DE10318456B4

DE10318456B4 - Filteranlage und Verfahren zum Betreiben einer Filteranlage

Info

Publication number: DE10318456B4
Application number: DE10318456A
Authority: DE
Inventors: Lothar Götz
Original assignee: Gruenbeck Wasseraufbereitung GmbH
Current assignee: Gruenbeck Wasseraufbereitung GmbH
Priority date: 2003-04-23
Filing date: 2003-04-23
Publication date: 2005-03-17
Anticipated expiration: 2023-04-24
Also published as: ATA11222003A; DE10318456A1; AT412841B

Abstract

Verfahren zum Betrieb einer Filteranlage, bei dem ein Fluid gefiltert und einer Einrichtung zum Nutzen oder zum Auffangen des gefilterten Fluids (200; 300) zugeführt wird, wobei die Filteranlage (100) zur Filterung des Fluids aufweist:
– ein Filtergehäuse (1) mit einer deckenseitigen Wandung (2), einem Boden (3) und einem Mantel (4),
– ein in einem Abstand vom Boden (3) vorgesehener Filterabschnitt (5), mit einer oder mehreren Filterschicht(en),
– eine unterhalb des Filterabschnitts (5) in das Filtergehäuse (1) mündende erste Leitung (6), und
– eine oberhalb des Filterabschnittes (5) in das Filtergehäuse (1) mündende zweite Leitung (7), wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist:
– Durchführung eines Filterbetriebs unter Zuführen des ungefilterten Fluids durch die zweite Leitung (7) in das Filtergehäuse (1) und Ableiten des gefilterten Fluids durch die erste Leitung (6) aus dem Filtergehäuse (1) der Filteranlage (100), wobei das ungefilterte Fluid die im Filtergehäuse (1) untergebrachte(n)...

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Filteranlage zur Filtration eines Fluids und auf ein Verfahren zum Betreiben einer solchen Filteranlage.
Eine Filteranlage wird beispielsweise zur Filtration von Wasser für ein Schwimmbecken verwendet. Üblicherweise besteht eine solche Filteranlage aus einem Filtergehäuse, in dem eine oder mehrere Filterschichten, insbesondere solche unter Einschluss von Kies- oder Zweischichtfiltern, eingebracht sind. Das Wasser wird dabei oben in das Filtergehäuse eingeleitet und durchströmt die Filterschichten von oben nach unten. Dabei werden die im Wasser befindlichen Schmutzpartikel und andere Verunreinigungen heraus gefiltert. Das gereinigte Wasser wird anschließend in das Schwimmbecken zurückgeleitet oder wird einer weiteren Filtration unterzogen.
Da das Filtermaterial die aus dem Wasser heraus gefilterten Schmutzpartikel zurückhält, setzt sich das Filtermaterial allmählich zu, so dass und der Durchflusswiderstand ansteigt und in der Folge die Durchflussrate des zu reinigenden Wassers abfällt. Daher ist es notwendig, das Filtermaterial von den angesammelten Schmutzpartikeln von Zeit zu Zeit zu befreien. Dies geschieht über einen Spülbetrieb, bei dem die Filterschichten in der umgekehrten Richtung durchspült werden.

Eine Filteranlage mit Zweifach-Filterschichten und der Möglichkeit einer Rückspülung mit Waschwasser ist aus der US 3,680,701 bekannt.

Aus der US 54 37 788 A ist eine Filteranlage mit Rückspülmöglichkeit bekannt, die mit Filterkerzen arbeitet. Die Menge an Rückspülfluid soll begrenzt werden. Die Filteranlage ist mit einer Gaszufuhr ausgestattet.

Aus der EP 00 73 076 B1 ist ein Verfahren zur kontinuierlichen Eindickung von Suspensionen bekannt, die ebenfalls Filterkerzen zur Filtration anwendet. Bei Gefahr von Trüblauf kann während kurzer Zeit das Filtrat in den Tank mit der zu filtrierenden Suspensionstrübe zurückgeführt werden.

Die DE 35 10 045 C2 beschreibt eine Filteranlage aus dem Schwimmbadbereich, bei der kontinuierlich Wassermengen abgezogen werden, um somit das nötige Frischwasser zuzuführen, wobei das abgeführte Wasser in einem Auffangbehälter gespeichert, mehrmals gereinigt sowie desinfiziert und später zum Duschen verwendet wird.

Üblicherweise schließt der Spülbetrieb zwei Spülvorgänge ein: in einem ersten Spülvorgang wird ein gasförmiges Fluid wie Spülluft, und in einem zweiten Spülvorgang wird ein flüssiges Fluid wie Spülwasser nicht von oben, sondern von unten in das Filtergehäuse einströmen gelassen. Die Luftspülung soll dem Ablösen und Schmutzaustrag der Schmutzpartikel aus dem Filtermaterial dienen, und das Spülwasser spült den Schmutz in eine Leitung, die sich im oberen Bereich des Filtergehäuses oberhalb der Filterschichten befindet und im folgenden als Schmutzwasserleitung bezeichnet wird, aus dem Filtergehäuse heraus. Üblicherweise wird dazu die Leitung verwendet, die im Filterbetrieb die Zuleitung des zu filternden Wassers ist. Über eine Verteilereinrichtung und entsprechende Ventile wird das Wasser dann in einen Abwasserkanal geleitet.

Wenn im Anschluss an den normalen Filterbetrieb ein Spülbetrieb erfolgen soll, ist die Füllhöhe des im oberen Bereich des Filtergehäuses vorliegenden, zu filtrierenden Wassers abzusenken, bis ein gewünschter Überstand des Wassers über dem Filterbereich erreicht ist, damit ein anschließender Spülvorgang mit dem gasförmigen Fluid wirksam durchgeführt werden kann. In bestimmten Fällen, zum Beispiel bei einer Filteranlage, die zum Reinigen eines Solebads verwendet wird, wird häufig sogar ein völliges Ablassen des zu filtrierenden Fluids (d.h. des Solewassers) durchgeführt. Bisher wurde für diese Absenkung der Fluid-Füllstandshöhe oder für dieses völlige Ablassen das zu filtrierende Fluid in den Kanal abgelassen.

Eine Möglichkeit, das notwendigerweise aus dem Filtergehäuse zu verdrängende oder zu entfernende Fluid nutzbar zu machen, wurde bisher weder in Betracht gezogen, noch wurde bisher eine solche Möglichkeit bei der Konstruktion und dem Betrieb einer Filteranlage der oben beschriebenen Art geschaffen.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Betrieb einer Filteranlage oder eine Filteranlage als solche bereit zu stellen, wodurch der Betrieb der Anlage in ökonomischer und ökologischer Hinsicht verbessert wird und wodurch gute Bedingungen für den anschließenden Spülvorgang geschaffen werden.

Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren zum Betrieb einer Filteranlage gemäß Anspruch 1 sowie mit einer Filteranlage gemäß Anspruch 14 gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Durch die erfindungsgemäße Lösung ist es auf vorteilhafte Weise möglich, nach der Unterbrechung der Filterbetriebs, also wenn die normale Zufuhr des zu filtrierenden Fluids in das obere Rohr abgestoppt ist, eine Absenkung der Füllstandshöhe des Fluids im Filtriergehäuse zu erreichen und gleichzeitig das aus dem Filtergehäuse verdrängte oder entfernte Fluid in einer gewünschten Menge, vorzugsweise zum großen Teil und idealerweise sogar vollständig, für die Einrichtung zum Nutzen oder zum Auffangen des Fluids nutzbar zu machen. Das Ablassen des Fluids, ggf. über eine Absenkschleife, in einen Ableitungskanal kann dadurch vermieden werden. Auf diese Weise kann erheblich die Menge an Fluid, das filtriert werden soll, gespart und dem System wieder zugeführt werden. Hinzu kommt eine starke Energieersparnis, wenn erwärmtes Fluid, zum Beispiel warmes Wasser eines Schwimmbads oder eines Solebads, auf diese Weise wieder nutzbar gemacht wird. Der Betrieb der Anlage wird also sowohl in ökonomischer als auch in ökologischer Hinsicht deutlich verbessert.

Mit den Merkmalen der Ansprüche 2, 3, und der in apparativer Hinsicht entsprechenden Merkmale der Ansprüche 15 und 21, wird eine besonders einfache, aber dennoch sehr effiziente Art der Absenkung des Fluids im Filtergehäuse unter gleichzeitiger Nutzung des verdrängten Fluids nach dem Prinzip einer pneumatischen oder hydrostatischen Wirkungsweise erzielt. Diese Merkmale oder Maßnahmen und die nachfolgend beschriebenen vorteilhaften Weiterbildungen können alternativ oder in Kombination verwendet werden.

Durch die Merkmale der Ansprüche 4 bis 6 und 22 bis 25 werden jeweils, bei gleichzeitiger Nutzung des verdrängten Fhuids, gute Bedingungen für den anschließenden Spülvorgang mit einem gasförmigen Fluid wie Spülluft geschaffen.

Mit den Merkmalen der Ansprüche 10 und 26 wird die Konstruktion der Filteranlage einfacher und kompakter, da Zuleitungen und Ableitungen sowohl für den Filterbetrieb, als auch für den Spülbetrieb, jedenfalls einem Spülvorgang mit flüssigem Spülfluid, gemeinsam genutzt werden kann.

Mit den Merkmalen der Ansprüche 7, 27 und 28 wird eine effiziente Verwertung und Rückgewinnung des zu filtrierenden Fluids in einem Kreislaufsystem erreicht. Gemäß Anspruch 8 und 36 kommen die Vorteile der Erfindung besonders zum Tragen, wenn die Filteranlage zum Filtrieren von Wasser dient, welches in einem Schwimmbecken genutzt wird. Das aus dem Filtergehäuse verdrängte oder entfernte Wasser kann auch in einem Schwallbecken, das bei einem üblichen Schwimmbadbetrieb eingesetzt wird, aufgefangen und in den Kreislauf rückgeführt werden.

Die Merkmale der Ansprüche 29 bis 31 geben mögliche Beziehungen der Höhenpositionen des Filtergehäuses in Bezug auf die Einrichtung zum Nutzen oder zum Auffangen des Fluids (d.h. zum Beispiel des Schwimmbeckens oder des Schwallbeckens und ggf. eines Zwischenbehälters) wieder. Je nach Ausgestaltung dieser Beziehung ist ein pneumatisches Wirkprinzip (Anspruch 29) oder ein hydrostatisches Wirkprinzip (Ansprüche 30 und 31) zur Zufuhr des Fluids zur Nutzungs- und Auffangeinrichtung während der Unterbrechung des Filterbetriebs günstig, wobei auch Kombinationen dieser Merkmale möglich sind.

Durch die Merkmale der Ansprüche 16 bis 20 wird eine gute Steuerung und Einstellung einer vorteilhaften Füllhöhe des Fluids im Filtergehäuse nach Unterbrechung des Filterbetriebs ermöglicht, damit ein anschließender Spülvorgang mit gasförmigem Fluid wie z.B. Spülluft wirksam durchgeführt werden kann. Ein weiterer Vorteil dieser Ausgestaltung der Filteranlage besteht darin, dass ein anschließender Spülvorgang mit flüssigem Reinigungsfluid wie z.B. Spülwasser ebenfalls durch diese Konstruktionsmerkmale vorteilhaft bewirkt und gesteuert werden kann. Gemäß Anspruch 9 ist ein idealer dualer Spülvorgang vorgesehen.

Gemäß den Merkmalen der Ansprüche 11 bis 13 und 32 bis 34 wird ein besonders vorteilhafter Spülvorgang mit flüssigem Reinigungsfluid wie Spülwasser erreicht.

Bezüglich einer bevorzugten Ausführung des Spülvorgang mit flüssigem Reinigungsfluid wie Spülwasser wird auf die frühere deutsche Patentanmeldung Nr. 101 51 157.4 verwiesen.

Weitere bevorzugte Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den übrigen Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung und den beigefügten Zeichnungen. Die bevorzugten Ausführungsformen und die Zeichnungen dienen lediglich zur Veranschaulichung der Erfindung und sind nicht einschränkend auszulegen.

1 ist eine schematische Ansicht eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Filteranlage im Filter- und Reinigungsbetrieb;
2 ist eine schematische Ansicht des Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Filteranlage im Spülbetrieb mit flüssigem Spülfluid.
3 ist eine schematische Zeichnung zur Funktionsbeschreibung des Betriebs einer erfindungsgemäßen Filteranlage gemäß einer bevorzugten Ausführungsform.
4 ist eine schematische Zeichnung zur Funktionsbeschreibung des Betriebs einer erfindungsgemäßen Filteranlage gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform.
5 ist eine schematische Zeichnung zur Funktionsbeschreibung des Betriebs einer erfindungsgemäßen Filteranlage gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform.
Der in 2 gezeigte Aufbau entspricht dem Aufbau aus 1, so daß die Beschreibung der einzelnen Bauteile in Bezug auf 1 gleichermaßen für 2 gilt. Die 3 bis 5 sind Funktionszeichnungen, die die Funktionen und Betriebsweisen einer Filteranlage gemäß 1 und 2 und alternative Ausgestaltungen dazu sowie die Beziehung zu einer oder mehrerer Einrichtung(en) zum Nutzen oder zum Auffangen des Fluids zeigen.
Die in den 1 und 2 gezeigte Filteranlage dient beispielsweise der Filterung von Badewasser eines Schwimmbeckens. Ein solches Schwimmbecken ist beispielsweise in 3 mit Bezugszeichen 200 gezeigt; in den 4 und 5 ist ein vorgesehenes Schwimmbecken nicht dargestellt.
Beschreibung der 1 und 2:
Mit 1 ist ein Filtergehäuse bezeichnet, das eine deckenseitige Wandung 2, einen Boden 3 und einen Mantel 4 aufweist. In einem Abstand zum Boden 3 ist ein Filterabschnitt 5 vorgesehen. Er dient zur Aufnahme von Filtermaterial, das in mehreren Schichten vorliegen kann, wie hier beispielsweise durch vier Schichten mit jeweils gewünschten Schichtdicken dargestellt. Die unteren beiden Schichten können Tragschichten sein, die das darüber liegende, eigentliche Filtermaterial in Form einer Zweifachschicht tragen. Unterhalb des Filterabschnittes ist in Form eines ersten Rohrs eine Ableitung 6 vorgesehen, die aus dem Filtergehäuse herausführt. Oberhalb des Filterabschnittes 5 in einem oberen Bereich des Filtergehäuses 1 ist in Form eines zweiten Rohrs eine Zuleitung 7 vorgesehen. Die Zuleitung 7 erstreckt sich hier annähernd horizontal von außen bis in den mittleren Bereich des Filtergehäuses 1. An der Zuleitung 7 ist ein Oberlauf 8 vorgesehen. Der Oberlauf 8 besitzt einen Krümmungsabschnitt und eine zur deckenseitigen Wandung 2 gerichtete Oberlauföffnung 8a.
Alternative Ausgestaltungen der Zuleitung 7 und der Ableitung 6 sind ohne weiteres möglich. Zum Beispiel kann die Zuleitung 7 selbst gekrümmt ausgebildet sein und eine Öffnung aufweisen, die nach oben zeigt. Der Überlauf 8 kann vorteilhafterweise auch aus mehreren Verteilerrohren bestehen, die sich sternförmig von der axialen Mitte des Filtergehäuses 1 radial nach außen erstrecken. Der Überlauf kann jedoch auch als Ringkanal ausgebildet sein oder nur aus einem Verteilerrohr bestehen, das sich dann in der axialen Mitte des Filtergehäuses befindet. Die Zuleitung 7 und die Ableitung 6 können auch durch den Filterabschnitt 5 hindurch verlaufen, solange die Mündung jeweils oberhalb und unterhalb des Filterabschnitts liegt.
Mit 10 ist eine Quelle für ein unter Druck stehendes gasförmiges Medium, vorzugsweise Druckluft, bezeichnet. Diese ist mit einer Leitung 9 verbunden, die sich in zwei Leitungen 9a und 9b verzweigt. Beide Leitungen 9a und 9b sind mit dem Bereich oberhalb des Filterabschnittes 5 des Filtergehäuses 1 verbunden. Ferner ist eine Entlüftungsleitung 12 vorgesehen, die mit der Leitung 9 verbunden ist. In der Entlüftungsleitung 12 ist ein Absperrventil V10 vorgesehen. Damit lässt sich die Entlüftungsleitung absperren, damit keine Luft mehr durch die Leitung 9 aus dem Filtergehäuse strömen kann.
Zwischen der Quelle 10 für das unter Druck stehende gasförmige Medium und dem Filtergehäuse 1 ist ein Ventil V9 vorgesehen. Mit diesem Ventil kann der Druck und die Menge der Druckluft, die in das Filtergehäuse eingeleitet werden soll, reguliert werden.
Des weiteren ist eine Reihe von Ventilen V1 bis V8 vorgesehen. Die Ventile V1 bis V5 dienen zur Steuerung des Zu- und Abflusses von Rohwasser, das gefiltert werden soll, gefiltertem Wasser und Spülwasser. Die Ventile V1 und V4 sind mit der Zuleitung 7 verbunden. Die Ventile V2, V3, V5 und V6 sind mit der Ableitung 6 verbunden. Die Ventile V6 bis V8 sind für die Ansteuerung von Luftleitungen vorgesehen.
Im Folgenden werden kurz die Funktionen der Ventile erläutert.
Das auf einer Seite mit der Zuleitung 7 verbundene Ventil V1 ist auf der anderen Seite mit einer Rohwasserzuleitung verbunden und dient zur Steuerung des Rohwasserzulaufes. Das ebenfalls auf einer Seite mit der Zuleitung 7 verbundene Ventil V4 ist auf der anderen Seite mit einer Spülwasserableitung verbunden und dient zur Steuerung des Spülwasserablaufes. Das auf einer Seite mit der Ableitung 6 verbundene Ventil V2 ist auf der anderen Seite mit einer Ablaufleitung verbunden und dient zur Steuerung des Ablaufs des gefilterten Wassers. Das ebenfalls auf einer Seite mit der Ableitung 6 verbundene Ventil V3 ist auf der anderen Seite mit einer Spülwasserzuleitung verbunden und dient zur Steuerung des Spülwasserzulaufs. Das Ventil V5 dient zur Steuerung einer gegebenenfalls vorliegenden Absenkschleife.
Das Ventil V6 ist ebenfalls auf einer Seite mit der Ableitung 6 verbunden und auf der anderen Seite mit einer nicht gezeigten Luftzuleitung und dient zur Steuerung einer Luftzuführung, zum Beispiel von Spülluft für den Spülvorgang mit gasförmigem Fluid, in die Ableitung 6.
Das in der Leitung 9, speziell im Abschnitt 9a vorgesehene Ventil V7 dient zur Be- und Entlüftung des oberen Bereiches des Filtergehäuses 1. Das ebenfalls in der Leitung 9, speziell im Abschnitt 9b vorgesehene Ventil V8 dient nur zur Belüftung des oberen Bereiches des Filtergehäuses 1. Das in einer Entlüftungsleitung 12 angeordnete. Ventil V10 dient als ein Absperrventil.
In einer Ausführungsform ist am Mantel 4 des Filtergehäuses 1 ein oder mehrere Schaufenster, das z.B. aus Glas gebildet ist, zur Kontrolle des Wasserpegels im Filtergehäuse angebracht. Durch Sichtprüfung kann das Ventil V9, das in der Verbindung mit der Druckluftquelle 10 steht, eingeregelt werden.
Im Folgenden wird der Filterbetrieb anhand von 1 erläutert.
Im in 1 gezeigten Filterbetrieb wird das Ventil V1 geöffnet und zu filterndes Rohwasser strömt durch die Zuleitung 7 über die Überlauföffnung 8a in den Bereich oberhalb des Filterabschnittes 5 des Filtergehäuses 1. Das Wasser durchströmt anschließend den Filterabschnitt 4 von oben nach unten, wobei die Schmutzpartikel im Filterabschnitt 5 zurück gehalten werden. Das gefilterte Wasser wird anschließend über die Ableitung 6 aus dem Filtergehäuse 1 abgeleitet. Um das gefilterte Wasser abzuleiten, ist das Ventil V2 geöffnet, während die Ventile V3, V4, V5 und V6 geschlossen sind. Mit den Pfeilen 17 und 18 wird die Strömungsrichtung des Wassers im Filterbetrieb veranschaulicht.
Im Folgenden wird der Spülbetrieb unter Bezugnahme auf 2 erläutert.
Im ersten Spülvorgang mit gasförmigem Fluid wie Spülluft wird das Ventil V6 geöffnet. Die Spülluft wird von unten nach oben durch das Filtermaterial strömen gelassen und anschließend durch das geöffnete Ventil V7 durch die Leitung 9 und darauffolgend – bei geschlossenem Ventil V9 – durch die Leitung 12 und das Ventil V10 nach außen abgeleitet. Durch die Spülluft kann im Filtermaterial vorliegender Schmutz freigesetzt und ggf. nach oben gerissen werden.
Im zweiten Spülvorgang werden die Ventile V3 und V4 geöffnet, während die Ventile V1, V2, V5 und V6 geschlossen werden. Das Wasser, im folgenden Spülwasser genannt, strömt über die Ableitung 6 durch den Filterabschnitt 5 hindurch. Dabei werden Schmutzpartikel ausgespült und schwimmen mit dem nach oben strömenden Spülwasser in den oberen Bereich des Filtergehäuses 1. Die Schmutzpartikel werden mit dem über die Überlauföffnung 8a in die obere Zuleitung 7 laufenden Spülwasser abgeleitet. Von dort wird es über das Ventil V4 in einen nicht gezeigten Abwasserkanal eingeleitet. Dazu ist das Ventil V1 geschlossen, während das Ventil V4, das zu der Abwasserleitung oder den Abwasserkanal führt, geöffnet ist. Mit den Pfeilen 14 und 16 wird die Strömungsrichtung des Spülwassers im Spülbetrieb veranschaulicht.
Damit der Wasserpegel nicht über eine vorbestimmte Höhe über den Überlauf 8 steigt, wird in einer bevorzugten Ausführungsform des Spülvorgangs mit Spülwasser das Ventil V9 geöffnet und das Ventil V10 geschlossen, um Druckluft über die Leitung 9 in den oberen Bereich des Filtergehäuses 1 einzuleiten. Mit den Pfeilen 15 wird die Zugabe von Druckluft über die Leitung 9 in den oberen Bereich des Filtergehäuses veranschaulicht. Im oberen Bereich des Filtergehäuses 1 entsteht auf diese Weise ein Druckluftpolster 13, durch das der Stand des Wasserpegels gesteuert und die Abfließgeschwindigkeit des Spülwassers beschleunigt werden kann. Das Druckluftpolster 13 wird vorzugsweise so eingestellt, daß sich der Wasserpegel in einem Bereich zwischen 1 und 20mm, vorzugsweise 1 und 10mm und weiter vorzugsweise 2 und 5mm, idealerweise 2 und 3mm oberhalb der Überlauföffnung 8a einstellt.
Nachfolgend werden anhand der Funktionszeichnungen der 3 bis 5 unterschiedliche Ausführungsformen beschrieben, bei denen in einem Betriebszustand nach dem Unterbrechen des Filterbetriebs und vor dem Spülbetrieb ein gewünschtes Volumen von im Filtergehäuse vorliegendem Wasser aus dem Filtergehäuse verdrängt und dieses Wasservolumen einer geeigneten Nutzungs- oder Auffangeinrichtung zugeführt werden können.
Die Ausführungsform nach 3 zeigt die Anwendung eines pneumatischen Wirkungsprinzips. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, dass das komplette im Filtergehäuse befindliche Wasser aus diesem verdrängt und rückgewonnen werden kann. Nach Unterbrechung des oben beschriebenen Filterbetriebs und vor der Durchführung des Spülbetriebs muss der Wasserpegel, der in 1 mit Bezugszeichen 19 beispielsweise in der Nähe der Leitungsöffnung 8a gezeigt ist, der aber auch höher bis oben an der deckenseitigen Wandung 2 liegen kann, abgesenkt werden, damit die anschließende Spülung mit dem gasförmigen Spülfluid wirksam durchgeführt werden kann. Erfindungsgemäß wird nun zu diesem Zweck Druckluft von der Druckluftquelle 10, z.B. einem Kompressor, einem Gebläseaggregat oder dergleichen, bei geschlossenem Ventil V10 durch Öffnen des Ventils V9 und Öffnen des Ventils V7, gegebenenfalls zusätzlich des Ventils V8, in das Filtergehäuse 1 eingeleitet. Die Rückgewinnung des Wasserfiltrats erfolgt über das geöffnete Ventil V2 über die Leitung 21 in das Schwimmbecken 200, so dass das Wasser dem Wasserkreislauf, zu dem auch ein Schwallbehälter 300 gehört, zugeführt wird. Mit dem Bezugszeichen 20 ist eine Absenkschleife bezeichnet, die in einen Abwasserkanal führt.
Die Zufuhr der Druckluft und somit die Absenkung des Wasserpegels 19 im Filtergehäuse erfolgt so lange, bis eine gewünschte Füllstandshöhe erreicht ist. Wie in 1 veranschaulicht, bietet eine Füllstandshöhe 19' etwas über der oberen Seite des Filterbereichs 5 eine gute Voraussetzung für den anschließenden Spülvorgang mit Spülluft. Das Absenkvolumen, das automatisch oder manuell durch Steuerung der Druckluftquelle 10 oder des Ventils V9 eingestellt werden kann, wird vorzugsweise so eingestellt, daß die Differenz zwischen der Füllstandshöhe 19' und der oberen Seite 5a des Filterabschnitts etwa 50 bis 200 mm, vorzugsweise etwa 80 bis 120 mm und idealerweise um 100 mm beträgt. Die Einstellung der Füllhöhe kann über bereits beschriebene, im oberen Bereich des Filtergehäuse 1 vorgesehene Sichtfenster (nicht gezeigt) erleichtert werden. Falls gewünscht kann mit dieser Ausführungsform auch eine Gesamtentleerung und -rückgewinnung des Fluids erreicht werden.
Ist die gewünschte Füllstandshöhe erreicht, erfolgt üblicherweise der bereits oben beschriebene, normale Spülvorgang mit gasförmigem Fluid wie Luft. Die in 3 wie auch in den 4 und 5 gezeigten Ausführungsformen unterscheiden sich bezüglich des Spülvorgangs mit Spülluft von der in 1 und 2 gezeigten Ausführungsform darin, dass die Spülluft nicht durch das erste Rohr 6, sondern durch eine davon getrennte Leitung in das Filtergehäuse 1 unterhalb des Filterbereichs 5 eingeleitet wird. Dies hat den Vorteil, dass diese separate Leitung im Einmündungsbereich speziell als Verteiler ausgestaltet werden kann, wodurch die eingeleitete Spülluft zumindest über einen großen Querschnittsbereich verteilt werden kann.
Die Ausführungsformen nach 4 und 5 zeigen jeweils Beispiele für die Anwendung eines hydrostatischen Wirkungsprinzips. Hier sind die Druckluftquelle 10 und das Ventil V9 der ersten Ausführungsform weggelassen. Stattdessen erfolgt die Absenkung des Füllstandshöhe des Wassers im Filtergehäuse über einen Überlauf 22, in den ein Ventil V5.1 eingebaut ist. Die Höhenposition des Überlaufs ist so festgelegt, dass die untere Seite des Innenrohrs der Überlaufleitung 22 etwas oberhalb der Höhenposition liegt, in der durch hydrostatischen Druckausgleich der Wasserpegel im Filtergehäuse 1 eingestellt werden soll (wie durch 19' in 1 gezeigt und in Bezug auf 3 beschrieben), d.h. etwa 50 bis 200 mm, vorzugsweise etwa 80 bis 120 mm und idealerweise um 100 mm oberhalb des Höhenposition der oberen Seite 5a des Filterabschnitts. Das verdrängte Wasser wird in dieser Ausführungsform einem Schwallbehälter 300 zugeführt und somit für den Wasserkreislauf rückgewonnen. Eine Steuerung der Wasserzuleitung zum Schwallbehälter ist ferner über das Ventil V5.1 möglich. Ein Ablassen von Wasser in den Kanal kann über ein Ventil V6.1 geregelt erfolgen.
Die in 5 gezeigte Funktionsweise entspricht im wesentlichen der durch die 4 veranschaulichten Ausführungsform, außer dass hier das über den Überlauf 23 und das Ventil V5.1 rückgewonnene Wasser zunächst in einem tiefer gelegenen Zwischenbehälter 250 aufgefangen wird und anschließend über eine Pumpeinrichtung 24 zu einem höher gelegenen Schwallbehälter 300 gepumpt wird. In einer weiteren zur 5 alternativen, jedoch nicht in einer Zeichnung gezeigten Ausführungsform ist es zweckmäßig, den in 5 gezeigten Zwischenbehälter 250 wegzulassen und die Pumpeinrichtung 24 direkt an der Ablaufleitung des Filtergehäuses, ggf. unter Zwischenlegung des Überlaufs 23 mit dem Ventil V5.1, anzuschließen. Die Pumpeinrichtung 24 ist vorzugsweise in einem Höhenniveau von unterhalb des Filtergehäuses 1 bis zur in 5 gezeigten Höhe der Überlaufleitung 23 vorgesehen.
Für die Erfindung kann als gasförmiges Fluid neben Luft auch jede beliebige andere gasförmige Medium verwendet werden. Selbstverständlich ist die Erfindung auch nicht auf Filteranlagen zur Filterung von Wasser beschränkt. Ferner wurde in den beschriebenen, bevorzugten Ausführungsformen die Spülflüssigkeit durch die erste Leitung 6 in das Filtergehäuse eingeleitet und durch die zweite Leitung 7 aus dem Filtergehäuse herausgeleitet. Alternativ können auch für die Zu- und Ableitung der Spülflüssigkeit von den ersten und zweiten Leitungen 6 und 7 getrennte Zu- und Ableitungen verwendet werden, solange die Zuleitung der Spülflüssigkeit unterhalb des Filterbereichs und die Ableitung der Spülflüssigkeit oberhalb des Filterbereichs in das Filtergehäuse mündet.

Claims

Verfahren zum Betrieb einer Filteranlage, bei dem ein Fluid gefiltert und einer Einrichtung zum Nutzen oder zum Auffangen des gefilterten Fluids (200; 300) zugeführt wird, wobei die Filteranlage (100) zur Filterung des Fluids aufweist: – ein Filtergehäuse (1) mit einer deckenseitigen Wandung (2), einem Boden (3) und einem Mantel (4), – ein in einem Abstand vom Boden (3) vorgesehener Filterabschnitt (5), mit einer oder mehreren Filterschicht(en), – eine unterhalb des Filterabschnitts (5) in das Filtergehäuse (1) mündende erste Leitung (6), und – eine oberhalb des Filterabschnittes (5) in das Filtergehäuse (1) mündende zweite Leitung (7), wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist: – Durchführung eines Filterbetriebs unter Zuführen des ungefilterten Fluids durch die zweite Leitung (7) in das Filtergehäuse (1) und Ableiten des gefilterten Fluids durch die erste Leitung (6) aus dem Filtergehäuse (1) der Filteranlage (100), wobei das ungefilterte Fluid die im Filtergehäuse (1) untergebrachte(n) Filterschicht(en) von oben nach unten durchströmt, – Durchführung eines Spülbetriebs unter Zuführen eines Reinigungsfluids durch eine Leitung, die unterhalb des Filterabschnitts in das Filtergehäuse (1) mündet, in das Filtergehäuse und Ableiten des Reinigungsfluids durch eine Leitung, die oberhalb des Filterabschnitts in das Filtergehäuse (1) mündet, aus dem Filtergehäuse der Filteranlage (100), wobei das Spülfluid die im Filtergehäuse (1) untergebrachte(n) Filterschicht(en) von unten nach oben durchströmt, wobei die Füllstandshöhe (19) des Fluids im Filtergehäuse (1) nach dem Unterbrechen des Filterbetriebs und vor dem Spülbetrieb wenigstens zum Teil auf eine gewünschte Füllstandshöhe (19') in Bezug auf die obere Seite (5a) des Filterabschnitts (5) abgesenkt wird und wenigstens ein Teil des Absenkvolumens der Einrichtung zum Nutzen oder zum Auffangen des gefilterten Fluids (200; 300) zugeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zufuhr des gefilterten Fluids zu der Einrichtung (200; 300) pneumatisch durch Zuleitung eines gasförmigen Mediums in das Filtergehäuse (1) oberhalb des Filterabschnitts (5) bewirkt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zufuhr des gefilterten Fluids zu der Einrichtung (200; 300) durch hydrostatischen Druck bewirkt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das im Filtergehäuse (1) nach der Unterbrechung des Filterbetriebs und vor dem Spülbetrieb vorliegende Fluid auf eine Füllstandshöhe (19') im Filtergehäuse (1) abgesenkt wird, die höher ist als die obere Seite (5a) des Filterabschnitts (5), und dass das entsprechende Absenkvolumen des gefilterten Fluids der Einrichtung zum Nutzen oder zum Auffangen (200; 300) des Fluids zugeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei die Differenz zwischen der Füllstandshöhe (19') des Fluids im Filtergehäuse (1) und der oberen Seite (5a) des Filterabschnitts auf etwa 50 bis 200 mm eingestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei die Differenz auf etwa 80 bis 120 mm eingestellt wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Filteranlage (100) in einem Kreislaufsystem eingebaut wird, in dem das gefilterte Fluid nach dem Nutzen oder dem Auffangen in der Einrichtung zum Nutzen oder zum Auffangen des gefilterten Fluids (200; 300) wieder zur Filteranlage zurückgeführt wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Fluid Wasser ist, das zum Nutzen einem Schwimmbecken (200) oder zum Auffangen einem Schwallbehälter (300) oder einem Zwischenbehälter (250) zugeführt wird, oder das ohne Zwischenbehälter dem Schwimmbecken (200) oder dem Schwallbehälter (300) mit Hilfe einer Pumpeinrichtung (24) zugeführt wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Spülbetrieb einen Schritt der Spülung des Filterabschnitts mit einem gasförmigen Spülfluid und einen Schritt der Spülung des Filterabschnitts mit einem flüssigen Spülfluid einschließt.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass im Spülbetrieb die erste Leitung (6) für die Zuleitung des Spülfluids und die zweite Leitung (7) für die Ableitung des Spülfluids verwendet wird.
Verfahren gemäß Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitung (7) im Filtergehäuse eine Leitungsöffnung (8a) aufweist, die zur deckenseitigen Wandung (2) hin gerichtet wird und ein Überlauf (8) gebildet wird, wobei nach dem Spülschritt mit dem gasförmigen Spülfluid und vor dem Spülschritt mit dem flüssigen Spülfluid das im Filtergehäuse (1) vorliegende Fluid auf eine Füllstandshöhe (19'') angehoben wird, die höher ist als die Leitungsöffnung (8a).
Verfahren gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass beim Spülschritt mit dem flüssigen Spülfluid ein Druckpolster (13) aus einem gasförmigen Medium oberhalb des Filterabschnitts (5) erzeugt wird durch Zuführen eines unter Druck stehenden gasförmigen Mediums in den Bereicht oberhalb des Filterabschnitts (5).
Verfahren gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Volumen des Druckpolsters (13) so eingestellt wird, dass sich die Füllstandshöhe (19'') in einem Bereich von etwa 1 bis 20mm oberhalb des Überlaufes (8) der oberen Zuleitung (7) befindet.
Filteranlage zum Filtern eines Fluids, das einer Einrichtung (200; 300) zum Nutzen oder zum Auffangen des gefilterten Fluids zugeführt wird, wobei die Filteranlage (100) aufweist: – ein Filtergehäuse (1) mit einer deckenseitigen Wandung (2), einem Boden (3) und einem Mantel (4), – einen in einem Abstand vom Boden (3) vorgesehenen Filterabschnitt (5) mit einer oder mehreren Filterschicht(en), – eine unterhalb des Filterabschnitts (5) in das Filtergehäuse (1) mündende, erstes Leitung (6), die im Filterbetrieb als Ableitung dient und im Spülbetrieb als Zuleitung dienen kann, und – eine oberhalb des Filterabschnittes (5) in das Filtergehäuse (1) mündende, zweite Leitung (7), die im Filterbetrieb als Zuleitung dient und im Spülbetrieb als Ableitung dienen kann, wobei die Filteranlage (100) so ausgestaltet ist, – dass die im Filtergehäuse (1) untergebrachte(n) Filterschicht(en) im Filterbetrieb von oben nach unten durchströmbar ist (sind) und im Spülbetrieb von unten nach oben durchströmbar ist (sind), – und dass die Füllstandshöhe (19) des Fluids im Filtergehäuse (1) in einem Zustand der Filteranlage, bei dem der Filterbetrieb unterbrochen ist, wenigstens teilweise auf eine gewünschte Füllstandshöhe (19') in Bezug auf die obere Seite (5a) des Filterabschnitts (5) absenkbar ist und wenigstens ein Teil des Absenkvolumens der Einrichtung zum Nutzen oder zum Auffangen des gefilterten Fluids (200; 300) zuführbar ist.
Filteranlage gemäß Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass sie ferner aufweist: eine Einrichtung (10) zum Zuführen von gasförmigem Medium in das Filtergehäuse oberhalb des Filterabschnitts (5), durch deren Betrieb das Fluid der Einrichtung zum Nutzen oder zum Auffangen des gefilterten Fluids (200; 300) zuführbar ist.
Filteranlage gemäß Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (10) über eine oberhalb des Filterabschnitts (5) mündende Leitung (9) mit dem Filtergehäuse (1) zum Zuführen von unter Druck stehendem gasförmigem Medium verbunden ist.
Filteranlage gemäß Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass in der Leitung (9) ein einstellbares Ventil (V9) vorgesehen ist, um die Menge des gasförmigen Mediums einzustellen.
Filteranlage gemäß Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Automatikbetrieb das Ventil (V9, V10) über ein Rückspülsignal ansteuerbar ist.
Filteranlage gemäß einem der Ansprüche 14 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass des weiteren eine Regelvorrichtung oder ein Handventil vorgesehen ist, mit dem über das Ventil (V9) eine Luftzugabe regelbar ist.
Filteranlage gemäß einem der Ansprüche 15 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Zufuhr des gasförmigen Mediums durch einen Kompressor (10), ein Gebläse oder ein Ventil (V9) so steuerbar ist, dass im Zustand der Unterbrechung des Filterbetriebs eine Füllhöhe (19') des Fluids im Filtergehäuse (1) einstellbar ist, bei der der Unterschied zwischen dem Fluidpegel und der oberen Seite (5a) des Filterbereichs im Bereich von etwa 50 bis 200 mm liegt.
Filteranlage gemäß Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Rohr (6) zu einem Überlaufrohr (22) führt, das mindestens in einem Abschnitt auf einem Höhenniveau ausgebildet ist, dass die untere Seite des Innenrohrs tiefer liegt als die deckenseitige Wandung (2) und höher liegt als die obere Seite (5a) des Filterabschnitts (5) des Filtergehäuses (1).
Filteranlage gemäß Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass das Überlaufrohr (22) in dessen Höhenniveau variabel einstellbar ist.
Filteranlage gemäß Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, dass im Überlaufrohr (22) ein Ventil V5.1 eingebaut ist, über das die Zufuhr des Fluids zur Einrichtung zum Nutzen oder zum Auffangen des Fluids (200; 300) steuerbar ist.
Filteranlage gemäß einem der Ansprüche 21 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass der Unterschied im Höhenniveau zwischen der unteren Seite des Durchmessers des Überlaufrohrs (22) und der oberen Seite (5a) des Filterabschnitts (5) im Filtergehäuse (1) etwa 50 bis 200 mm beträgt.
Filteranlage gemäß Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass der Unterschied im Höhenniveau zwischen der unteren Seite des Durchmessers des Überlaufrohrs (22) und der oberen Seite (5a) des Filterabschnitts (5) im Filtergehäuse (1) etwa 80 bis 120 mm beträgt.
Filteranlage gemäß einem der Ansprüche 14 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Leitung (6) als Zuleitung im Spülbetrieb und die zweite Leitung (7) als Ableitung im Spülbetrieb dienen.
Filteranlage gemäß einem der Ansprüche 14 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Filteranlage (100) in einem Kreislaufsystem eingebaut ist, wobei in dem Kreislaufsystem ferner mindestens eine Einrichtung zum Nutzen oder zum Auffangen des Fluids (200; 300) eingebaut ist.
Filteranlage gemäß Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Kreislaufsystem mehrere der Filteranlagen (100) gemäß einem der Ansprüche 14 bis 26 eingebaut sind.
Filteranlage gemäß Anspruch 27 oder 28 in Verbindung mit Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zum Nutzen oder zum Auffangen des Fluids (200; 300) auf einem höheren Höhenniveau vorliegt als das Filtergehäuse (1).
Filteranlage gemäß Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Filteranlage und der Einrichtung zum Nutzen oder Auffangen des Fluids (200; 300) ein Zwischenbehälter (250) oder eine Pumpeinrichtung (24) vorgesehen ist, wobei der Zwischenbehälter (250) oder die Pumpeinrichtung (24) auf einem Höhenniveau vorliegt, das in einen Bereich von unterhalb des Filtergehäuses (1) bis zu einer gewünschten Überlaufhöhe (23) fällt.
Filteranlage gemäß Anspruch 27 oder 28 in Verbindung mit einem der Ansprüche 14 und 21 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zum Nutzen oder zum Auffangen des Fluids (200; 300) auf einem tieferen Höhenniveau vorliegt als das Filtergehäuse (1).
Filteranlage gemäß einem der Ansprüche 16 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitung (7) im Filtergehäuse eine Leitungsöffnung (8a) aufweist, die zur deckenseitigen Wandung (2) hin gerichtet ist und einen Überlauf (8) bildet, und dass im Spülbetrieb mit einem durch die erste Leitung (6) zugeleiteten flüssigen Fluid die Zufuhr des gasförmigen Mediums durch die Zuleitung (9) so steuerbar ist, dass das Volumen des unter Druck stehenden gasförmigen Mediums im Filtergehäuse (1) so groß ist, dass eine Füllstandshöhe (19'') im Filtergehäuse (1) in einem Bereich zwischen etwa 1 und 20mm oberhalb des Überlaufs (8) liegt.
Filteranlage gemäß einem der Ansprüche 14 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass im Filtergehäuse (1) ein Schaufenster vorgesehen ist, zur visuellen Einstellung und Kontrolle der Füllstandshöhe (19, 19', 19'') des Fluids im Filtergehäuse.
Filteranlage gemäß einem der Ansprüche 14 bis 33, dadurch gekennzeichnet, dass eine Entlüftungsleitung (12) vorgesehen ist, die mit dem oberen Bereich des Filtergehäuses (1) in Verbindung steht und ein Absperrventil (V10) aufweist, um das Filtergehäuse (1) von der Atmosphäre zu isolieren.
Filteranlage gemäß Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, dass die Entlüftungsleitung (12) zum Ableiten eines gasförmigen Spülfluids dient.
Verwendung einer Filteranlage gemäß einem der Ansprüche 14 bis 35 in Verbindung mit einem Schwimmbecken (200) oder einem Schwallbehälter (300).