Düsenboden für Filteranlagen
Schnellfilter der offenen oder geschlossenen Bauart mit einer Sandschicht als Filtermasse werden für die Aufbereitung bzw. Filtrierung von Wasser und anderen Flüssigkeiten verwendet. Die Filter besitzen einen Zwischen- bzw. Düsenboden, auf welchen die Filterdüsen montiert sind und der gleich- zeitig die Filtermasse (Sandschicht) trägt. Die Filterdüsen lassen das zu reinigende Wasser durch die Filtermasse hindurchfliessen, wobei diese letztere zusammen mit den Verunreinigungen zurückgehalten wird. Anderseits dienen auch die Filterdüsen zur Reinigung der Filtermasse mittels eines sogenannten Spülvorganges.
Bei Spülvorgang wird ein kräftiger Gegenstrom von Wasser und Luft über die Filterdüsen durch die verschmutzte Filtermasse getrieben. Die Luft bewirkt eine Umwirbelung der Sandkörner und zerkleinert das durch die Verschmutzung des Sandes gebildete Agglomerat, welches sich im Wege des Luftstromes befindet. Das Wasser löst den Schmutz auf und spült ihn an die Oberfläche des Filterbettes, wo er entfernt wird.
Bei dieser Art Filter besteht der Düsenboden meistens aus Beton (mit oder ohne Armierung), Eternit , Kunststoff oder Metall und ist mit einer Anzahl Filterdüsen versehen, die, wie bereits erwähnt, bei der Filtrierung des Wassers die Filtermasse zusammen mit den verunreinigenden Teilchen zurückbehalten und anderseits beim Spülen den Durchgang und die Verteilung des Wassers und der Luft in umgekehrter Richtung gestatten. Um ein mangelhaftes Arbeiten des Filters zu vermeiden, ist es von grosser Wichtigkeit, dass der Spülvorgang mit optimalem Wirkungsgrad erfolgt, d. h. es dürfen keine toten Zonen im Filterbett vorhanden sein, wo der Sand nicht behandelt bzw. gereinigt wird.
Im Bestreben, diese Bedingung zu erfüllen, hat man daher vorgeschlagen, den Düsenboden mit einer möglichst grossen Anzahl Filterdüsen auszurüsten und derart anzuordnen, dass beim Spülvorgang der Gegenstrom von Luft und Wasser möglichst gleichmässig über die Filtermasse verteilt wird.
Abgesehen von den hohen Gestehungskosten einer solchen Anlage, hat es sich gezeigt, dass auch mit einer sehr grossen Anzahl Filterdüsen pro Flächeneinheit immer noch Totstellen zwischen den Düsen vorhanden sind, die durch den Gegenstrom nicht erreicht werden und wo der Sand bzw. das Agglomerat aus Sand und Schmutz sich pyramidenartig anhäuft. Diese stagnierenden Sandhaufen zwischen den Filterdüsen können mit der Zeit einen sehr nachteiligen Einfluss auf das filtrierte Wasser haben. Durch physikalisch-chemische Vorgänge kann das Wasser einen schlechten Geruch und Geschmack bekommen, und sogar die Erzeugung und Vermehrung von Bakterien, die durch die Filtermasse hindurchgehen, wird begünstigt. In manchen Fällen hat man eine starke Zunahme der Anzahl Bakterien zwischen dem Rohwasser und dem filtrierten Wasser festgestellt.
Der Zweck der vorliegenden Erfindung ist nunmehr, einen Düsenboden für Filteranlagen zu schaffen, bei welchem die Zwischenräume mit den toten Zonen zwischen den Düsen beseitigt werden. Gemäss der Erfindung wird dies dadurch erreicht, dass zwischen den im Düsenboden befestigten Filterdüsen am Düsenboden nach oben sich verjüngende Vorsprünge vorgesehen werden, so dass beim Spülvorgang die die Filterdüsen umgebende Filtermasse zwangläufig durch den Gegenstrom von Pressluft und Wasser behandelt wird.
In der Zeichnung sind beispielsweise zwei Ausführungsformen der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt die Fig. 1 einen Teil eines Düsenbodens für einen Filter im Grundriss, während die Fig. 2 einen Querschnitt desselben nach der Schnittlinie A-B der Fig. 1 darstellt. In den Fig. 3 und 4 ist ebenfalls im Grundriss bzw. Querschnitt eine weitere Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht.
In den Fig. 1 und 2 bedeutet 1 den Düsenboden des Filters mit den im Boden eingesetzten Filterdüsen 2. Zwischen den Filterdüsen sind Vorsprünge 3 vorgesehen, die beispielsweise konisch oder pyramidenartig gestaltet sind und sich nach oben verjüngen. Diese Vorsprünge 3 können entweder in einem Stück mit dem Düsenboden 1 selbst hergestellt werden oder aus im Boden einsetzbaren Stücken 4 bestehen, wie in Fig. 2 angedeutet ist.
Bei einer weiteren Ausführungsform gemäss Fig. 3 bzw. 4 sind zwischen den Filterdüsen 2 nach oben abgeschrägte Rippen 5 vorhanden. Die Grundfläche dieser Rippen kann beispielsweise viereckig, rechteckig oder vieleckig sein und der Querschnitt dreieckig oder trapezförmig sein. Bei dieser Ausführungsform weist die Oberfläche des Düsenbodens eine wabenartige Struktur auf, wobei in den einzelnen Zellen sich je eine Filterdüse befindet. Auch bei dieser Ausführungsform können die Rippen 5 zusammen mit dem Düsenboden hergestellt werden oder aus getrennten einsetzbaren Stücken bestehen, die beispielsweise aus Kunststoff, Eternit , Metall usw. hergestellt sind.
Die Vorsprünge gemäss Fig. 1/2 und Fig. 3/4 können auch miteinander kombiniert werden. Ferner bei der Verwendung von Vorsprüngen, die nicht einen Teil des Düsenbodens selbst bilden, ist es auch möglich, die Vorsprünge an den Filterdüsen zu befestigen oder diese letzteren so auszubilden, dass sie gleichzeitig die Vorsprünge am Boden festhalten. Es ist auch möglich, die Vorsprünge zusammen mit einer Platte herzustellen, die Öffnungen für die Filterdüsen aufweist und auf dem Düsenboden befestigt wird.
Die Wirkungsweise der beschriebenen Vorsprünge geht aus der Zeichnung ohne weiteres hervor. Durch diese werden sämtliche Totstellen zwischen den Filterdüsen beseitigt, da der Sand des Filterbettes zwangläufig in Reichweite des Gegea- stromes beim Spülvorgang zu liegen kommt und daher durch den kombinierten Luft- und Wasserstrom behandelt bzw. gereinigt wird.
Nozzle base for filter systems
Quick filters of the open or closed design with a layer of sand as the filter material are used for the treatment or filtration of water and other liquids. The filters have an intermediate or nozzle base on which the filter nozzles are mounted and which at the same time carries the filter material (sand layer). The filter nozzles allow the water to be cleaned to flow through the filter mass, the latter being held back together with the impurities. On the other hand, the filter nozzles also serve to clean the filter mass by means of a so-called rinsing process.
During the rinsing process, a powerful counter-current of water and air is driven through the dirty filter material via the filter nozzles. The air causes the sand grains to be swirled around and crushes the agglomerate formed by the pollution of the sand, which is in the path of the air flow. The water dissolves the dirt and washes it to the surface of the filter bed, where it is removed.
In this type of filter, the nozzle bottom is usually made of concrete (with or without reinforcement), Eternit, plastic or metal and is provided with a number of filter nozzles which, as already mentioned, retain the filter mass together with the contaminating particles when the water is filtered on the other hand, when flushing, allow the passage and distribution of water and air in the opposite direction. In order to prevent the filter from working improperly, it is of great importance that the flushing process is carried out with optimum efficiency, i. H. there must be no dead zones in the filter bed where the sand is not treated or cleaned.
In an effort to meet this condition, it has therefore been proposed to equip the nozzle base with the largest possible number of filter nozzles and to arrange them in such a way that the counterflow of air and water is distributed as evenly as possible over the filter material during the flushing process.
Apart from the high production costs of such a system, it has been shown that even with a very large number of filter nozzles per unit area there are still dead spots between the nozzles that cannot be reached by the countercurrent and where the sand or agglomerate of sand and dirt piles up like a pyramid. These stagnant piles of sand between the filter nozzles can have a very detrimental effect on the filtered water over time. Physico-chemical processes can give the water a bad smell and taste, and even the generation and multiplication of bacteria that pass through the filter material is promoted. In some cases a large increase in the number of bacteria between the raw water and the filtered water has been observed.
The purpose of the present invention is now to create a nozzle base for filter systems in which the gaps with the dead zones between the nozzles are eliminated. According to the invention, this is achieved by providing upwardly tapering projections between the filter nozzles fastened in the nozzle base on the nozzle base, so that during the rinsing process the filter material surrounding the filter nozzles is inevitably treated by the counterflow of compressed air and water.
In the drawing, for example, two embodiments of the invention are shown, namely FIG. 1 shows a part of a nozzle base for a filter in plan, while FIG. 2 shows a cross section of the same along section line A-B of FIG. 3 and 4, a further embodiment of the invention is also illustrated in plan or cross section.
In FIGS. 1 and 2, 1 denotes the nozzle base of the filter with the filter nozzles 2 inserted in the base. Projections 3 are provided between the filter nozzles, for example, conical or pyramid-shaped and tapering upwards. These projections 3 can either be produced in one piece with the nozzle base 1 itself or consist of pieces 4 that can be inserted in the base, as indicated in FIG.
In a further embodiment according to FIG. 3 or 4, ribs 5 which are inclined upward are present between the filter nozzles 2. The base of these ribs can, for example, be square, rectangular or polygonal and the cross section can be triangular or trapezoidal. In this embodiment, the surface of the nozzle base has a honeycomb structure, with a filter nozzle in each of the individual cells. In this embodiment, too, the ribs 5 can be produced together with the nozzle base or consist of separate insertable pieces which are produced from plastic, Eternit, metal, etc., for example.
The projections according to Fig. 1/2 and Fig. 3/4 can also be combined with one another. Furthermore, when using projections which do not form part of the nozzle base itself, it is also possible to attach the projections to the filter nozzles or to design the latter in such a way that they simultaneously hold the projections on the base. It is also possible to produce the projections together with a plate which has openings for the filter nozzles and which is attached to the nozzle base.
The mode of action of the projections described is evident from the drawing. This eliminates all dead spots between the filter nozzles, since the sand of the filter bed inevitably comes to lie within reach of the countercurrent during the rinsing process and is therefore treated or cleaned by the combined air and water flow.