DE1221197B

DE1221197B - Backwashable ion exchange filter

Info

Publication number: DE1221197B
Application number: DEF42729A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Fritz Limbach
Original assignee: Bayer AG
Current assignee: Bayer AG
Priority date: 1964-04-25
Filing date: 1964-04-25
Publication date: 1966-07-21
Also published as: CH431461A; FR1433030A; GB1039253A

Description

Rückspülbares Ionenaustauschfilter Die Erfindung betrifft ein rückspülbares Ionenaustauschfilter mit einet innerhalb eines Filterbehälters oberhalb der Austauschermassefüllung angeordneten elastischen Abdichtelement, welches den Rückspülraum begrenzt.Backwashable Ion Exchange Filter The invention relates to a backwashable ion exchange filter Ion exchange filter with one inside a filter container above the exchange mass filling arranged elastic sealing element, which limits the backwashing space.

Zweck der Erfindung ist es, die Austauschermassefüllung, wenn sie von unten nach oben durchströmt wird, in ihrer Lage festzuhalten, um so eine Umschichtung und ihre Folgen zu vermeiden. Zu diesem Zweck besteht das Abdichtelement erfindungsgemäß als ein aufblasbarer, kolbenartiger Faltensack aus elastischem Material, der an seiner der Füllung abgekehrten Seite an der Behälterwand abgedichtet und mit seiner inneren Bodenseite an eine auf und ab bewegbare Zugvorrichtung angeschlossen ist. Da der Faltensack im aufgeblasenen Zustand wie ein elastischer Kolben auf der Füllung aufsitzt, kann eine Gegenstromregeneration von unten ohne Umschichtung der Austauschermasse und somit bei niedrigem Chemikalienverbrauch durchgeführt werden. Für die übrigen Betriebsphasen, bei welcher die Austauschermasse abwärts durchströmt oder bei der eine Rückspülung vorgenommen wird, wird das Aufblasmedium und der Faltensack mittels der Zugvorrichtung hochgezogen und im oberen Raum des Behälters im zusammengefalteten Zustand gehalten. The purpose of the invention is to fill the exchanger mass when they is flowed through from bottom to top, to hold on to such a redeployment and avoid their consequences. For this purpose there is the sealing element according to the invention as an inflatable, piston-like folded bag made of elastic material that is attached to its side facing away from the filling sealed on the container wall and with its inner bottom side is connected to a pulling device that can be moved up and down. Because the folded sack when inflated like an elastic piston on the filling a countercurrent regeneration from below without rearrangement of the exchanger mass and thus can be carried out with low chemical consumption. For the rest Operating phases in which the exchanger mass flows downwards or in the backwashing is carried out, the inflation medium and the folded bag are means the pulling device pulled up and in the upper space of the container in the folded Condition kept.

In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes schematisch dargestellt. The drawing shows two exemplary embodiments of the subject matter of the invention shown schematically.

Fig. 1 und 2 zeigen einen Faltensack im Filterbehälter in aufgeblasener und zusammengefalteter Stellung, wobei die der Füllung abgekehrte offene Seite des Sackes zwischen den Flanschen des Behälters befestigt ist. Fig. 1 and 2 show a folded bag in the filter container in an inflated and folded position, with the open side facing away from the filling Sack is attached between the flanges of the container.

Fig. 3 und 4 veranschaulichen einen als Hohlkolben ausgebildeten, im Filterbehälter frei beweglichen Faltensack in aufgeblasener und zus ammengefalteter Stellung, wobei der Hohlkolben mit an der Behälterwand schleifenden aufblähbaren Abdichtungsringen versehen ist. 3 and 4 illustrate a hollow piston designed as a Folded sack that can be moved freely in the filter container when it is inflated and folded together Position, the hollow piston with inflatable rubbing against the container wall Sealing rings is provided.

Im einzelnen bedeuten 1 einen Filterbehälter, 2 einen unteren Düsenboden, 3 eine Austauschermassefüllung, 4 ein Drainagesystem in der Nähe der Oberkante der Füllung und 5 einen Faltensack, der den Rückspülraum 16 in aufgeblasenem Zustand gemäß F i g. 1 ganz ausfüllt und sich wie ein Kolben auf die Füllung 3 abstützt. In zusammengefaltetem Zustand läßt er den Rückspülraum 16, wie in F i g. 2 dargestellt ist, frei. In detail, 1 denotes a filter container, 2 a lower nozzle base, 3 an exchanger mass filling, 4 a drainage system near the upper edge of the Filling and 5 a folded bag, which the backwash chamber 16 in the inflated state according to FIG. 1 fills completely and rests on the filling 3 like a piston. In the folded state it leaves the backwashing space 16, as in FIG. 2 shown is free.

Gemäß Fig. 3 und 4 kann der Sack auch als kolbenartiges Gebilde 5 a ausgebildet sein, wobei die Abdichtung an der Behälterwand mittels Schlauchringen 5b bewirkt wird. An dem inneren Boden der Säcke 5 bzw. Kolben 5 a sind Zugseile 9, 9 a zum Hochziehen bzw. Herablassen der Säcke 5 bzw. According to FIGS. 3 and 4, the sack can also be used as a piston-like structure 5 a, the seal on the container wall by means of hose rings 5b is effected. On the inner bottom of the Sacks 5 or pistons 5 a are pull cords 9, 9 a for pulling up or lowering the bags 5 or

Kolben 5a befestigt. Im Deckel des Behälters 1 ist eine Stopfbüchse 13 zur dichten Durchführung des Zugseiles 9 angeordnet.Piston 5a attached. In the lid of the container 1 is a stuffing box 13 arranged for the tight implementation of the pull rope 9.

Wird von oben beladen und von unten regeneriert, so befinden sich bei der Beladung (s. Fig. 2 und 4) der Faltensack 5 bzw. der Hohlkolben 5 a zusammengefaltet in der oberen Ruhestellung. Das aufzubereitende Wasser tritt entweder bei den Stutzen 6 oder aber beim Stutzen 8 über das Drainagesystem 4 in den Filterbehälter 1 ein, durchströmt das Austauschermaterial 3 von oben nach unten, passiert den Düsenboden 2 und verläßt den Behälter durch den Stutzen 7. Ist der Austauscher erschöpft, so wird zunächst über Stutzen 8 des Drainagesystems 4 das Wasser bis zur Höhe des Drainagesystems 4 abgelassen und dabei gleichzeitig der Behälter über Stutzen 12 belüftet. Bei Benutzung eines Abdichtelementes 5 a nach Fig. 3 hat sich indessen über das offenstehende Entwässerungsventil 15 der Raum oberhalb des Kolbens 5 a entleert. Die Belüftung erfolgt über 10. Dann wird die Blase 5 bzw. der Kolben 5 a mittels eines Zugseiles 9 entfaltet und abgelassen und bei Ausführung nach Fig. 3 mit Druckluft von etwa 2 atü die Schlauchringe 5b gefüllt und das Entwässerungsventil 15 geschlossen. If loading is carried out from above and regenerated from below, then there are during loading (see FIGS. 2 and 4) the folded sack 5 or the hollow piston 5 a is folded up in the upper rest position. The water to be treated either comes from the nozzle 6 or at the connector 8 via the drainage system 4 into the filter container 1, flows through the exchanger material 3 from top to bottom, passes the nozzle bottom 2 and leaves the container through the nozzle 7. If the exchanger is exhausted, so is first of all via nozzle 8 of the drainage system 4, the water up to the level of the drainage system 4 drained and at the same time the container ventilated via nozzle 12. When using a sealing element 5 a according to FIG. 3, however, has become over the open Drain valve 15 emptied the space above the piston 5 a. The ventilation takes place via 10. Then the bladder 5 or the piston 5 a by means of a pull rope 9 unfolded and drained and in the embodiment according to FIG. 3 with compressed air of about 2 atü, the hose rings 5b are filled and the drainage valve 15 is closed.

Anschließend wird der innere Hohlraum über StutzenlO mit Druckluft von etwa 0,2 bis 0,5 atü gefüllt, bis auf das Austauschermaterial ein abwärts gerichteter statischer Druck ausgeübt wird. Der auf das Austauschermaterial ausgeübte Druck muß so gewählt werden, daß einerseits ein Umschichten des Materials durch die Aufwärtsströmung verhindert wird, andererseits Quellungen des Austauschers möglich sind. Nun läßt man über Stutzen 7 das Regeneriermittel eintreten, welches von unten nach oben das Austauschermaterial gleichmäßig durchströmt und, nachdem es verbraucht ist,- über das Drainagesystem 4 und Stutzen 8 drucklos austritt (s. Fig. 1 und 3). Wichtig ist dabei, daß der Totraum unterhalb des Düsenbodens 2 möglichst klein ist, wofür aber bereits bekannte Ausführungen bestehen. Für die Verdünnung des Regeneriertnittels sowie für das Verdrängungswasser darf nur aufbereitetes Wasser verwendet werden, das in seinem Salzgehalt dem Ablauf des beschriebenen Filters entspricht. Nach Beendigung der Regeneration wird die Druckluft über StutzenlO und 14 abgelassen, die Blase 5 bzw. der KolbenSa mittels Zugseil 9 hochgezogen und dadurch im oberen Behälterboden zusammengefaltet. Der Raum oberhalb des Austauschermaterials wird mit Wasser gefüllt, welches über Stutzen 8 und das Drainagesystem 4 eintritt.The inner cavity is then filled with compressed air via nozzle 10 filled from about 0.2 to 0.5 atmospheres, except for the exchanger material a downward one static pressure is applied. The pressure exerted on the exchange material must be chosen in such a way that, on the one hand, the material is rearranged by the upward flow is prevented, on the other hand swelling of the exchanger is possible. Well lets you enter via nozzle 7, the regenerant, which from the bottom to above the exchanger material flows evenly through and, after it is consumed, Exits without pressure via the drainage system 4 and nozzle 8 (see FIGS. 1 and 3). Important is that the dead space below the nozzle bottom 2 is as small as possible, for what but already known designs exist. For diluting the regenerating agent as well as for the displacement water, only treated water may be used, the salt content of which corresponds to the drainage of the filter described. After completion the regeneration, the compressed air is discharged via stubs 10 and 14, the bladder 5 or the pistonSa pulled up by means of the pull rope 9 and thereby in the upper container bottom folded up. The space above the exchanger material is filled with water, which enters via nozzle 8 and the drainage system 4.

Die Luft entweicht über das Entlüftungsventil 11 durch Leitung 11a und durch die Leitungen 12 bzw.The air escapes via the vent valve 11 through line 11a and through the lines 12 and

10. Jetzt ist das Ionenaustauschfilter bereit zu der oben beschriebenen Beladung.10. Now the ion exchange filter is ready for the one described above Loading.

Der Totraum 16 oberhalb der Austauscherfüllung kann auch, wie -bei den- herkömmlichen Filtern üblich, als Spülraum benutzt werden, um im Bedarfsfalle die Austauschermasse aufzulockern oder deren Feinanteile herauszuspülen. Dieses Rückspülen wird nach Beendigung der Beladung und vor der Regeneration vorgenommen. Dabei tritt aufbereitetes Wasser bei Stutzen 7 ein und durchströmt von unten nach oben so, daß sich das Filterbett ausdehnt und das Wasser nebst Feinanteilen bei den Stutzen 6 austritt. Es hat sich allerdings als zweckmäßig erwiesen, das Rückspülen nicht öfter als unbedingt notwendig vorzunehmen. Grundsätzlich ist es möglich, den Gegenstand; der Erfindung auch bei einer Betriebsweise anzuwenden, bei welcher von oben nach unten regeneriert wird. The dead space 16 above the exchanger filling can also, as in Conventional filters are usually used as a wash-up area in case of need to loosen up the exchanger mass or to flush out its fine particles. This Backwashing is carried out after loading is complete and before regeneration. Treated water enters at nozzle 7 and flows through from below at the top so that the filter bed expands and the water and fine fractions are added the nozzle 6 exits. However, backwashing has proven to be useful not to be done more often than absolutely necessary. In principle, it is possible to use the Object; the invention also with to apply an operating mode in which of is regenerated from top to bottom.

Das beschriebene Verfahren der Gegenstromregeneration ist nicht nur bei stark sauren I(ationenaustauschern, sondern auch bei stark basischen Anionenaustauschern mit gleichem Erfolg anwendbar. The described method of countercurrent regeneration is not only with strongly acidic ion exchangers, but also with strongly basic anion exchangers applicable with equal success.

Claims

Claims: 1. Backwashable ion exchange filter with a arranged inside a filter container above the exchanger mass filling elastic sealing element which delimits the backwashing space, characterized in that that the sealing element as an inflatable piston-like folded bag made of elastic Material is formed; the side facing away from the filling on the container wall sealed and with its inner bottom side on a pulling device that can be moved up and down is attached.

2. Filter according to claim 1, characterized in that the folded bag on its side facing away from the exchange compound filling between the flanges of the container is tightly attached.

3. Filter according to claim 1, characterized in that the folded bag arranged freely movable in the container and on its side facing away from the filling is provided with hose-like sealing rings (5 b).

4. Filter according to claim 1, characterized in that the folded bag in the floor with ventilation or drainage valves (11 resp.

15) is provided.