erfindungsgemässen Verfahrens, welche aus einer in einen Reaktionsbehälter einmündenden Abwasser-Einlaufleitung und einer mit dem Reaktionsbehälter strömungsmässig verbundenen Wasser-Ablaufleitung besteht, wobei in den Reaktionsbehälter mindestens eine mit einer Dosiereinrichtung strömungsmässig verbundene Zuführungs leitung für Behandlungsmittel hine inführt, kann dadurch gekennzeichnet sein, dass in die Abwasser-Einlauf leitung ein Durchflussmengenmesser F 1, ein Analysengerät Q 1 und ein pH-Meter Q 3 eingebaut sind; dass in die Wasser-Ablaufleitung ein Analysengerät Q 2 eingebaut ist; und dass ein Reglerteil vorgesehen ist, in welchem die vom Durchflussmengenmesser F 1, , von den Analysengeräten Q 1 und Q 2 sowie vom pH-Meter Q 3 ermittelten Werte zu einem Steuersignal verarbeitet werden, das auf mindestens eine der Dosiereinrichtungen einwirkt. Die genannte Anlage kann wahlweise auch noch dadurch weitergebildet sein, dass e) der Reglerteil einen PID-Regler sowie Rechner, K und (-K) sowie ein Verarbeitungsglied enthält, wobei der Rechner aus der vom Analysengerät Q 1 ermittelten Ver unreinigungskonzentration und der vom Durchflussmengen messer F 1 ermittelten Menge des Abwassers den Verun reinigungsfrachtwert berechnet und wobei in den PID Regler das Signal des Analysengerätes Q 2 und in die Rechner K und (-K) die Signale des pH-Meter Q 3 und des Analysengerätes Q 1 eingegeben werden; und dass die Signale der Ausgänge des PID-Reglers sowie der Rechner, K und (-K) durch das Verarbeitungsglied additiv zu ei nem Steuersignal verknüpft werden; f) die in den Reaktionsbehälter hineinführende Fällmittel Zuführungsleitung mit einem Lösungsbehälter verbunden ist; g) in den Lösungsbehälter eine ein automatisch betätig bares Ventil aufweisende Lösewasser-Leitung einmUndet; und dass oberhalb des Lösungsbehälters ein Bunker ange ordnet ist, aus welchem über die mit einem Motor M 1 versehene erste Dosiereinrichtung dem Lösungsbehälter Fällmittel zuteilbar ist; h) in der Lösewasser-Leitung ein Durchflusswächter FSA 2 eingebaut ist, durch welchen der Motor M 1 der ersten Dosiereinrichtung abgeschaltet wird, wenn in der Löse wasser-Leitung kein Wasser strömt; i) das Steuersignal über ein Anpassungsglied S 1 auf den Motor M 1 der ersten Dosiereinrichtung einwirkt; J) das Steuersignal über ein Verhältnisglied auf das auto matisch betätigbare Ventil in der Lösewasser-Leitung einwirkt; k) das Steuersignal über ein Anpassungsglied S 2 auf den Motor M 2 der zweiten Dosiereinrichtung einwirkt; 1) im Reglerteil in die den Rechner und das Verarbeitungs glied verbindende Leitung ein Schalter eingebaut ist, welcher durch eine Einrichtungen zur Minimaiwertüber- wachung und zur Ersatzwertvorgabe enthaltende erste Steuereinheit betätigbar ist und dass über den geöffne ten Schalter ein Ersatzwert in das Verarbeitungsglied eingebbar ist; m) in die das Steuersignal aus dem Reglerteil herausführen- de Leitung ein Schalter eingebaut ist, welcher durch ei ne Einrichtungen zur Minimalwertüberwachung und zur Er satzwertvorgabe enthaltende zweite Steuereinheit betätig bar ist und dass über dem geöffneten Schalter ein Ersatz wert in das Verhältnisglied sowie in die Anpassungsglie der S 1 und S 2 eingebbar ist. Beim Verfahren gemäss der Erfindung wird bei der Fallungsreinigung von Abwasser, beispielsweise bei der Phosphatelimination durch Zugabe von Grünsalz (FeS04 . 7 H20), der Verunreinigungsfrachtwert zur Einstellung der Fällmitteldosierung gebildet, welcher mit dem Faktor des Molverhältnisses B der fällaktiven Kationen zum auszufällenden Anion multipliziert wird, wobei die Einstellung des Molverhält nisses ss durch Berücksichtigung des pH-Wertes des Abwassers sowie der Verunreinigungskonzentration im gereinigten Wasser laufend korrigiert wird. Weiterhin kann beim erfindungsgemässen Verfahren das gleiche Steuersignal zur Steuerung der Flockungshilfsmittelmenge sowie - bei-Einsatz von festem Fällmittel - zur Steuerung der Lösewassermenge verwendet werden. Bei Anwendung des Verfahrens gemäss der Erfindung zur Phosphatentfernung aus Abwasser in einer konventionellen kommunalen Kläranlage (ca. 240 000 Einwohner-Gleichwerte) wurden etwa 35 ,¯ des Fällmittels gegenüber der bekannten Festwertdosierung nach der maximalen Phosphat-Fracht bei Simulatanfällung eingespart. Bei Anwendung des erfindungsgemässen Verfahrens zur Phosphatentfernung aus kommunalem Abwasser mit einer Phosphat-Fracht von 60 bis 120 g/h und einem pH-Wert von 6 bis 8,5 in einer Trevira #-Schwerkraft-Filter-Anlage wurden gegenüber der bekannten Festwertdosierung nach der maximalen Phosphat-Fracht etwa 40 % des Fällmittels eingespart. Dabei sank das Molver Vergleich zur Steuerung der Anlage nach der Trübungsmessung im Mittel von 1,65 auf 1,05 ab. Der pH-Wert des aus der Anlage ablaufenden Wassers war durch die Fällmittelzugabe um etwa 0,5 abgesenkt, während seine Phosphat-Konzen- tration gleichbleibend bei # 0,5 mg/l lag (im Gegensatz zur Festwertdosierung, wo die Phosphat-Konzentration des ablaufenden Wassers wegen der tatsächlichen t?ber- und Unterdosierung ° 0,5 mg/l beträgt). In der beigefügten Zeichnung ist eine Anlage zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens schematisch dargestellt. In einem Reaktionsbehälter 1 mündet eine Abwasser-Einlaufleitung 2 ein. Weiterhin ist der Reaktionsbehälter 1 mit einer Wasser-Ablaufleitung 3 stro#mungsmässig verbunden. Schliesslich führt in den Reaktionsbehälter 1 eine Fällmittel-ZufUhrungs- leitung 4 und eine Flockungshilfsmittel-Zuführungsleitung 5 hinein. In der Abwasser-Einlaufleitung 2 wird kontinuierlich die durchströmende Abwassermenge mit Hilfe eines Durchflussmengenmessers F 1 und die Phosphatkonzentration des durchströmenden Abwassers mit einem Analysengerät Q 1 ermittelt. Schliesslich wird der pH-Wert des durch die Abwasser-Einlaufleitung 2 strömenden Abwassers mit Hilfe des pH-Meters Q 3 kontinuierlich ermittelt. Die Fällmittel-Zuführungsleitung 4 ist mit einem Lösungsbehälter 6 verbunden, in welchen eine ein automatisch betätigbares Ventil 7 aufweisende Lösewasser-Leitung 8 einmündet. Oberhalb des Lösungsbehälters 6 befindet sich ein Bunker 9, aus welchem Fällmittel über eine mit einem Motor M 1 versehene erste Dosiereinrichtung 10 dem Lösungsbehälter 6 zuteilbar ist. In der Flockungshilfsmittel-Zuführrngsleitung 5 ist eine mit einem Motor M 2 versehene zweite Dosiereinrichtung 11 angeordnet. Im Reglerteil 12 befindet sich ein PID-Regler, in welchem ein für die Phosphatkonzentration im aus dem Reaktionsbehl- ter 1 ablaufenden Wasser vorgegebener Sollwert mit dem durch ein in der Wasser-Ablaufleitung 3 befindliches Analysengerät Q 2 ermittelten Istwert verglichen wird. Weiterhin enthält der Reglerteil 12 einen Rechner 13, welcher aus den vom Durchflussmengenmesser F 1 und vom Analysengerät Q 1 ermittelten Werten die Phosphat-Fracht des. einlaufenden Abwassers errechnet, während die Rechner K bzw. (-K) Konstan- ten für den Eingang des pH-Meters Q 3 bzw. des Analysengerätes Q 1 berechnen. Schliesslich enthält der Reglerteil 12 ein Verarbeitungsglied 14, in welchem die Signale der Ausgänge des PID-Reglers sowie der Rechner 13, K und (-K) additiv zu einem Steuersignal verknüpft werden. Dieses Steuersignal wirkt über ein Anpassungsglied S 1 auf den Motor M 1 der Dosiereinrichtung 10 und gleichzeitig über ein Verhältnisglied 15, an welchem das Mengenverhältnis Wasser : Fällmittel vorgegeben werden kann, auf das automatisch betätigbare Regelventil 7 in der Lösewasser-Leitung 8. In gleicher Weise wirkt das Steuersignal über ein Anpassungsglied S 2 auf den Motor M 2 der Dosiereinrichtung 11 in der Flockungshilfsmittel-Zuführungsleitung 5. In der Leitung, welche den Rechner 13 und das Verarbeitungsglied 14 elektrisch leitend miteinander verbindet, befindet sich ein durch ein nicht dargestelltes Relais betätigbarer Schalter 16. Der Schalter 16 erhält einen Öffnungsbefehl von der Einrichtungen zur Minimalwertüber- wachung und zur Ersatzwertvorgabe enthaltenden ersten Steuereinheit 17,wenn die vom Rechner 13 ermittelte Phosphat-Fracht einen vorgegebenen Minimalwert unterschreitet. Nach Öffnung des Schalters 16 wird in das Verarbeitungsglied 14 anstelle des errechneten Wertes für die Phosphat Fracht ein Ersatzwert eingegeben. In der Leitung, welche das im Reglerteil 12 erzeugte Steuersignal zu dem Verhältnisglied 15 und dem Anpassungsgliedern S 1 und S 2 führt, ist ein durch ein nicht dargestelltes Relais betätigbarer Schalter 18 eingebaut. Der Schalter 18 erhält einen Öffnungsbefehl von der Einrich- tungen zur Minimalwertüberwachung und zur Ersatzwertvorgabe enthaltenden zweiten Steuereinheit 19,wenn das Steuersignal ausfällt oder die Zugabe einer solchen Menge an Fällmittel veranlasst, welche unterhalb der zur Flockung erforderlichen Grundmenge liegt. Nach Öffnung des Schalters 18 wird anstelle der vom Steuersignal veranlassten zuzugebenen Menge an Fällmittel eine Menge gemäss einem Ersatzwert zugegeben. Dabei kann der Ersatzwert ein Festwert sein oder nach einer vorgegebenen Tagesganglinie gesteuert sein. In die Lösewasser-Leitung 8 ist ein Durchflusswächter FSA 2 eingebaut, durch welchen die Dosiereinrichtung 10 abgeschal ctet wird, wenn in der Lösewasser-Leitung 8 kein Wasser strömt. In diesem Fall wird gleichzeitig ein Alarm ausgelöst.

Claims: Verfahren und Anlage zur Steuerung von Dosjer- einrichtungen für Behandlungsmittel in Abwas serreinigungsanlagen Patentansprüche 1. Verfahren zur Steuerung von mindestens einer Dosierein richtung für Behandlungsmittel in Abwasserreinigungs anlagen, dadurch Rekennzeichnet, dass man von in eine Reaktionszone einlaufendem Abwasser die Menge und die Konzentration mindestens einer seiner Verunreinigungen kontinuierlich misst; dass man aus den Messwerten der Menge und der Verunreinigungskonzentration durch Multi plikation fortwährend den Verunreinigungsfrachtwert bildetsund dass der mit einem Faktor multiplizierte Ver unreinigungsfrachtwert das Steersignal für Stellbe fehle an mindestens eine Dosiereinrichtung für Behand lungsmittel liefert. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch #ekennzeichnet, dass der Faktor in Abhängigkeit von der Änderung der Kon- zentration der Verunreinigungen im in die Reaktionszone einlaufenden Abwasser verändert wird. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich- net, dass der Faktor in Abhängigkeit von der Änderung weiterer, im in die Reaktionszone einlaufenden Abwasser kontinuierlich ermittelter Messwerte verändert wird. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch zekennzeichnet, dass der Faktor in Abhängigkeit vom pH-Wert verändert wird. 5. Verfahren nach einem der Anspriiche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Faktor durch den kontinuier lich durchgeführten Vergleich zwischen einem vorge gebenen Soll-Wert und dem Ist-Wert der Konzentration mindestens einer Verunreinigung des aus der Reaktions zone ablaufenden Wassers verändert wird. 6. Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach den An sprechen 1 bis 5, bestehend aus einer in einen Reak tionsbehÅalter einmündenden Abwasser-Einlaufleitung und einer mit dem Reaktionsbehälter strömungsmässig verbundenen Wasser-Ablaufleitung, wobei in den Reak tionsbehälter mindestens eine mit einer Dosierein richtung strömungsmässig verbundene- Zuführungsleitung für Behandlungsmittel hineinführt, dadurch xekenn- zeichnet, dass in die Abwasser-Einlaufleitung (2) ein Durchflussmengenmesser F 1,ein Analysengerät Q 1 und ein pH-Meter Q 3 eingebaut sind; dass in die Wasser Ablaufleitung (3) ein Analysengerät Q 2 eingebaut ist; und dass ein Reglerteil (12) vorgesehen ist, in wel chem die vom Durchflussmengenmesser F 1, von den Ana lysengeräten Q 1 und Q 2 sowie vom pH-Meter Q 3 er mittelten Werte zu einem Steuersignal verarbeitet werden, das auf mindestens eine der Dosiereinrich tungen (10, 11) einwirkt. 7. Anlage nach Anspruch 6, dadurch xekenazeichnet, dass der Reglerteil (12) einen PID-Regler sowie Rechner (13), K und (-K) sowie ein Verarbeitungsglied (14) enthält, wobei der Rechner (13) aus der vom Analy sengerät Q 1 ermittelten Verunreinigungskonzentration und der vom Durchflussmengenmesser F 1 ermittelten Menge des Abwassers den Verunreinigungsfrachtwert berechnet und wobei in den PID-Regler das Signal des Analy#engerätes Q 2 und in die Rechner und (-K) die Signale des pH-Meter Q 3 und des Analysengerätes Q 1 eingegeben werden; und dass die Signale der Ausgänge des PID-Reglers sowie der Rechner (13), K und (-K) durch das Verarbeitungsglied (14) additiv zu einem Steuersignal verknüpft werden. 8. Anlage nach Anspruch 6 oder 7, dadurch #ekennzeichnet, dass die in den Reaktionsbehälter (1) hineinführende Fällmittel-Zuführungsleitung (4) mit einem Lösungs behälter (6) verbunden ist. 9. Anlage nach Anspruch 8, dadurch aekennzeichnet, dass in den Lösungsbehälter (6) eine ein automatisch betätig bares Ventil (7) aufweisende Lösewasser-Leitung (8) einmündet; und dass oberhalb des Lösungsbehälters (6) ein Bunker (9) angeordnet ist, aus welchem über die mit einem Motor M 1 versehene erste Dosiereinrichtung (10) dem Lösungsbehälter (6) Fällmittel zuteilbar ist. 10. Anlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass in der Lösewasser-Leitung (8) ein Durchflusswächter FSA 2 eingebaut ist, durch welchen der Motor M 1 der ersten Dosiereinrichtung (10) abgeschaltet wird, wenn in der Lösewasser-Leitung (8) kein Wasser strömt. 11. Anlage nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch ge kennzeichnet, dass das Steuersignal über ein Anpassungs glied S 1 auf den Motor M 1 der ersten Dosiereinrich tung (io) einwirkt. 12. Anlage nach einem der Ansprüche 5 bis 11, dadurch ge kennzeichnet, dass das Steuersignal über ein Verhältnis glied (15) auf das automatisch betätigbare Ventil (7) ¯ in -der Lösewasser-Leitung (8) einwirkt. 13. Anlage nach-einem der Ansprüche 6 bis 12, dadurch ge- kennzeichnet, dass das Steuersignal über ein Anpassungs glied S 2 auf den Motor M 2 der zweiten Dosiereinrich tung (11) einwirkt. 14. Anlage nach einem der Ansprüche 6 bis 13, dadurch ge kennzeichnet, dass im Reglerteil (12) in die den Rechner (13) und das Verarbeitungsglied (14) verbindende Lei tung ein Schalter (16) eingebaut ist, welcher durch eine Einrichtungen zur Minimalwertüberwachung und zur Ersatzwertvorgabe enthaltende erste Steuereinheit (17) betätigbar ist und dass über den geöffneten Schalter (16) ein Ersatzwert in das Verarbeitungsglied (14) ein gebbar ist. 15. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch ge kennzeichnet, dass in die das Steuersignal aus dem Reglerteil (12) herausführende Leitung ein Schalter (18) eingebaut ist, welcher durch eine Einrichtungen zur Minimalwertüberwachung und zur Ersatzwertvorgabe enthaltende zweite Steuereinheit (19) betätigbar ist und dass über dem geöffneten Schalter (18) ein Ersatz wert in das Verhältnisglied (15) sowie in die Anpas sungsglieder S 1 und S 2 eingebbar ist.

Inventors: GLEISBERG, DIETRICH, DR., PEANTEK, GUNTER, VALENTIN, HANS-WILHELM, Peantek, Günter
Applicants: HOECHST AKTIENGESELLSCHAFT
Application year: 1983
Main classification: C02F1
IPC codes: G05D21, C02F1