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Einrichtung zur Feinaufbereitung von Rohwasser
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Feinaufbereitung von Rohwasser in der Art offener Schnellfilter in Wasseraufbereitungsanlagen.
Es ist bekannt, in Wasseraufbereitungsanlagen offene Schnellfilter, mit einem oder mehreren nebeneinanderliegenden Filterbecken, vorzusehen. Im einzelnen sind die Filterbecken so ausgebildet, dass sie längsseitig durch Wände begrenzt sind, die zugleich die gemeinsame Rinne für Zu-und Ableitung von Roh-und Schlammwasser, sowie den Luftzuführungskanal für die Filterrückspülung aufnehmen. Das Rohwasser wird in der Rinne zugeführt, überströmt dieselbe und fliesst so auf das Filtermaterial. Die Rückführung des Schlammwassers erfolgt in umgekehrter Weise. Durch den horizontal angeordneten, mit Filterdüsen bestückten Filterboden wird jedes Becken in den obenliegenden Filterraum und den darunter befindlichen Reinwassersammelraum gegliedert.
Unter der Sohle des Reinwassersammelraumes ist ein im Querschnitt rechteckiger Reinwasserabführungskanal vorgesehen, der das filtrierte Reinwasser dem unter der gesamten Anlage befindlichen Reinwasserbehälter zuführt. In den Reinwasserabführungskanal mündet zugleich eine Spülwasserleitung, mit deren Hilfe die Filterrückspülung unter Zugabe von Druckluft betrieben werden kann.
Nachteilig wirkt sich bei dieser Filterbeckenkonstruktion der grosse Baufaufwand aus. Besonders schwierig und damit auch aufwendig ist die Ausbildung der Rinnen und des Luftzuführungskanals in den seitlichen Begrenzungswänden. Infolge der erforderlichen grossen Breite der Wände wird die Grösse der nutzbaren Filterfläche im Verhältnis zur Gesamtgrösse eines Beckens beeinträchtigt. Ausserdem ist es nur möglich, die Filtration mit einem geringen Rohwasserüberstau durchzuführen, der darüber hinaus in Abhängigkeit von der Anordnung der Rohwasserführungsrinne konstant gehalten werden muss. Hinzu kommt noch ein weiterer Nachteil, dass das Rohwasser von der seitlichen Zuführungsrinne über die gesamte Filterfläche fliessen muss.
Anderseits verbleibt nach jeder Rückspülung zwischen Filtermaterial und überfallkante Rinne ein verhältnismässig hoher Rest von Schlammwasser, der bei der erneuten Filtration als nicht verwendungsfähiges Filtrat anfällt.
Ferner ist bei Schnellfilteranlagen eine Teilverbesserung in der Spülwasser-und Druckluftzuführung in Verbindung mit der Rohwasserzufuhr bekannt. Für Spülwasser und Druckluft ist ein gemeinsamer Kanal in der Filterbeckenlängswand unter der ebenfalls in der Beckenwand angeordneten Rohwasserzuführungsrinne vorgesehen. Spülwasser und Druckluft werden hiebei vom gemeinsamen Kanal aus über mit Krümmern versehenen Rohren bis unmittelbar unter den Filterboden geleitet.
Nachteilig bei dieser Ausführungsart ist, dass die Druckluftrohre sorgfältig justiert werden müssen, um einen gleichmässigen Lufteintritt in die Rohre zu erreichen.
Es ist weiterhin eine Einrichtung bekannt, bei der die Abführung von Reinwasser und die Zufuhr von Spülwasser in einen gemeinsamen Kanal unter dem Filterboden erfolgt. Die zur Filterspülung
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ebenfalls erforderliche Druckluft wird dabei mittels eines auf der Sohle des Kanals liegenden Rohrsystems über Steigrohre bis unmittelbar unter den Filterboden geführt.
Es muss als nachteilig angesehen werden, dass bis zum Wirksamwerden der Druckluft das im Rohrsystem während des Filtervorganges zurückgestaute Wasser verdrängt werden muss. Ein weiterer Nachteil besteht in dem hohen Anteil an Rohrmaterial und in dem damit verbundenen Montageaufwand.
Zweck der Erfindung ist es, eine Einrichtung zur Feinaufbereitung von Rohwasser in der Art der offenen Schnellfilter zu schaffen, die die genannten Nachteile der bekannten Einrichtungen nicht aufweist, somit einen verminderten Bau-und Materialaufwand erfordert und die Teilverbesserungen in vorteilhafter Weise mit zur Anwendung bringt.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung für die Feinaufbereitung von Rohwasser in der Art der offenen Schnellfilter zu schaffen, bei der die Rohwasserzufuhr bzw. Schlammwasserableitung über eine neuartige, gemeinsame Rinne erfolgen soll, wobei diese einen grösseren und variablen überstau des Rohwassers zulassen muss und durch ihre Funktion eine Verringerung des nicht verwendungsfähigen Erstfiltrates erreicht werden soll. Die Filterbecken müssen so gestaltet sein, dass sie baukastenartig aneinandergereiht werden können. Die Druckluft für die Filterrückspülung soll in einfacher Weise bis unmittelbar unter den Filterboden geführt werden. Die Entlüftung des Reinwasserraumes muss ohne besondere Entlüftungsorgane direkt über den Filterboden möglich sein.
Erfindungsgemäss wird daher bei einer Einrichtung zur Feinaufbereitung von Rohwasser nach der Art der offenen Schnellfilter in Wasseraufbereitungsanlagen mit einem oder mehreren nebeneinanderliegenden Filterbecken, bestehend aus einer gemeinsamen Rinne für Rohwasserzuführung und Schlammwasserableitung, Filterraum mit Filterboden und Filterdüsen und Reinwasserraum, vorgeschlagen, dass die gemeinsame, im Querschnitt rechteckige und vorzugsweise oben offene Rinne für Rohwasserzuführung und Schlammwasserableitung analog der Längsachse eines im Grundriss rechteckigen Filterbeckens, welches von einfachen Stirn-und Längswänden begrenzt wird, im geringen Abstand über der Oberfläche des Filtermaterials angeordnet ist,
wobei jedes Filterbecken unter Fortfall einer der angrenzenden Beckenlängswände mit mehreren Filterbecken zu einer Anlage zusammensetzbar ist und die Rinne in ihrem Boden eine in Längsrichtung durchlaufende Öffnung mit einem darunter ebenfalls durchlaufenden Prallboden aufweist und dass im Reinwasserraum vorzugsweise entlang einer Längswand ein Druckluftrohr für die Filterrückspülung mit aufgesetzten Luftverteilerstutzen am Rohrscheitel und Entwässerungsöffnungen in der Rohrsohle angeordnet ist, wobei die Verteilerstutzen bis in die Höhe der unteren Eintrittsschlitze von im Filterboden eingebrachten Filterdüsen reichen.
Die gemeinsame Rinne weist in ihrer Mitte eine vertikal angeordnete, längs durchlaufende Leitwand auf.
Die Erfindung ergibt folgende Vorteile :
Der Bau-und Montageaufwand zur Erstellung der Filterbecken kann wesentlich verringert werden, so dass sich insbesondere keine schalungstechnischen Schwierigkeiten ergeben. Die Filterbeckengrösse kann je nach Notwendigkeit variiert werden, ohne dass dann unerwünscht hohe Aufwendungen für die Erstellung entstehen. Ein weiterer Vorteil ist auch darin zu sehen, dass durch die baukastenartige Gestaltung mehrere Aufbereitungsbecken beliebig zu einer grösseren Anlage zusammengefügt werden können. Zum andern gestattet die gewählte Konstruktion auch eine Anwendung der Montagebauweise.
Infolge Der Anordnung von einfachen Wänden gegenüber den bisher verwendeten Einfassungen mit den darin angeordneten Kanälen, erfolgt eine Ausnutzung fast der gesamten Beckenbreite für die Filtration. Der Rohwasserüberstau kann bis zum überstau der Rinne variiert werden, da deren Anordnung keine maximale Staubegrenzung erfordert. Konstruktion und Anordnung der Rinne lassen zu, dass das Schlammwasser während des Spülprozesses bis unmittelbar über das Filtermaterial abgefahren werden kann. Der grössere Überstau von Rohwasser bewirkt, dass die während des Spülprozesses im Filtermaterial verbleibende Luft zusammengedrückt wird. Dadurch wird der Filtrationsvorgang nicht mehr behindert. Die Entlüftung des Reinwasserraumes über die Filterdüse vermeidet die Anordnung von Entlüftungsorganen, wodurch auch in der Technologie eine Vereinfachung eintritt.
Das Druckluftrohr ist einfach zu montieren und kann bei Reparaturen ohne grösseren Aufwand ausgewechselt werden.
Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel mit drei Varianten der Roh-und Schlammwasserrinnenausbildung näher erläutert werden. In den Zeichnungen zeigen : Fig. 1 den Längsschnitt einer Filterbeckeneinheit mit der Darstellung der erfindungsgemässen Anordnung einer
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Roh-und Schlammwasserrinne gemäss Ausbildungsvariante mit Zu-und Ablauf-Trichterausbildung ausserhalb des Filterbeckens, Fig. 2 den Querschnitt nach Fig. 1 im Schnitt A-B, Fig. 3 eine Detaildarstellung der Anordnung von Druckluftzufuhr und Filterdüse im Querschnitt, Fig. 4 eine Detaildarstellung der Roh-und Schlammwasserrinne mit Trichterausbildung innerhalb des Filterbeckes im Längsschnitt, Fig. 5 eine Detaildarstellung der Roh-und Schlammwasserrinne im Querschnitt gemäss Ausbildungsvariante I, Fig.
6 eine Detaildarstellung der Roh-und Schlammwasserrinne im Querschnitt gemäss Ausbildungsvariante II und Fig. 7 eine Detaildarstellung der Roh-und Schlammwasserrinne im Querschnitt gemäss Ausbildungsvariante III.
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Konsolen für die Auflagerung der Rinne vorgesehen. Über die Rinne --5-- wird das Filterbecken gleichmässig mit Rohwasser beschickt. In der Beckenstirnwand-l-ist entsprechend der Ausbildungsvariante 1 der Rinne --5-- ein Passstück --3-- angeordnet. Das Passstück stellt den Anschluss zu dem ausserhalb des Filterbeckens befindlichen Zu-und Ablaufschacht-2-dar. Der horizontal angeordnete Filterboden--9--gliedert das Filterbecken in den oberen Filterraum und den darunterliegenden Reinwasserraum--20--.
Im Filterboden--9--befinden sich die Filterdüsen - -8--, deren Befestigung mittels der Filterbuchsen-10-erfolgt. Das in der Filterdüse --8-befindliche Polsterrohr--11--weist in seinem oberen Teil eine vertikal angeordnete ovale Entlüftungsöffnung--12--auf, die unmittelbar unter dem Filterboden --9-- liegt und dazu dient, dass die nach dem Rückspülprozess unter dem Filterboden --9-- verbleibende Restluft nach oben abgeführt wird.
Im Reinwasserraum--20--sind rechtwinkelig zu den Beckenlängswänden--4-- zur Unterstützung des Filterbodens --9-- in regelmässigen Abständen Filterbodenstege --18--
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der Filterbodenstege--18--ein Druckluftrohr--15--für die Filterrückspülung. Es liegt auf unterstützenden Auflagern auf. Auf das Druckluftrohr sind Luftverteilerstutzen--14-aufgesetzt, die bis zum Eintrittsschlitz --13-- in dem Polsterrohr-11-der Düsen-8-reichen. Ausserdem sind im Druckluftrohr --15-- Entwässerungsöffnungen --16-- an der Rohrsohle vorgesehen. Die Druckluft wird über die Verteilerstutzen--14--bis unmittelbar unter den Filterboden--9--
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rückgestauten Wassers dienen.
Zur Abführung des Reinwassers und Zuführung des Spülwassers ist in der Beckenstimwand-la--unmittelbar über der Beckensohle-21-ein Rein-und Spülwasserstutzen--17--angeordnet, der ausserhalb des Filterbeckens mit einem Regulierorgan versehen ist. In der gegenüberliegenden Beckenstirnwand --1-- befindet sich ebenfalls unmittelbar über der Beckensohle--21--ein Stutzen--22--, der zum Abzug des nicht verwendungsfähigen Erstfiltrates dient.
Der Filtrationsvorgang verläuft in der Weise : Das Rohwasser wird über den Zu-und Ablauftrichter--2--und die Rinne--5--dem Filterraum zugeführt. Dabei strömt zu Beginn des
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maximale Begrenzung der Rohwasserzuführung wird ein konstanter Rohwasserüberstau erreicht. Das Rohwasser filtriert durch das Filtermaterial --7-- und gelangt über die Filterdüsen--8--in den Reinwasserraum--20--, von wo es über den Rein-und Spülwasserstutzen--17--in den Reinwasserbehälter abgeleitet wird. Der Rückspülprozess zur Säuberung des Filtermaterials--7-erfolgt in umgekehrter Reihenfolge unter Zugabe von Druckluft und Spülwasser. Dabei wird das nach oben aufgestaute Schlammwasser über die gemeinsame Rinne--5--abgeleitet.
Das Schlammwasser kann sowohl von oben als auch von unten durch die Öffnung --31-- in die Rinne--5-- einströmen. Nach dem Absinken des Schlammwasserspiegels unter die Oberkante der Rinne erfolgt der
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Schlammwasser sind drei Ausbildungsvarianten geschaffen worden, die nachfolgend ebenfalls näher erläutert werden sollen :
In der Variante I ist die Rinne--5--oben offen und durch Traversen --23-- ausgesteilft. In ihrem Boden --32-- weist sie eine durchgehende öffnung --31-- auf. Im Abstand darunter ist der
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Prallboden--32--befestigt, der zugleich als Leitorgan des aus-bzw. eintretenden Wassers dient.
In der Rinne--5--selbst ist in ihrer Mitte eine durchgehende vertikale Leitwand--26--zur Vermeidung von Schwingungen vorgesehen. Wahlweise kann der Zu-und Ablauftrichter--2, 2a-ausserhalb oder innerhalb des Filterbeckens angeordnet werden.
In der Variante II ist der Rinnenboden --30a-- nach dem Rinneninneren abgewinkelt, wodurch eine durchgehende schachtartige Öffnung --31a-- entsteht. über diese Öffnung ist ein Leitelement
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--31a-- alsüberströmen der Rinne--5--in den Filterraum gelangt. Beim Rückspülprozess wird das aufgestaute Schlammwasser in umgekehrter Weise über die Rinne --5-- abgeleitet. Nach dem Absinken des Schlammwasserspiegels unter die Oberkante der Rinne erfolgt der Abzug des Wassers nur noch über die Eintrittsöffnung --31a--. Der Prallboden--32a--dient hiebei ebenfalls zugleich als Leitorgan des aus-bzw. eintretenden Wassers.
Wahlweise kann bei dieser Rinnenausbildung ebenfalls der Zu-und
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kann ein aufgebördeltes und gelochtes Pendelrohr bis in den Zu-und Ablauftrichter reichend in Anwendung kommen, welches die Funktion eines Entlüftungsrohres hat, speziell für die Entlüftung des Luftdomes--24--bei der Schlammwasserableitung. Bei der Zuführung von Rohwasser in die als Freispiegelleitung mit Unterdruck arbeitende Rinne --5-- wird die darin befindliche Luft verdrängt.
Durch überströmen des Heberschachtes--29a--wird das Rohwasser auf das Filtermaterial--7-verteilt. Beim Rückspülen wird das angestaute Schlammwasser bei einer festgelegten Höhe des Staues durch öffnen eines Schiebers ausserhalb des Filterbeckens mit dem dadurch eintretenden Hebergefälle in der Rinne--5--abgeleitet. Der Prallboden--32b--dient zugleich als Leitorgan des ein-und austretenden Wassers.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Einrichtung zur Feinaufbereitung von Rohwasser nach der Art der offenen Schnellfilter in Wasseraufbereitungsanlagen mit einem oder mehreren nebeneinanderliegenden Filterbecken, bestehend aus einer gemeinsamen Rinne für Rohwasserzuführung und Schlammwasserableitung, Filterraum mit
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Rohwasserzuführung und Schlammwasserableitung analog der Längsachse eines im Grundriss rechteckigen Filterbeckens, welches von einfachen Stirn-und Längswänden (l, la, 4) begrenzt wird, im geringen Abstand über der Oberfläche (6) des Filtermaterials angeordnet ist, wobei jedes Filterbecken unter Fortfall einer der angrenzenden Beckenlängswände (4) mit mehreren Filterbecken zu einer Anlage zusammensetzbar ist und die Rinne (5) in ihrem Boden (30) eine in Längsrichtung durchlaufende Öffnung (31)
mit einem darunter ebenfalls durchlaufenden Prallboden (32) aufweist und dass im Reinwasserraum (20) vorzugsweise entlang einer Längswand (4) ein Druckluftrohr (15) für die Filterrückspülung mit aufgesetzten Luftverteilerstutzen. (14) am Rohrscheitel und Entwässerungs- öffnungen (16) in der Rohrsohle angeordnet ist, wobei die Verteilerstutzen (14) bis in Höhe der unteren Eintrittsschlitze (13) von im Filterboden (9) eingebrachten Filterdüsen (8) reichen.
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