Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schmutzwasser-Probenentnahme- Vorrichtung zur Entnahme einer Messprobe aus Schmutzwasser.

Bei der Bestimmung des chemischen Sauerstoffbedarfs, kurz CSB, aus Schmutzwasser-Strömen mitteis moderner Anaiysengeräte werden üblicherweise Schmutzwasser-Probenentnahme-Vorrichtungen mit Probenentnahme-Leitungen mit Querschnitten im Bereich von kleiner 5 mm verwendet. Das Schmutzwasser weist jedoch Feststoffpartikel mit Durchmessern auf, die größer sind als die Querschnitte der Probenentnahme-Leitungen, so dass eine Filterung des Schmutzwassers bei der Entnahme einer Messprobe erforderlich ist, um ein Verstopfen der Probenentnahme-Leitung zu verhindern. Da im Laufe der Zeit auch die Filterelemente verstopfen und ein Austausch der Filtereiemente erhebliche Kosten verursacht, werden die Filterelemente üblicherweise durch Rückspülung gereinigt. Hierbei werden die Filtereiemente u.U. mit chemisch wirkenden Reinigungsflüssigkeiten von der anhaftenden Schmutzschicht befreit.

Derartige Schmutzwasser-Probenentnahme-Vorrichtungen werden direkt in den Schmutzwasser-Kanal oder in einen Bypass-Kanal eingebaut, wobei die Strömungsrichtung des Schmutzwassers üblicherweise senkrecht zur Grundebene des Filterelements angeordnet ist. Das permanent an der Schmutzwasser-Probenentnahme-Vorrichtung vorbeifließende Schmutzwasser verstopft die Filtereiemente nach kurzer Zeit.

Durch schwankende Schmutzwasser-Volumenströme Hegen stets auch schwankende Drücke vor, die bei derartigen Schmutzwasser- Probenentnahme-Vorrichtungen keine genaue Dosierung bei der Probenentnahme erlauben. Dies erschwert eine genaue Analyse.

Deshalb ist es die Aufgabe der Erfindung, eine Schmutzwasser- Probenentnahme-Vorrichtung zu schaffen, die mit einfachen Mitteln eine genauere Dosierung bei der Probenentnahme der Messprobe gewährleistet,

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst mit einer Schmutzwasser- Probenentnahme-Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.

Die Schmutzwasser-Probenentnahme-Vorrichtung zur Entnahme einer Messprobe aus Schmutzwasser besteht aus einem senkrecht stehenden Durchflussrohr, durch das das Schmutzwasser entgegen der Gravitationskraft nach oben fließt, und einer koaxial in dem Durchflussrohr angeordneten Probenentnahme-Sonde, Hierdurch wird eine zur Probenentnahme-Sonde parallele Strömungsrichtung des Schmutzwassers erreicht. Die Probenentnahme-Sonde besteht aus einem Sondengehäuse, das einen Spülgaseinlass aufweist, durch den ein Spülgas in das Innere des Sondengehäuses gepumpt werden kann. Am unteren distalen Ende des Sondengehäuses ist ein im Wesentlichen zylindrisches Filterelement angeordnet, durch das Schmutzwasser gefiltert wird und in das Sondengehäuse hinein fließen bzw, Spülgas aus dem Sondengehäuse heraus fließen kann. Mit Hiife des Spülgases wird nach Bedarf bzw. regelmäßig das Filterelement gereinigt bzw. eine am Filterelement anhaftende Schmutzschicht entfernt. Das Spülgas kann beispielsweise Luft sein, die jederzeit verfügbar ist, indem über eine entsprechende Pumpe die Luft aus der Umgebung einfach angesaugt wird. Im Gegensatz zur Reinigung mit einer Reinigungsflüssigkeit wird bei der Spülung mit Luft kein zusätzlicher Tank benötigt. Zudem weist ein Spülgas, welches in eine Flüssigkeit unter Druck geleitet wird, eine bessere mechanische Reinigungswirkung am Filterelement auf, als beispielsweise eine Reinigungsfiüssigkeit. Ferner ist im Inneren des Sondengehäuses eine Probenentnahme-Leitung angeordnet, durch deren Leitungsöffnung eine Messprobe aus dem gefilterten Schmutzwasser, also dem Schmutzwasser- Filtrat, abgepumpt werden kann,

Die Schmutzwasser-Probenentnahme-Vorrichtung kann in einem Schmutzwasser-Becken serieif im Verlauf einer Schmutzwasser-Leitung oder in einem Bypass-Kanal angeordnet sein. Ein kleiner Teil des Schmutzwassers wird durch die erfindungsgemäße Schmutzwasser- Probenentnahme-Vorrichtung bzw. durch das Durchflussrohr der Schmutzwasser-Probenentnahme-Vorrichtung gepumpt. Hierbei wird eine konstante Strömung in dem Durchflussrohr erreicht, so dass während der Probenentnahme konstante Druckverhältnisse in der Schmutzwasser- Probenentnahme-Vorrichtung herrschen. Ferner wird durch die nach oben gerichtete Strömung, also die zur Probenentnahme-Sonde parallele Strömungsrichtung, eine schnelle Entgasung des Schmutzwassers erzielt. Bei der Probenentnahme der gefilterten Messprobe wird mit Hilfe einer an der Probenentnahme-Leitung angeschlossenen Probenentnahme-Pumpe aufgrund der konstanten Druckverhältnisse in dem Fiitrat gewährleistet, dass das entnommene Messprobenvolumen stets definiert und gleich ist. Dies erhöht die Genauigkeit der folgenden Analyse.

Vorzugsweise weist das Durchflussrohr einen Überlauf oberhalb des Filterelements auf. Der Überlauf kann beispielsweise als ein Überiaufrohr ausgeführt sein, durch das das Schmutzwasser und ggf. Bruchstücke der entfernten Schmutzschicht wieder abfließen können. Üblicherweise ist der Querschnitt des Überlaufrohrs größer als der Querschnitt der Zulauföffnung des Durchflussrohrs, damit im Durchflussrohr der Schmutzwasser- Pegel nicht unerwünscht ansteigen kann.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist das Filterelement parallel zur Strömung des Schmutzwassers an dem Sondengehäuse angeordnet. Somit fließt der Schmutzwasser-Strom längsseitig und parallel entlang des Filterelements und des Sondengehäuses in Richtung Abiauf bzw. Überlaufrohr. Hierdurch wird verhindert, dass das Filtereiement direkt durch das Schmutzwasser angeströmt wird, so dass die Neigung zum Verstopfen des Filtereiements reduziert wird.

Vorzugsweise ist das Filterelement von einer einseitig mit einem Boden verschlossenen, d.h. einer im Wesentlichen Becherartig ausgeformten, Spannhülse fixiert, die axial an dem Sondengehäuse fixiert ist. Dies ermöglicht das einfache Austauschen des Filtereiements, sobald dieses beispielsweise verschlissen ist.

Vorzugsweise weist die Spannhülse mindestens eine radiale Fiuidöffnung auf, wobei jede Fluidöffnung auf Höhe der unteren Hälfte des Filterelements in der Seitenwand der Spannhülse angeordnet ist. Hierdurch kann das Schmutzwasser-Filtrat in das Innere des Sondengehäuses gelangen, von wo dann mit Hilfe der Probenentnahme- Leitung die Messprobe abgepumpt werden kann. Ferner dient die Fiuidöffnung als Durchgangsöffnung für das Spülgas, welches zunächst in das Innere des Sondengehäuses gepumpt wird, um das Filtereiement zu reinigen.

In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung ist der Boden der Spannhülse auf der Höhe der Unterkante des Filtereiements angeordnet. Alternativ bzw. ergänzend kann der Boden nach innen konvex ausgeformt sein. Dadurch, dass die Fiuidöffnung in der unteren Hälfte und oberhalb des Bodens der Spannhülse angeordnet ist, wird gewährleistet, dass beim Spülvorgang annähernd das gesamte im Inneren des Sondengehäuses befindliche „alte " Filtrat durch das Spülgas aus dem Sondengehäuse herausgepumpt wird. Dies trägt ebenfalls zu einer erhöhten Genauigkeit der Analyse bei, da bei jeder Probenentnahme immer ausschließlich frisches Filtrat im Inneren des Sondengehäuses vorliegt. Vorzugsweise weist die Spannhülse längsseitig, d.h. an der Seitenwand der Spannhülse, an ihrem offenen Ende ein Außengewinde auf, wobei das Außengewinde mit einem entsprechenden Innengewinde des Sondengehäuses korrespondiert. Dadurch können die Spannhülse und das Filterelement austauschbar an dem Sondengehäuse fixiert werden. Andere Verbindungen, wie beispielsweise eine Steckverbindung oder eine Bajonettverbindung, sind ebenfalls denkbar.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaitung weist das Filterelement eine Maschenweite auf, die kleiner ist als der Querschnitt der Leitungsöffnung. Dies verhindert wirksam ein Verstopfen der Probenentnahme-Leitung, da ausschließlich Partikel das Filterelement passieren können, die wesentlich kleiner als der Leitungsöffnungs-Querschnitt sind.

Vorzugsweise besteht das Filterelement aus einem Drahtgewebe, beispielsweise einem Edeistahl-Drahtgewebe. Edelstahl ist korrosionsbeständig und weist eine weitestgehend glatte Oberfläche auf, so dass im Schmutzwasser befindliche Schmutzwasser- Partikel schlecht anhaften können. Diese geringere Haftung erleichtert wiederrum die Reinigung eines solchen Filterelements. Alternativ kann für das Filterelement eingesetzte Edelstahl-Drahtgewebe ggf. ein anderes metallisches Material verwendet werden. Alternativ können die Filterelement-Materialien mit Teflon oder anderen geeigneten Kunststoffen beschichtet werden, um die Haftung zu verringern, und somit die Reinigung eines solchen Filterelements zu erleichtern und zu verbessern.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung befindet sich die Leitungsöffnung der im Innern des Sondengehäuses angeordneten Probenentnahme- Leitung auf der Höhe des Filterelements. Hierdurch kann das frische Filtrat sofort nach Einiauf des Filtrats zum Analysegerät gepumpt werden. Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist der Überlauf weniger als 10 cm oberhalb der Oberkante des Fiiterelements angeordnet. Dadurch wird erreicht, dass die im Inneren des Sondengehäuses ausgebildete Filtratsäule relativ niedrig ist, so dass das Spulgas gegen einen möglichst geringen statischen Druck gepumpt werden muss.

Vorzugsweise ist das Durchflussrohr an seiner Zulauföffnung sich in Fließrichtung konisch erweiternd ausgebildet. Ferner ist die Spannhülse an ihrem unteren Ende ebenfalls konisch erweiternd ausgebildet. Dadurch wird erreicht, dass der Schmutzwasser- Strom, der durch die Zulauföffnung in das Durchflussrohr hineingepumpt wird, laminar einströmt. Hierdurch werden konstante Druckverhältnisse in der Schmutzwasser- Probenentnahme-Vorrichtung gewährleistet, so dass das entnommene Messprobenvolumen stets definiert und gleich ist. Dies erhöht die Genauigkeit der Analyse.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Schmutzwasser-Probenentnahme-Vorrichtung anhand der Zeichnung näher erläutert.

Die Figur zeigt eine Schnittdarstellung der erfindungsgemäßen

Schmutzwasser-Probenentnahme-Vorrichtung.

In Figur 1 ist eine Schmutzwasser-Probenentnahme-Vorrichtung 10 zur Entnahme einer Messprobe aus Schmutzwasser 11 gezeigt. Die Vorrichtung 10 besteht aus einem senkrecht stehenden Durchfiussrohr 14, durch das das Schmutzwasser 11 mit Hilfe einer Schmutzwasser-Pumpe 13 durch eine Zulauföffnung 16 in das Innere des Durchflussrohrs 14, und von dort zum Überlauf 18 gepumpt wird. Das Durchflussrohr 14 ist beispielsweise aus Glas. Im Inneren des Durchflussrohrs 14 bildet sich auf der Höhe der Unterkante des Überlaufs 18 ein konstanter Schmutzwasser- Pegel 20 aus. Ferner weist die Schmutzwasser-Probenentnahme- Vorrichtung 10 eine koaxial in dem transparenten Durchfiussrohr 14 angeordnete Probenentnahme-Sonde 22 auf.

Die Probenentnahme-Sonde 22 besteht aus einem im Wesentlichen zylindrischen Kunststoff-Sondengehäuse 24 und einem am unteren distalen Ende angeordneten zylindrischen Filterelement 26, durch das das Schmutzwasser 11 gefiltert wird und als Filtrat 12 in das Innere des Sondengehäuses 24 fließen kann. Die Probenentnahme-Sonde 22 hängt an einem Durchflussrohr-Verschlussdeckel 15, der an dem Durchflussrohr 14 durch eine Verschraubung fixiert äst.

Das Filtereiement 26 ist unterhalb des Überlaufs 18 und parallel zur senkrechten Strömungsrichtung des Schmutzwasserstroms gemäß Pfeil 17 am Sondengehäuse 24 angeordnet. Der Überlauf 18 ist weniger als 10 cm oberhalb des Filterelements 26 angeordnet. Das Filtereiement 26 ist also vollständig unterhalb des Schmutzwasser-Pegels 20 angeordnet, so dass das Filterelement 26 permanent im Schmutzwasser 11 eingetaucht ist. Das Filterelement 26 besteht beispielsweise aus einem Edelstahl- Drahtgewebe.

Im Inneren des Sondengehäuses 24 ist eine senkrechte Probenentnahme- Leitung 28 angeordnet, durch deren Leitungsöffnung 29 eine Messprobe aus dem Filtrat 12 mit Hiife einer Messproben-Pumpe 30 abgepumpt werden kann. Die Messproben-Pumpe 30 pumpt die Messprobe weiter zu einem Analysegerät 32, in dem die Messprobe analysiert wird, Dort wird beispielsweise der CS B- Wert der Messprobe bestimmt.

Die Leitungsöffnung 29 der Probenentnahme-Leitung 28 befindet sich auf der Höhe des Filterelements 26, so dass auch diese sich stets unterhalb des Schmutzwasser-Pegels 20 befindet. Der Querschnitt der Leitungsöffnung 29 ist größer als die Maschenweite des Filtereiements 26, so dass eine Verstopfung der Probenentnahme-Leitung 28 mit Feststoffpartikeln aus dem Schmutzwasser 11 nahezu ausgeschlossen werden kann.

Ferner ist im inneren des Sondengehäuses 24 ein Spülgaseiniass 33 vorgesehen, durch den ein Spülgas mit Hilfe einer Spülgas-Pumpe 34 in das Innere des Sondengehäuses 24 gepumpt werden kann, um eine an dem Filterelement 26 anhaftende Schmutzschicht entfernen zu können. Ais Spülgas kann beispielsweise Luft eingesetzt werden. Das Filterelement 26 wird axiai von einer einseitig mit einem Boden 38 verschlossenen Spannhülse 36 an dem Sondengehäuse 24 fixiert. Die Spannhülse 36 weist beispielsweise eine ringförmige Auflagefläche 40 auf, auf der das Filterelement 26 aufgesetzt ist. Längsseitig an dem offenen Ende, also an dem zum Boden 38 entgegengesetzten oberen Ende, weist die Spannhülse 36 ein Außengewinde 42 auf, das mit einem entsprechenden Innengewinde 49 des Sondengehäuses 24 korrespondiert. Hierdurch kann die Spannhülse 36 an dem Sondengehäuse 24 axial fixiert werden, wodurch das Filterelement 26 axial zwischen einer Auflagefiäche 41 des Sondengehäuses 24 und der Auflagefläche 42 der Spannhülse 36 eingespannt werden kann. Das Filterelement 26 kann nach dem Aufschrauben der Spannhülse 36 einfach ausgetauscht werden.

Die Spannhülse 36 weist vier radiale Fluidöffnungen 44 auf, die in Umfangsrichtung jeweils im gleichen Abstand zueinander angeordnet sind. Jede der Fluidöffnungen 44 ist auf Höhe der unteren Hälfte des Filterelements 26 angeordnet. Durch die Fluidöffnungen 44 kann das Filtrat 12 in das Innere des Sondengehäuses 24 gelangen. Im Reinigungsmodus wird das Fiitrat 12 mit Hilfe des Spülgases aus dem Sondengehäuse 24 wieder herausgepumpt.

Die Spannhülse 36 ist außenseitig an ihrem unteren Ende konisch ausgebildet. Ebenfalls ist das Durchflussrohr 14 an seiner Zulauföffnung 16 innenseitig konisch ausgebildet. Hierdurch wird eine weitestgehend laminare Strömung im Inneren des Durchflussrohrs 14 erreicht.

Im Messmodus wird das Schmutzwasser 11 mit Hilfe einer Schmutzwasser-Pumpe 13, welche bevorzugt keine Verdrängerpumpe ist, aus einem Schmutzwasser-Becken 50 durch eine Zulauföffnung 16 in das Innere des Durchflussrohrs 14, und von dort zum Überlauf 18 gepumpt. Hierbei wird auch das Sondengehäuse 24 mit Filtrat 12 geflutet, Sobald konstante Druckverhältnisse im Innern des Durchflussrohrs 14 vorherrschen, wird mit Hilfe der Messproben-Pumpe 30 eine Messprobe aus dem Filtrat 12 ab- und zu einem Analysegerät 32 gepumpt, in dem die Messprobe analysiert wird.

Im anschließenden Reinigungsmodus wird durch den Spüigaseinlass 33 ein Spülgas mit Hilfe einer Spülgas-Pumpe 34 in das Innere des Sondengehäuses 24 gepumpt. Hierbei wird das im Innern des Sondengehäuses 24 vorhandene Filtrat 12 herausgepumpt und anschließend die an dem Filterelement 26 anhaftende Schmutzschicht entfernt, wobei die Bruchstücke der entfernten Schmutzschicht mit dem Schmutzwasser-Strom aus dem Durchflussrohr 14 heraus gespült werden.

Anschließend wird die Schmutzwasser-Pumpe 13 abgeschaltet, so dass sich die gesamte Schmutzwasser-Probenentnahme-Vorrichtung 10 aufgrund der Schwerkraft entleert. Hierbei fließt auch das ggf. im Inneren des Sondengehäuses 24 verbliebene Filtrat 12 heraus. Hierdurch wird sichergestellt dass beim nächsten Probenentnahme-Zyklus ausschließlich neues Filtrat 12 in die Sonde 22 einfließt, so dass eine frische Messprobe analysiert wird.