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Vorrichtung zur Reinigung von Wasser unter Verwendung einer Schwebestoff-Kontaktanlage
und Verfahren zum Rückspülen derselben Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren
zur Reinigung von Wasser, bei dem eine Schwebestoff-Kontaktanlage Verwendung findet.
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Bei den bekannten unter Verwendung einer Schwebestoff-Kontaktanlage
arbeitenden Reinigungsverfahren von Wasser ist eine vorzugsweise ringförmige Klärzone
vorgesehen, der das Wasser nach Behandlung von unten aufsteigend zugeführt wird
und aus der es am oberen Rand der die Schwebestoff-Kontaktanlage aufnehmenden Vorrichtung
als gereinigtes Wasser austritt. Bei vielen derartigen Vorrichtungen erfolgt die
Zufuhr des ungereinigten Wassers, d. h. des Rohwassers, von unten her in eine zentral
angeordnete Mischkammer. Bei diesen bekannten Vorrichtungen zur dynamischen Trennung
der Verunreinigungen aus dem Wasser läßt sich auf einfache Weise und mit hohem Wirkungsgrad
ein großer Durchsatz an Rohwasser in der Zeiteinheit erreichen, wobei üblicherweise
für die Wasseraufbereitung geeignete Chemikalien zugesetzt werden.
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Selbst bei genügend großer Dimensionierung einer derartigen Vorrichtung
und bei dem dadurch bedingten langsamen Durchsatz des Wassers durch die Klärzone
werden beim Aufbereitungsprozeß entstandene Flockenreste und sonstige Schwebeteilchen
in die Klärzone mitgeführt und durch die Klärzone transportiert, so daß sie in dem
gereinigten Wasser verbleiben. Man hat daher, um diese Schwebeteilchen abzutrennen,
der Schwebestoff-Kontaktanlage mit der Klärzone bisher eine Filteranordnung nachgeschaltet,
in der die Schwebeteilchen mechanisch in dem Filter ausgeschieden werden. Diese
Nachschaltung einer Filteranordnung bei den bekannten Einrichtungen macht zusätzlichen
Einbauraum, zusätzliche Gebäude und zusätzliche Zu- und Abflußleitungen erforderlich
und stellt somit einen nicht unerheblichen Aufwand dar.
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Die Anmelderin hat sich die Aufgabe gestellt, hier eine Verbesserung
zu schaffen und den bisher erforderlichen, durch die Nachschaltung einer Filteranordnung
bedingten Aufwand so gering wie möglich zu halten. Da in der Klärzone kaum noch
eine Reinigung des Wassers erfolgt. hat die Anmelderin erkannt, daß sich der bisher
erforderliche Aufwand auf ein Mindestmaß dadurch verringern läßt, daß erfindungsgemäß
in der Klärzone eine deren gesamten Querschnitt ausfüllende Filteranordnung vorgesehen
ist, durch welche der aufsteigende Wasserstrom in an sich bekannter Weise geleitet
wird. Der Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, daß die zusätzliche
Anordnung einer Filtereinrichtung mit zugehörigem Gebäude und zugehörigen Leitungen
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flüssig wird, wodurch sowohl der Platzbedarf als auch die Gestehungskosten
der Anlage sich verringern.
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Besonders vorteilhaft ist die erfindungsgemäße Vor richtung bei rückspülbaren
Filteranordnungen. Derartige rückspülbare Filteranordnungen sind bekannt; ihre Rückspülung
erfolgt dadurch, daß das Filtrat im Gegenstrom durch das Filter geschickt wird,
um die nach einer gewissen Betriebszeit im Filter angesammelten Verunreinigungen
auszuschwemmen. Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung läßt sich für die von Zeit
zu Zeit erforderliche Reinigung der Filteranordnung in günstiger Weise der Rückstoß
des Wassers zur Rückspülung ausnutzen. Dieser Rückstoß des Wassers entsteht, wenn
eine untere Ableitung, beispielsweise der Schlammtaschen, geöffnet und die Rohwasserzufuhr
unterbrochen wird. Zur Reinigung, d. h. zur Rückspülung der Filteranordnung, ist
es also bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung lediglich notwendig, die Rohwasserzufuhr
zu unterbrechen und die Entschlammungsleitung zu öffnen. Hierbei erfährt die in
der Anlage befindliche Flüssigkeit entgegen ihrer Strömungsrichtung beim Betrieb
einen hydraulischen Rückstoß, wobei die in der Filteranordnung abgesetzten Flocken
und andere Verunreinigungen aus dem Filter entfernt werden. Für die Rückspülung
der Filteranordnung bietet also die erfindungsgemäße Vorrichtung einen besonderen
Vorteil.
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Die Filteranordnung selbst kann beispielsweise in an sich bekannter
Weise aus einem mehrschichtigen Filterkiesbett bestehen, das auf einem ringförmigen
Gitterboden
aufgelagert ist. Zweckmäßigerweise sind die Filterschichten so anzuordnen, daß die
Feinheit der Körnung in Richtung des Flüssigkeitsdurchsatzes beim Betrieb zunimmt.
Natürlich lassen sich auch andere geeignete Stoffe, beispielsweise Koks, Gewebeeinsätze
u. dgl., zur Bildung der Filteranordnung verwenden.
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Da sich die Filteranordnung im Verlaufe der Betriebszeit durch die
aufgenommenen Verunreinigungen in wachsendem Maße zusetzt, steigt in der Mischkammer,
sofern die Filteranordnung eine solche aufweist, der Rohwasserspiegel an. Dieses
Ansteigen des Rohwasserspiegels kann erfindungsgemäß zu einer Steuerung der Rückspülung
dadurch ausgenutzt werden, daß die Rückspülung der Filteranordnung mittels Filtrat
in Abhängigkeit von der Höhe des in der Mischkammer bei zunehmender Verschlammung
der Filteranordnung ansteigenden Wasserspiegels gesteuert wird. Beispielsweise kann
ein Schwimmer vorgesehen werden, der bei Erreichen einer bestimmten Höhenlage die
Umschaltung auf die Rückspülung vornimmt.
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Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden
Beschreibung eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels der Vorrichtung.
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Die Vorrichtung ist in zwei verschiedenen Betriebszuständen gezeigt.
Auf der linken Seite unter A ist die Reinigung des Filterteils dargestellt, während
auf der rechten Seite unter B der normale Betriebszustand gezeigt ist.
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Als Schwebestoff-Kontaktanlage ist im vorliegenden Fall ein in dem
axial symmetrischen Behälter 1 angeordneter Kontaktflockulator gewählt worden. Mit
2 ist der ringförmige Gitterboden bezeichnet, auf welchem ein dreischichtiges Filterkiesbett
3 a, 3 b, 3 c aufgeschüttet ist, das nur teilweise auf der rechten Hälfte der Vorrichtung
ausgeführt ist. Das zu klärende Rohwasser wird bei 4 in die Anlage eingeführt und
mittels der Rührpumpe 13 durch die Mischkammer 8 aufwärts gepumpt. Die Rührpumpe
befindet sich im unteren verjüngten Teil 12 der Mischkammer. Seitlich um das Teil
12 herum sind die Schlammtaschen 11 angeordnet, deren oberer Rand in der Höhe der
Unterkante der Tauchwand des äußeren Ringraumes 14 liegt. Uber die Leitung 5 erfolgt
von Zeit zu Zeit die Entschlammung der Schlammtaschen 11. Das in der Mischkammer
aufwärts gepumpte Rohwasser wird im unteren Teil derselben erforderlichenfalls mit
den für die Aufbereitung des Wassers geeigneten Chemikalien versetzt und gelangt
über die radialen Rohre 16, deren Enden gleichsinnig abgebogen sind, in den äußeren
Ringraum 14, in welchem die Flüssigkeit mit einer tangentialen Geschwindigkeitskomponente
abwärts strömt und durch die düsenartige Verjüngung des Ringraumes an der Unterkante
mit einer beträchtlichen Geschwindigkeit in die Schlammzone 9 des Flockulators eintritt.
Ein Teil dieser Flüssigkeit steigt, wie in der rechten Hälfte der Figur durch Pfeile
dargestellt, durch die Klärzone 10 und das Filterlciesbett 3 aufwärts, um über die
Sammelrinne 15 und die Reinwasserleitung 7 abzufließen. Der größere Teil strömt
jedoch am Boden der Schlammzone 9 entlang
und wird von der Rührpumpe 13 wieder durch
die Mischkammer 8 aufwärts bewegt, worauf sich der beschriebene Zyklus wiederholt.
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Bei der auf der linken Hälfte der Figur dargestellten Reinigung drückt
nach Abstellung der Rohwasserzufuhr und gleichzeitiger Öffnung der Entschlammungsöffnung
5 das gereinigte, über dem Filterbett stehende Wasser in der gezeichneten Pfeilrichtung
nach unten, wobei die Filteranordnung gereinigt wird und die entfernten Flocken
und Schmutzteilchen zu einem wesentlichen Teil in Pfeilrichtung in die Schlammtaschen
11 gesaugt werden. Will man diesen Reinigungsprozeß automatisch ablaufen lassen,
so können vom Wasserspiegel in der Mischzone 8 betätigte Schwimmerkontakte 6 zur
Steuerung der entsprechenden Armaturen, d. h. der Rohwasserzufuhr in der Leitung
4 und der Entschlammung in der Leitung 5, angewandt werden. Bei zunehmender Verschmutzung
des Filters tritt nämlich infolge des Widerstandsanstieges für die Flüssigkeit in
der Filteranordnung auch ein Anstau des Wasserspiegels im oberen Teil der Mischkammer
8 ein.
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Zusammenfassend ist festzustellen, daß die erfindungsgemäße Vorrichtung
gegenüber den bekannten separaten Filtrationsmethoden einmal den Vorteil einer besseren
Baukörperausnutzung für die vorliegende Schwebestoff-Kontaktanlage bietet und zum
anderen eine vereinfachte und örtlich konzentrierte Bedienung und Wartung ermöglicht.
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Die neue Vorrichtung erschöpft sich nicht nur in der organischen
Kombination mit der vorgeschlagenen Flockungsanlage, sondern ist auch gekennzeichnet
durch eine durch die Strömungsrichtung von unten nach oben bedingte andersgeartete
Filtration, die mehr einem Abstreifen von Schwebeteilchen entspricht. Diese besondere
Art der Filtration ist in keiner Weise auf Kontaktwirkung und Katalyse angewiesen,
so daß man bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einem niedrigschichtigen Grobkiesfilter
oder sogar mit Gewebeeinsätzen auskommt.