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Rückspülbares Flüssigkeitsfilter Gegenstand der vorliegenden Erfindung
ist die Ausgestaltung der Rückspülung bei Sohnell- oder Langsamfiltern für Flüssigkeiten.
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Bisher angewandte Schneilfilter erfordern umständliches Spülen und
regulierten Durchfluß, da das Filter allmählich verschlammt. Um den kontinuierlichen
Durchfluß durch diese Filter zu gewährleisten, muß deshalb in der Anfangsphase,
d. h. wenn das Filter rein ist der Abfluß des reinen Wassers gedrosselt werden,
wobei die Drosselung nach Maßgabe der Filterverschlammung zu verringern ist, da
die Widerstände des Filters bis zu seiner zwecks Durchspülung durchzuftihrenden
Arbeitsausschaltung anwachsen. Die maßgebende konstante Geschwindigkeit ist somit
die Filtriergeschwindigkeit im Moment der größten Filtrierwiderstände, was die Anwendung
größerer Filtriergesch,windigkeiten in hohem Maße beeinträchtigt.
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Auch das System der bisher angewandten Schneilfilter selbst ist äußerst
kompliziert und kostspielig, da es notwendig ist, das Filter auf der ganzen Oberfläche
der Kammer zu spülen, was die Anwendung einer großen Wassermenge in einem kurzen
Zeitabschnitt erforderlich macht. Dieser Umstand zwingt in den bisherigen Filtern
zur Anwendung einer bedeutenden Anzahl von mit kostspieligen hydraulischen Schiebern
versehenen Leitungen mit großen Durchmessern wie auch von Apparaten zum automatischen
Drosseln sowie Steuer-, Kontroll- und dergleichen Vorrichtungen. Die bekannten Sehnellfilter,
in denen Luft als Spülmittel angewandt wird, sind noch komplizierter und noch teurer.
Außerdem erfordert das Spülen der Kammern die Anwendung - großer Pumpeneinheiten
oder kostspieliger, hoch angebrachter Spülwass.erbehälter und in vielen Fällen auch
Rotationskompressoren. Es ist auch zu erwähnen, daß infolge der hohen Druckverluste
auf jedem Filter und der Notwendigkeit einer umfangreichen Bedienung die Verwendung
der bisherigen Schneilfilter sehr teuer ist.
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Wenn es sich um die bisherigen Langsamfilter handelt, so ist deren
Ko,nstruktion bedeutend einfaches, jedoch infolge der großen horizontalen Flächen
und d.es sehr zeitraubenden Ausräumens des verschlammten Sandes sowie der Wasch-
und Spülarbeit und der Notwendigkeit der Wiederauffüllung des ausgewaschenen Filterbeftes
sind diese Filter ebenfalls teuer, sowohl bezüglich der Konstruktion wie auch in
betrieblicher Hinsicht.
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Es ist insbesondere ein Filter mit mehreren übereinanderliegenden
Filtersehichten bekannt, wobei die Filtermasse sich in einzelnen Filterkästen befindet.
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Außerdem kennt man ein von unten spülbares Sandfilter mit Scheidewänden,
die nicht bis zum Boden des Sandfilters reichen, so daß das von unten zugeführte
Spülwasser, das durch Schieber gesteuert wird, in
den Feldern aufsteigen, aber nur
von dem gerade geöffneten Feld abfließen kann. Man kennt auch ein Verfahren zum
Ans waschen loser Filtermas.sen, bei dem gleichzeitig unter Druck stehendes Wasser
und Druckluft verwendet wird und das Durch.spülen des Filters von unten erfolgt.
Dies ist jedoch eine sehr komplivierte Anlage, da für jede einzelne Filterkammer
eine Druckluft- und Druchwasseranlage mit den nötigen Einffihrungsdüsen und Ahsperrorganen
erforderlich ist.
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Die genannten Nachteile werden bei einem Schnell-oder Langsamfilter
mit durch vertikale Scheidewände unterteilter und mit Dränierungsboden versehener
Filterkammer, bei der jede Abteilung ein eigenes Filterbett besitzt, erfindungsgemäß
dadurch behoben, daß an der oberen oder unteren Fläche der unterteilten Filterkammer
ei ne bewegliche Saugvorrichtung mit einer Unterdruck erzeugenden Vorrichtung, wie
z. B. einer Pumpe, anliegt, die mittels einer Saug- und Druckleitung mit dem oberen
Teil einer Spülvorrichtung verbunden ist, die elektrisch oder mechanisch in Vorwärts-
und/oder Rückwärtsbewegung versetzt werden kann, wobei mit geringem Aufwand eine
schnelle und gu.te Filterung einerseits sowie ein rasches Ausspülen des Filters
andererseits ermöglicht wird.
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Die einzelnen Abteilungen der Filterkammer sind bis zu einer gewissen
Höhe mit einer Filtermasse gefüllt, wobei der obere Teil der Kammer in einen Rolhwasserbehälter
von gleicher Gestalt übergeht, während sich unter dem Dränierungsboden der Filterkammer
ein Behälter für filtriertes Wasser befindet. Die bewegliche Saugvorrichtung, die
an dem Einströmende der Filterkammer verschoben werden kann, ist an
einer
mit einem Elektromotor und einer Pumpe ver-5 ebenen Vorrichtung angebracht, die
verschiebbar bzw. auf Schienen fahrbar ist, die längs des oberen Randes des Rohwasserbehälters
befestigt sind. Je nachdem, ob es sich um eine auf- oder absteigende Filterung handelt,
befindet sich diese Saugvarrichtung über oder unter der Filterkammer. Der elektrische
Strom für den Pumpenmotor und die Verschie;beeinrichtung kann beispielsweise aus
einer Oberleitung entnommen werden.
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Infolge der Unterteilung der Filterkammer in eine Reihe von Abteilungen
wird der Spülbereich auf eine kleine Fläche begrenzt, und der durch die erwähnte
verschiebbare Saugvofrichtung erzeugte Unterdruck verursacht in einer oder in mehreren
in dem Wirkungsbereich dieser Saugvorrichtung liegenden Abteilungen den Durchfluß
des reinen Wassers in der Richtung, die zu der Filtrierungsrichtung entgegengesetzt
ist, wobei eine leichte Abtrennung der Verschlammung durch das oberhalb der Pumpe
befindliche Druckrohr erlangt wird. Da in dem Filter gemäß der Erfindung stets eine
kleine Oberfläche des Filterbettes gespült wird und hierdurch eine zu große Verschlammung
des Filterbettes nicht eintritt, kann die Filtriergescbwindigkeit bedeutend vergrößert
werden. Das Filter gemäß vorliegender Erfindung gestattet es auch, mit einer viel
kleineren Spülwassermenge je Zeiteinheit als in den bisher bekannten Schnellfiltern
auszukommen. Weiterhin ermöglicht die Erfindung eine bedeutende Vereinfachung der
ganzen Filterkonstruktion.
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Die Erfindung ist in der Zeichnung näher erläutert.
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Es zeigt Fig. 1 schematisch einen Längsschnitt durch ein Filter nach
der Erfindung, Fig. 2 ein solches in Draufsicht, Fig. 3 und 4 Längsschnitte zweier
Abarten des Filters nach Fig. 1 und Fig. 5 einen Querschnitt durch das Filter nach
Fig. 4.
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Im Filter gemäß Fig. 1 befinden sich die Filterbetten a der Filterkammer
A in mittels vertikaler; Scheidewände q unterteilten Abteilungen f, die oben offen
sind und einen Dränierungsboden t aufweisen. Die mit dem Filterbett a versehenen
Abteilungen befinden sich in dem unteren Teil der Filterkammer A', die vorzugsweise
trogförmig ist und in den Behältern B für filtriertes Wasser eintaucht, wogegen
der obere Teil A' der Kammer A mit Rohwasser gefüllt ist, welches mittels der Leitung
C zugeführt wird. Das Reinwasser wird aus dem Behälter B durch die Leitung D abgeführt,
während das Spülwasser durch die Rinne h nach außen fließt (Fig. 2).
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Die obere Fläche der Filterabtellungen f befindet sich auf einer
gewissen Höhe über den Filterbetten a> jedoch unterhalb des Rohwasserspiegels.
Diese obere Fläche der Filterabteilungen ist eben und so gestaltet, daß die Saugvorrichtung
S sich auf ihr möglichst dicht verschieben kann. Diese Fläche kann zum Teil mit
einem Gitter versehen sein.
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Im Honzontalnß kann das Filter gemäß der Erfindung z. B. rechteckig
oder rund gestaltet sein.
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Die Saugvorrichtung S ist so gestaltet, daß sie längs der oberen
Fläche der Filterabteilungen verschiebbar ist. Zu diesem Zweck ist die Saugvorrichtung
S mittels einer Rohrleitung r mit der Spülvorrichtung F verbunden, die verschiebbar
bzw. auf in dem oberen Teil der Kammer A' befestigten Schienen fli fahrbar ist.
Die Leitung r ist mit einem Ventil Z und mit einer elektrischen Pumpe P versehen.
Damit sich die Saugvorrichtung S möglichst dicht über die
obere Fläche der Filterabteilungen
verschieben kann, ist es vorteilhaft, die Saugvorrichtung mit einer Abschirmung
0 zu versehen. Die Saugvorrichtung ist mittels einer Rohrleitung r an der Spülvorrichtung
F aufgehängt, die aus einer beliebigen Kraftquelle, z. B. aus einer Oberleitung,
gespeist wird.
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Die Fig. 3 veranschaulicht eine Abart der Vorrichtung gemäß Fig.
1. Diese Abart besteht darin, daß die Spülvorrichtung F mit einem Hydroelevator
versehen ist und die Pumpe P sich nicht in der Leitung r, sondern auf dem Wagen
K der Spülvornchtung F befindet und mit der Saugleitung W verbunden ist, deren unteres
Ende sich unterhalb des Spiegels des Spülrohwassers befindet Von der Pumpe P ist
die Leitung i abgezweigt, deren unteres Ende in die Kammer der mit einer nach oben
zu erweiterten Mischkammer it versehenen Saugvorrichtung eingeführt ist. In der
Kammer der Saugvorrichtung S wird unter der Saugwirkung Unterdruck erzeugt, wodurch
das in der Kammer B befindliche reine Wasser ansteigt, durch den Dränierungsboden
t der Abteilungen f fließt und in jedem Filterbett a der in dem Wirkungsbereich
der Saugvorrichtung liegenden Abteilungen f hochsteigt.
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In der Fig. 3 sind drei solche Abteilungen, deren Auflockerung bewirkt
wird, angedeutet, wobei die in jedem dieser Filterbetten entstandene Verschlammung
ausgewaschen wird. In den übrigen Abteilungen erfolgt dagegen die Filtrierung von
oben nach unten. In gewissen Fällen können Filtefbetteilchen der von der Sauigvorrichtung
erfaßten Abteilungen f sogar nach oben in die Kammer g des Hydroelevators mitgerissen
werden, von wo sie nach unten fallen, da sie schwerer als das Wasser sind, und durch
die in dem unteren Teil des Hydroelevators befindliche Rinne i bei der in der einen
oder in der anderen Richtung erfolgenden Verschiebung der Spülvorrichtung den entsprechenden
Abteilungen f zugeführt werden, wodurch sie das infolge der Wirkung der Saugvorrichtung
S ausgewaschene Filterbett zum Teil wieder auffüllen. Das Spülwasser wird der Rinne
h zugeführt, von wo es durch diese Rinne nach außen abgeführt wird.
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Die Fig. 4 und 5 veranschaulichen eine andere Abart der Vorrichtung
gemäß den Fig. 1 und 3. Diese Abart besteht darin, daß hier die Filtrierung nicht
von oben nach unten, sondern von unten nach oben erfolgt. Zu diesem Zweck ist hier
die Saugvorrichtung S unter dem Dränierungsboden t der Filterabteilungenf angeordnet,
wobei in das Innere dieser Saugvorrichtung S eine Leitung W eingeführt ist die sich
an der Außenseite der Filterkammer E erstreckt und mit ihrem entgegengesetzten Ende
mit der auf der Spülvorrichtung F angebrachten Pumpe P verbunden ist.
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Von der Pumpe P ist eine mit einem Ventil Z versehne Preßleitung r
abgezweigt, die über der auf der oberen Wand der Kammer angebrachten Spülrinne h
mündet. In dieser Vorrichtung erfolgt somit das Spülen mittels filtrierten Wassers.
Infolge des in der Saugvorrichtung S erzeugten Unterdruckes fließt das reine Wasser
durch das Filterbett a aus der Kammer E nach unten, wobei es die in den von der
Saugvorrichtung S erfaßten Abteilungen t entstandene Verschlammung auswäsoht und
durch die Leitungen W und r mittels der Pumpe P in die Rinne h als Spülwasser nach
außen stößt. Mittels des in der Preßleitung r befindlichen Ventils Z kann die Spülintensität
beliebig geregelt werden. Wenn sich die Spülvorrichtung F z. B. von links nach rechts
verschiebt, spült sie sukzessiv alle Abteilungen f, wonach sie zu der Ausgangsstellung
im Leerlauf, d. h. ohne Wirkung der Pumpe P, zurückkehrt, wonach die Pumpe wiederum
betätigt
wird und das Spülen wiederholt erfolgt. Wenn das Filter
rund gestaltet ist, ist der Leerlauf der Spiilvorrichtung überflüssig.
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Die Saugvorrichtung S besitzt ebenfalls eine Abschirmung 0, die es
bewirkt, daß die von ihr abgeschirmten Abteilungen f nicht gespült werden und das
Wasser in ihnen in Ruhe verbleibt, wogegen die von der Saugkammer der Vorrichtung
S erfaßten Abteilungen gespült werden. Infolge einer solchen Konstruktion fallen
die vorher aufgelockerten Filterbettteilchen in den in dem gegebenen Moment nicht
gespülten Abteilungen nach unten. Bei dem Verschieben der Spülvorrichtung F wird
auf diese Weise die Eingangsöffnung zu der Abteilung f, in welcher das Filterbett
schon stabilisiert ist, allmählich geöffnet.
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Infolge der Anwendung so einfacher Filtrierungssysteme mit verschiebbarer
Spülvorrichtung F, die die abgesetzten Suspensionen ständig entfernt, wird eine
Abkürzung des Filtrierungszyklus und eine größere Leistung je Filteroberßächeneinheit
bei geringeren Druckverlusten auf dem Filterbett erzielt.
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Die Erfindung eignet sich nicht nur zur Anwendung in Schnellfiltern,
sondern auch in Langsamfiltern. In dem letzteren Falle bewirkt die Spülvorrichtung
F ein periodisches Spülen des Bettes a auf seiner ganzen Dicke oder sie entfernt
die Verschlammung nur von dem oberen Teil, indem sie diesen z. B. mittels des in
der Fig. 3 gezeigten, auf einem Wagen verschiebbaren Hydroelevators spült.
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In dem Filter gemäß der Erfindung kann sowohl ein Sandbett wie auch
ein beliebiges anderes Bett Verwendung finden. Die Verschiebungsfläche der Saugvorrichtung
S muß nicht durchaus horizontal sein, wie sie in der Zeichnung gezeigt ist, sondern
sie kann auch z. B. walzenförmig sein. Ebenfalls können auch als Unterdruck erzeugende
Vorrichtungen verschiedene Pumpen, Hydroelevatoren, Ej ektoren, Vakuumpumpen usw.
beliebiger Art und sogar Hebevorrich-
tungen verwendet werden, wenn die Möglichkeit
besteht, über eine entsprechende Differenz zwischen dem Rohwasserniveau und dem
Niveau des Spülwasserabflusses zu verfügen.