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DE10044156A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Teilchenagglomeration - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Teilchenagglomeration

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Publication number
DE10044156A1
DE10044156A1 DE10044156A DE10044156A DE10044156A1 DE 10044156 A1 DE10044156 A1 DE 10044156A1 DE 10044156 A DE10044156 A DE 10044156A DE 10044156 A DE10044156 A DE 10044156A DE 10044156 A1 DE10044156 A1 DE 10044156A1
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DE
Germany
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particle
fluid
probe
particle load
determined
Prior art date
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Ceased
Application number
DE10044156A
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English (en)
Inventor
Ulrich Fischer
Otto Schroers
Benno Wessely
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Stockhausen GmbH and Co KG
Original Assignee
Stockhausen GmbH and Co KG
Chemische Fabrik Stockhausen GmbH
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Publication date
Application filed by Stockhausen GmbH and Co KG, Chemische Fabrik Stockhausen GmbH filed Critical Stockhausen GmbH and Co KG
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Priority to AU2001285928A priority patent/AU2001285928A1/en
Priority to EP01965254A priority patent/EP1322394A2/de
Priority to US10/362,686 priority patent/US20040090625A1/en
Priority to PCT/EP2001/010230 priority patent/WO2002020116A2/de
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/47—Scattering, i.e. diffuse reflection
    • G01N21/49—Scattering, i.e. diffuse reflection within a body or fluid
    • G01N21/53—Scattering, i.e. diffuse reflection within a body or fluid within a flowing fluid, e.g. smoke
    • G01N21/532—Scattering, i.e. diffuse reflection within a body or fluid within a flowing fluid, e.g. smoke with measurement of scattering and transmission
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung, aufweisend DOLLAR A - eine ein Fluid mit einer Teilchenfracht führende Zuleitung, DOLLAR A - eine an die Zuleitung angeschlossene Sonde, DOLLAR A wobei durch die Sonde über ein Meßsignal für einen teilchengrößendominierten Parameter PT und einen konzentrationsdominierten Parameter PK der Teilchenfracht des Fluids bestimmbar ist, ein Verfahren zur Steuerung der Agglomeration von Teilchen, die Herstellung eines Teilchenagglomerats, eine diese Vorrichtung aufweisende oder dieses Verfahren nutzende Kläranlage, einen aus diesem Verfahren erhältlichen Rückstand, die Verwendung des Rückstands in einer Verbrennungsanlage, auf einer Deponie, im Landschaftsbau oder ein Bodenverbesserer, beinhaltet diesen Rückstand sowie die Verwendung der Vorrichtung oder des Verfahrens zur Aufbereitung von Abwässern.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Teilchenagglomeration, ein Verfahren zur Steuerung der Agglomeration von Teilchen, die Herstellung eines Teilchenagglomerats, eine diese Vorrichtung aufweisende oder dieses Verfahren nutzende Kläranlage, einen aus diesem Verfahren erhältlichen Rückstand, die Verwendung des Rückstands in einer Verbrennungsanlage, auf einer Deponie, im Landschaftsbau oder als Bodenverbesserer, Einer Verbrennungsanlage, eine Deponie, ein Landschaftsbau oder ein Bodenverbesserer, beinhaltend diesen Rückstand sowie die Verwendung der Vorrichtung oder des Verfahrens zur Aufbereitung von Abwässern.
Bisher gibt es keine befriedigende Möglichkeit zur kontinuierlichen Messung einer Teilchenfracht in einem Fluid. Eine kontinuierliche Messung - auch Online-Messung genannt - ist bei der Trennung von Fluid und Teilchenfracht durch eine Agglomerationsmittel von großer Bedeutung, da durch die Online-Messung der Teilchenfracht eine genaue Dosierung und Auswahl des Teilchenagglomerationsmittels erfolgen kann. Diese Probleme treten insbesondere bei der Aufarbeitung von Fluiden mit einer Teilchenfracht auf, die aus Fermentationsprozessen, der Rohstoffgewinnung, vorzugsweise der Kohle- und Aluminiumgewinnung, der Papierherstellung und der Zuckerindustrie stammen. In diesem Zusammenhang ist insbesondere die Aufarbeitung von Klärschlämmen zu nennen.
Im Rahmen der vorgenannten Aufarbeitungen wurden Proben des Fluids gezogen und im Labor die Konzentration der Teilchenfracht des Fluids und die Größe der Teilchen bzw. die Teilchengrößenverteilung des Fluids bestimmt. Dieses geschah im Falle der Konzentration durch Trocknen und Auswiegen einer Probe. Die Teilchengrößen bzw. die Teilchengrößenverteilung wurde durch Aussieben oder durch mikroskopische Untersuchungen bestimmt.
Diese Methoden ermöglichen nur eine indirekte und zeitlich versetzte Bestimmung der Menge der Teilchenfracht sowie der Teilchengröße bzw. der Teilchengrößenverteilung.
Diese zeitlich verzögerte Bestimmung hat den Nachteil, dass ein möglichst zeitnahes Reagieren auf Änderung in der Teilchenfracht nicht möglich ist. Dieses führt zu Schwankungen in dem Teilchenagglomerat und zu einer ungenauen, of zu Überdosierungen führenden Verwendung des Agglomerationsmittels.
Ferner sind die bisherigen Messmethoden kostenintensiv, da sie nur mit erheblichem Personal- und Zeitaufwand durchführbar sind.
In EP 0 819 022 wird ein Verfahren und eine Anlage zur online Messung offenbart, in der die Dichte und das Volumen pro Zeit zur Konditionierung und Entwässerung einer Suspension offenbart.
Verfahren und Anlage dieser Offenbarung leiden darunter, daß zu einer genauen Dosierung und/oder Auswahl des Agglomerationsmittels bzw. des Konditioniermittels die Teilchengröße und die daraus resultierende Teilchengrößenverteilung nicht berücksichtigt werden.
In F Filtrieren und Separieren, Jahrgang 13 (1999) Heft 5 S. 209-216 wir die Kinetik der Flockung von Kaolinpartikeln in einem Rührgefäß durch Extinktionsmessung bestimmt.
Auch in diesem Dokument wird nicht ein Verfahren zur genauen Dosierung und/oder Auswahl eines geeigneten Flockungsmittel gelehrt, da die Dosierung und Auswahl nicht von der Kinetik ohne weiters abgeleitet werden kann.
Die erfindungsgemäße Aufgabe besteht allgemein darin, die aus dem Stand der Technik bekannten und vorstehend genannten Nachteile zu überwinden.
Eine weitere erfindungsgemäße Aufgabe besteht darin, eine möglichst genaue Dosierung von Agglomerationsmitteln zu gewährleisten.
Weiterhin besteht eine erfindungsgemäße Aufgabe darin, ein oder eine für die Agglomeration einer Teilchenfracht möglichst geeignetes Agglomerationsmittel oder geeignete Agglomerationsmittelkombination auszuwählen.
Ferner besteht eine erfindungsgemäße Aufgabe darin, möglichst zeitnah auf eine Teilchenfrachtschwankung in einem Fluid reagieren zu können.
Darüberhinaus besteht eine erfindungsgemäße Aufgabe darin, ein Agglomerat herzustellen, das über die Zeit möglichst homogen in seinen Eigenschaften ist.
Die vorstehenden Aufgaben wurden gelöst durch eine Vorrichtung, aufweisend ein Fluid mit einer Teilchenfracht führenden Zuleitung, eine an die Zuleitung angeschlossene Sonde, wobei durch die Sonde vorzugsweise über Lichtstreuung, Ultraschall, Extinktion oder Korrioliskraft oder mindestens zwei davon, besonders bevorzugt Lichtstreuung, ein Meßsignal für einen Teilchengrößendominierten Parameter PT und einen konzentrationsdominierten Parameter PK der Partikelfracht des Fluids bestimmbar ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist das Meßsignal nicht über Extinktion bestimmbar.
Vorzugsweise handelt es sich bei dem Fluid mit einer Teilchenfracht um ein Fluid, das aus einem Fermentationsprozess stammt, wobei als Fermentationsprozess in Faultürmen von Kläranlagen stattfindende Prozesse besonders bevorzugt sind. Ein erfindungsgemäß besonders bevorzugtes Fluid mit einer Teilchenfracht stellen Klärschlämme dar.
Gemäß einer anderen erfindungsgemäßen Ausführungsform stammt das Fluid mit einer Teilchenfracht aus der Papierherstellung. Hierbei sind neben den Abwässern der Papierherstellung auch die in Zusammenhang mit der Papierherstellung anfallenden Pülpen zu nennen. Besonders bevorzugt sind Fluide, die bei der Papierherstellung auf die Siebpartie der Papiermaschine aufgebracht werden. Diese enthalten vorzugsweise Papierfasern und Füllstoffe in einer Menge im Bereich von 0,01 bis 10% Gew.-%, bezogen auf das Fluid.
Eine andere erfindungsgemäße Ausführungsform betrifft ein Fluid, daß als Teilchenfracht Rückstände aus der Lebensmittelhherstellung enthält, die vorzugsweise in Schlachthöfen oder bei der Zuckergewinnung anfallen.
Eine weiter erfindungsgemäße Ausführungsform betrifft ein Fluid, daß als Teilchenfracht Rückstände aus der Kohleförderung, insbesondere Kohlewaschung, enthält.
Eine andere erfindungsgemäße Ausführungsform betrifft ein Fluid, daß bei der Bauxitaufbereitung im Rahmen der Aluminumgewinnung anfällt. Bevorzugt sind hier die Rotschlammabtrennung und die Kristalisation von Aluminiumhydroxid im Weißbetrieb.
Das Fluid beinhaltet vorzugsweise eine Teilchenfracht in einer Menge im Bereich von 0,01 bis 70, bevorzugt von 0,1 bis 60 und besonders bevorzugt von 1 bis 50 Gew.-%, bezogen auf das Fluid.
Erfindungsgemäß besonders bevorzugt sind Fluide mit einer Teilchenfracht von mindestes 10, bevorzugt mindestens 30 und besonders bevorzugt mindestens 70 Gew.- % von organischen, vorzugsweise von Oraganismen stammenden Teilchen.
Das Meßsignal ist vorzugsweise spannungsmoduliert. Besonders bevorzugt ist es, dass für die beiden Parameter PT und PK nur ein Meßsignal erzeugt wird.
Teilchengrößendominierte Parameter sind Parameter, die aus einer Meßsignaländerung stammen, die überwiegend der Teilchengröße proportional ist. Ein konzentrationsdominierter Parameter PK wird erfindungsgemäß vorzugsweise aus einer Meßsignaländerung gebildet, die überwiegend der Konzentration proportional ist.
Erfindungsgemäß bevorzugt ist es, dass PT durch die Standardabweichung des Meßsignals und aus PK durch die Höhe des Meßsignals bestimmbar sind.
Die in der erfindungsgemäßen Vorrichtung eingesetzte Sonde weist vorzugsweise eine Lichtquelle, eine Optik, eine Blende und einen Lichtsignalwandler auf. Die Lichtquelle sendet einen Strahl aus, der vorzugsweise im Bereich des sichtbaren Lichts, vorzugsweise im Bereich von 500 bis 700 und besonders bevorzugt von 550 bis 650 nm liegt. Weiterhin ist bevorzugt, dass dieser Strahl monokromatisch ist, wie er insbesondere durch Laser erhalten werden kann.
Der aus der Lichtquelle stammende Strahl wird durch die Optik geleitet, die vorzugsweise so ausgebildet ist, dass der Strahl in dem Bereich in dem er das Fluid mit einer Teilchenfracht durchdringt, einen Brennpunkt aufweist.
Zumindest ein Teil des von der Teilchenfracht gestreuten Lichts wird von einem Lichtsignalwandler aufgenommen und in ein Meßsignal umgewandelt. Als Lichtsignalwandler sind alle dem Fachmann bekannten und geeignet erscheinend einsetzbar, wobei Fotomultiplier und Fotodioden bevorzugt und Fotodioden besonders bevorzugt sind.
Weiterhin ist es bevorzugt, dass sich in der erfindungsgemäßen Vorrichtung an die Sonde eine Trennvorrichtung anschließt. Als Trennvorrichtungen können alle dem Fachmann geeigneten für die Trennung von Fluid und Teilchenfracht bekannten eingesetzt werden. Bevorzugt sind Plattenfilter, Siebbandfilter und Zentrifugen, wobei Zentrifugen besonders bevorzugt sind.
Erfindungsgemäß einsetzbare Sonden sind beispielsweise "Inline Particle Sensors" der Aello-Serie, wie sie unter www.aello.de von GWT der TU-Dresden mbH am Anmeldetag angeboten wurden, wobei die Sonde Aello 1000 bevorzugt und die Sonde Aello 1000 ohne Extinktion besonders bevorzugt ist.
Weiterhin ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung bevorzugt, bei der vor der Sonde oder zwischen Sonde und Trennvorrichtung oder in der Trennvorrichtung oder an mindestens zwei der vorstehenden Stellen eine Teilchenagglomerationsmitteldosiereinrichtung angeordnet ist. Eine derartige Dosiereinrichtung ist vorzugsweise ein Vorratsbehälter mit einem steuerbaren Ventil. Weiterhin ist es bevorzugt, dass die Dosiereinrichtung noch eine Mischvorrichtung aufweist, mit das Agglomerationsmittel möglichst gleichmäßig im dem Fluid verteilt werden kann. Es ist bevorzugt, dass die Dosiereinrichtung, insbesondere das Ventil der Dosiereinrichtung, in der erfindungsgemäßen Vorrichtung über die Sonde steuerbar ist. So ist es beispielsweise bei einer Konzentrationsabnahme der Teilchen in der Teilchenfracht des Fluides notwendig, dass zum Erreichen eines unveränderten Agglomerationsergebnisses die Menge an Teilchenagglomerationsmitteln reduziert werden kann. Wenn beispielsweise die Teilchengröße der Teilchenfracht des Fluides zunimmt, ist es zur Erzielung des gleichen Agglomerationsergebnisses notwendig, die Menge des Teilchenagglomerationsmittels ebenfalls zu reduzieren.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung weist mindestens eine weitere Dosiereinrichtung auf, wobei bevorzugt über die mindestens eine weitere Dosiereinrichtung einen zu dem Agglomerationsmittel der einen Dosiereinrichtung verschiedenes Agglomerationsmittel dosierbar ist. Dadurch können durch die Kombination verschiedener Agglomertionsmittel Agglomerationsmittelmischungen auf die zu behandelnde Teilchenfracht eingestellt in Abhängigkeit des Gewünschten Fällungsergebnisses eingestellt werden.
Vorzugsweise wird das oder die Agglomerationsmittel in einer Menge im Bereich von 0,01 bis 15, bevorzugt von 0,1 bis 10 und besonders bevorzugt von 0,5 bis 5 Gew.-%, bezogen auf die Teilchenfracht dem Fluid zudosiert.
Eine erfindungsgemäß bevorzugte Gruppe von Agglomerationsmitteln sind anorganische Koagulierungsmittel wie Alaun oder andere polyvalente anorganische Koagulierungsmittel.
Besonders bevorzugt ist es, dass es in der erfindungsgemäßen Vorrichtung über die Dosiereinrichtung ein polymeres Flockungsmittel als Agglomerisationsmittel dosierbar ist. Hierbei ist es bevorzugt, dass das polymere Flockungsmittel eine Intrinsische Viskosität im Bereich von 0.1 bis 10 dl/g (gemessen bei 25°C an einer 1 N NaCl- Lösung, gepuffert bei einem pH von 7,5 mit einem "Suspended Level Viscosimeter") und eine kationische Ladung von mindestens 4 meg/g oder vorzugsweise beides zeigt. Ferner ist es bevorzugt, dass das polymere Flockungsmittel wasserlöslich ist.
Als polymere Flockungsmittel werden überwiegend wasserlösliche, teilvernetzte Polymerisate, Co- und Terpolymerisate aus wasserlöslichen nichtionogenen und/oder ionischen Monomeren und Comonomeren pulverförmig, als wässrige Lösung oder als Wasser-in-Wasser-Dispersion oder Wasser-in-Öl-Dispersion eingesetzt. Solche Polymerisate sind die Homo, Co- und Terpolymerisate von von monoethylenisch ungesättigten Monomeren mit Säuregruppen, die zumindest teilweise als Salze vorliegen, oder deren Ester mit Di-C1-C2-alkylamino-C2-C6-alkylalkoholen oder deren Amide mit Di-C1-C2-alkylamino-C2-C6-alkylaminen, die in protonierter oder quaternierter Form vorliegen, wie sie beispielsweise in EP-A 113 038 und EP-A 13 416 beschrieben sind, und gegebenenfalls weiteren monoethylenisch ungesättigten Monomeren.
Als anionische Polyelektrolyte sind vorzugsweise Homo- und/oder Copolymerisate von monoethylenischen ungesättigten Carbonsäuren und Sulfonsäuren, wie Acrylsäure, Methacrylsäure, Maleinsäure, Itaconsäure, Crotonsäure und/oder deren Alkali-, vorzugsweise Natrium-, Kalium- oder Ammoniumsalze, Vinylsulfonsäure, Acrylamido- und Methacrylamidoalkylsulfonsäuren, wie 2-Acrylamido-2-methylpropansulfonsäure, 2-Sulfoethylmethacrylat und Styrolsulfonsäure und/oder deren Alkali-, vorzugsweise Natrium- oder Kalium- oder Ammoniumsalze geeignet, weiterhin Vinylphosphonsäure und Styrolphosphonsäure sowie deren Alkalisalze, vorzugsweise Natrium- oder Kalium- oder Ammoniumsalze.
Vorzugsweise werden kationisch wirksame Flockungshilfsmittel, z. B. Homo- und/oder Copolymerisate und/oder Terpolymerisate aus wasserlöslichen, monoethylenisch ungesättigten Vinylverbindungen, wie Acrylsäure- und Methacrylsäureester von Dialkylaminoalkylalkoholen in protonierter oder quaternierter Form, wie beispielsweise Dimethylaminoethylacrylat, Acrylsäure- und Methacrylsäureamide von Dialkylaminoalkylaminen, in protonierter oder quaternierter Form, wie Acrylamidopropyltrimethylamoniumchlorid und/oder Acrylamidopropyltrimethylamonium-methyl-methosulfat, vorzugsweise mit Acrylamid eingesetzt. Erfindungsgemäß verwendbare Copolymerisate werden weiterhin in EP-B- 228 637 beschrieben.
Die Copolymerisate können aus den genannten ionischen Monomeren und nicht- ionogenen, wasserlöslichen, monoethylenisch ungesättigten Monomeren, wie Acrylamid, Methacrylamid, N-C1-C2 alkylierte (Meth)acrylamide sowie mit N- Vinylamid, Vinylformamid, N-Vinylacetamid, N-Vinyl-N-methylacetamid, N- Vinylpyrrolidon gebildet werden. Geeignete wasserlösliche Monomere sind außerdem N-Methylolacrylamid, N-Methylol-methacrylamid sowie die mit einwertigen C1- bis C4-Alkoholen partiell oder vollständig veretherten N-Methylol(meth)acrylamide und Diallyldimethylammoniumchlorid.
Ebenso können die Copolymerisate in begrenztem Maße in Wasser schwer lösliche und/oder wasserunlösliche, ethylenisch ungesättigte Monomere, wie (Meth)acrylsäurealkylester und Vinylacetat enthalten, soweit die Löslichkeit oder Quellbarkeit der Copolymerisate in Wasser erhalten bleibt.
Die Polymerisate können darüberhinaus unter Einsatz von vernetzenden, mindestens zweifach reaktionsfähigen Monomeren, vorzugsweise zweifach ethylenisch ungesättigten Monomeren hergestellt werden, so daß sie in Wasser quellbar oder nur begrenzt löslich sind, oder aus wasserlöslichen und wasserquellbaren Polymerisaten bestehen.
Weiterhin können erfindungsgemäß wasserlösliche oder wasserquellbare, aus kationischen und anionischen Monomeren und gegebenenfalls nichtionogenen Monomeren gebildete, amphiphile Copolymerisate verwendet werden.
Weiterhin ist es in der erfindungsgemäßen Vorrichtung bevorzugt, dass das Fluid mit der Teilchenfracht führende Zuleitung an einem Faulreaktor angeschlossen ist. Als Faulreaktoren sind insbesondere Faultürme von Kläranlagen, in denen die Klärschlämme von Kläranlagen aufbereitet werden, die mit Fermentationsverfahren Abwasseraufbereitung betreiben.
Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Steuerung der Agglomeration von Teilchen in einem Fluid mit einer Teilchenfracht durch ein Teilchenagglomerationsmittel, wobei durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung die Teilchenfracht des Fluids bestimmt wird und dadurch abhängig Art oder Menge des Teilchenagglomerationsmittel, die zu dem Fluid mit der Teilchenfracht dosiert, festgelegt wird.
Darüberhinaus betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Teilchenagglomerats, wobei Teilchen in einem Fluid mit einer Teilchenfracht mit einem Teilchenagglomerationsmittel in Kontakt gebracht werden, wobei durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung die Teilchenfracht des Fluids bestimmt wird und davon abhängig Art oder Menge des Teilchenagglomerationsmittels, die zu dem Fluid mit der Teilchenfracht dosiert wird, festgelegt wird.
Das Inkontaktbringen geschieht vorzugsweise durch eine Mischeinrichtung, insbesondere dann, wenn es sich bei der Trennvorrichtung nicht um eine Zentrifuge handelt. Für den Fall das eine Zentrifuge als Trennvorrichtung eingesetzt wird, ist es bevorzugt, dass das Inkontaktbringen in der Zentrifuge erfolgt.
Weiterhin ist es in dem erfindungsgemäßen Verfahren bevorzugt, dass die Dosierung in Art und Menge des Agglomerationsmittels durch eine Abweichung von mindestens einem PT und einem PK von mindestens einem vorbestimmtem PTV und PKV festgelegt wird. In diesem Zusammenhang ist es vorteilhaft, nicht nur von einem sondern von mehreren, vorzugsweise mindenstens 5, besonders bevorzugt mindestens 50 PT, PK bzw. PTV und PKV Werten auszugehen. Eine Möglichkeit zur Vorbestimmung der PTV und PKV-Werte ist es, eine Kalibriermessung nach dem herkömmlichen Verfahren vorzunehmen, oder durch einen Probelauf die Korrelation von den Agglomerateigenschaften mit der eingesetzten Agglomerationsmittelmenge zu ermitteln. Eine weiter Kalibrierung ergibt sich aus der Beimischung von Teilchen mit bekannter Größe- bzw. Größenverteilung.
In dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es bevorzugt, dass in der Trennvorrichtung das Teilchenagglomerat von mindestens eines Teils des Fluides, vorzugsweise Wasser, unter Bildung eines Rückstands abgetrennt wird. Je nachdem, wofür der gebildete Rückstand verwendet wird, muss dieser mehr oder weniger fluid- oder wasserfrei sein. Wird der Rückstand beispielsweise in einer Müllverbrennungsanlage verfeuert, muss der Rückstand möglichst trocken sein. Wird hingegen der Rückstand als Bodenverbesserer auf landwirtschaftliche Flächen ausgebracht, ist es vorteilhaft, dass der Rückstand in geeigneter Weise pump- und sprühfähig ist. Bei dieser Anwendung ist es bevorzugt, dass der Rückstand nur teilweise von dem Fluid bzw. Wasser befreit wurde. Die Erfindung betrifft weiterhin einen Rückstand der aus den vorgenannten Verfahren erhältlich.
Ferner betrifft die Erfindung eine Kläranlage, die eine erfindungsgemäße Vorrichtung aufweist.
Die Erfindung wird nun anhand nicht einschränkender Beispiele und Figuren näher erläutert.
Fig. 1 zeigt den schematischen Aufbau einer Sonde der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Fig. 2 zeigt ein Diagramm mit Meßergebnissen bei der Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens.
Fig. 3 zeigt einen Ausschnitt einer Kläranlage mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Die in Fig. 1 gezeigte Sonde 1 besteht aus einer Lichtquelle 2, die einen Lichtstrahl durch die Optik 3 in das Fluid 4 mit den Teilchen 5 richtet, wobei dieser Lichtstrahl durch die Teilchen 5 zumindest teilweise gestreut und auf die Lichtsignalwandler 6 geworfen wird. Die Lichtsignalwandler 6 wandeln das auf sie eintreffende Licht in ein Signal um, das in einer Rechnereinheit zu einem Signal verarbeitet wird, von dem Standardabweichung und Höhe bestimmbar sind.
Fig. 2 zeigt ein Diagramm, indem auf der einen Achse, die Standardabweichung mit der Sonde 1 gemessenen Signal und auf der anderen Achse die Höhe des Meßsignals als Spannung aufgetragen sind. Die Signale werden von der Sonde 1 in Zeitabständen ermittelt, die im Vergleich zu der Geschwindigkeit mit der das Fluid den Strahl durchströmt, klein ist. Die so gewonnenen Signalsätze bilden die durch eine Vielzahl von Messpunkten gekennzeichneten Cluster auf dem Diagramm gemäß Fig. 2. Diese Cluster sind mit Clustergrenzen (ovale Kreise) umrissen. Sobald sich der Schwerpunkte der Messpunkte ausserhalb des Clusters bewegt, ist es notwendig, die Dosierung des Teilchenagglomerationsmittels anzupassen. Indem durch den grossen ovalen Kreis gekennzeichneten Cluster sind die Messwerte dargestellt, die durch geflockte Teilchen eines Klärschlamms einer kommunalen Kläranlage hervorgerufen werden. Der kleine ovale Kreis umrahmt den Cluster, der von ungeflockten Teilchen eines Klärschlamms einer kommunalen Kläranlage herrührt.
Fig. 3 zeigt einen Faulturm 7, an den eine Zuleitung 8 sich anschließt, in der die Sonde 1 vor dem Zulauf der Dosiervorrichtung 9 angebracht ist und der zur Trennvorrichtung 10 führt.
BEZUGSZEICHENLISTE
1
Sonde
2
Lichtquelle
3
Optik
4
Fliud
5
Teilchen
6
Lichtsignalwandler
7
Faulturm
8
Zuleitung
9
Dosiereinrichtung
10
Trennvorrichtung

Claims (23)

1. Vorrichtung, aufweisend
eine ein Fluid mit einer Teilchenfracht führende Zuleitung,
eine an die Zuleitung angeschlossene Sonde,
wobei durch die Sonde über ein Meßsignal für einen teilchengrößendominierten Parameter PT und einen konzentrationsdominierten Parameter PK der Teilchenfracht des Fluids bestimmbar ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Meßsignal über Lichtstreuung, Extinktion, Ultraschall oder Korrioliskraft oder mindestens zwei davon, vorzugsweise Lichtstreuung erzeugt wird.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Sonde nur ein Meßsignal erzeugt.
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei über die Standardabweichung des Meßsignals PT und über die Höhe des Meßsignals PK bestimmbar ist.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Sonde eine Lichtquelle, eine Optik, ggf. eine Blende und einen Lichtsignalwandler aufweist.
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei sich an die Sonde eine Trennvorrichtung anschließt.
7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei vor der Sonde, oder zwischen Sonde und Trennvorrichtung oder in der Trennvorrichtung oder an mindestens zwei der vorstehenden Stellen eine Teilchenagglomerationsmitteldosiereinrichtung angeordnet ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei die Dosiereinrichtung über die Sonde steuerbar ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8 mit mindestens einer weiteren Dosiereinrichtung.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei über die mindestens eine weitere Dosiereinrichtung einen zu dem Agglomerationsmittel der einen Dosiereinrichtung verschiedenes Agglomerationsmittel dosierbar ist.
11. Vorrichtung nach einem der Anspruch 7 oder 10, wobei über die eine oder weitere Dosiereinrichtung ein polymeres Flockungsmittel als Agglomerationsmittel dosierbar ist.
12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die das Fluid mit der Teilchenfracht führende Zuleitung an einen Faulreaktor angeschlossen ist.
13. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Fluid mit der Teilchenfracht ein Klärschlamm ist.
14. Verfahren zur Steuerung der Agglomeration von Teilchen in einem Fluid mit einer Teilchenfracht durch ein Teilchenagglomerationsmittel, wobei durch eine Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13 die Teilchenfracht des Fluids bestimmt wird und davon abhängig Art oder Menge oder beides des Teilchenagglomerationsmittels, das zu dem Fluid mit der Teilchenfracht dosiert wird, festgelegt wird.
15. Verfahren zur Herstellung eines Teilchenagglomerats, wobei Teilchen in einem Fluid mit einer Teilchenfracht mit einem Teilchenagglomerationsmittel in Kontakt gebracht werden, wobei durch eine Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13 die Teilchenfracht des Fluids bestimmt wird und davon abhängig Art oder Menge oder beides des Teilchenagglomerationsmittel, die zu dem Fluid mit der Teilchenfracht dosiert wird, festgelegt wird.
16. Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, wobei die Dosierung durch eine Abweichung von mindestens einem PT und PK von mindestens einem vorbestimmten PTv und PKv festgelegt wird.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 16, wobei das Teilchenagglomerat in der Trennvorrichtung von mindestens einem Teil des Fluids unter Bildung eines Rückstands abgetrennt wird.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 17, wobei das Meßsignal kontinuierlich bestimmt wird.
19. Rückstand, erhältlich nach einem Verfahren nach einem der Ansprüche 17 oder 18.
20. Kläranlage, beinhaltend eine Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13.
21. Verwendung des Rückstands nach Anspruch 19 in einer Verbrennungsanlage, auf einer Deponie, im Landschaftsbau oder als Bodenverbesserer.
22. Einer Verbrennungsanlage, eine Deponie, ein Landschaftsbau oder ein Bodenverbesserer, beinhaltend einen Rückstand nach Anspruch 19.
23. Verwendung einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13 oder eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 14 bis 18 zur in einer Kläranlage zur Aufbereitung von Abwässern.
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