DE1517579C - Ruckspulbare Filteranlage mit Doppel Luftpolster - Google Patents

Description

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Die vorliegende Erfindung betrifft eine rückspül- so sammelt sich diese an der Decke des Sammelbare Filteranlage zum Reinigen von Wasser, die raumes, d. h. unter dem Filterboden, unter Verwenigstens ein Filterfeld umfaßt, welches einen mit drängung eines entsprechenden Wasservolumens, bis Filterdüsen befestigten Filterboden aufweist, der eine der Wasserstand die Lufteinlaßöffnungen der in den Schicht von körniger Filtermasse trägt und unter 5 Düsen eingebauten Tauchrohre erreicht. Es bildet dem sich ein Sammelraum für das gereinigte Wasser sich also an der Decke des Sammelraumes ein Luftbefindet, mit einer Rückspülvorrichtung zur peri- polster, dessen untere Begrenzung, d. h. das Niveau odischen Reinigung der Filtermasse mit Hilfe von der verbleibenden Wasseroberfläche, durch die Höhe Druckluft und Druckwasser. der Lufteinlaßöffnungen in den Tauchrohren be-

Bei den bekannten Filteranlagen der oben be- ίο stimmt ist, denn die weitere in dem Sammelraum schriebenen Art sickert das zu reinigende Rohwasser eingeblasene Spülluft entweicht durch die Lufteinlaßlangsam durch die Filtermasse, die üblicherweise aus öffnungen der Tauchrohre und steigt durch die einer Sandschicht besteht. Dabei werden die im Düsen in die untersten Schichten der Filtermasse Rohwasser enthaltenen Unreinigkeiten von der Filter- hinauf, wodurch der oben beschriebene Rückspülmasse zurückgehalten. Das Wasser fließt gereinigt 15 Vorgang eingeleitet wird. Da die Lufteinlaßöffnungen durch die im Filterboden eingebauten Filterdüsen, aller Düsentauchrohre auf gleiche Höhe ausgerichtet die eine Anzahl feiner Öffnungen oder Schlitze auf- sind, sollte somit durch alle Düsen gleichzeitig dieweiseii, welche wohl das Wasser, nicht aber die selbe Spülluftmenge aus dem Luftpolster in die Sandkörner der Filtermasse passieren lassen, in den Filtermasse einströmen.

unter dem Filterfeld befindlichen Sammelraum für 20 Wird nun gleichzeitig mit der Spülluft auch Druckdas Reinwasser ab. Infolge der zurückgehaltenen wasser in den Sammelraum für Reinwasser einge-Unreinigkeiten »verstopft« sich das Filter mit der speist, so wird dieses ebenfalls durch die Tauchrohre Zeit während des Filterbetriebes, so daß es seiner- in die Filtermasse aufsteigen, und es bildet sich ein /T seits periodisch gereinigt werden muß. . · Gemisch von Luft und Wasser, das die Wirbelung '

Dies geschieht in der üblichen Technik, indem der 25 der die Filtermasse bildenden Sandkörner begünstigt Filterbetrieb nach einer durch die zunehmende Ver- und die Unreinigkeiten an die Oberfläche des über stopfung begrenzten Zeitspanne unterbrochen wird der Filtermasse befindlichen Wassers aufsteigen läßt, und nach einem bestimmten Programm erst Druck- worauf dieses Schmutzwasser über einen Überlauf luft, dann ein Gemisch von Druckluft und Druck- abgeschwemmt werden kann. Um bei diesem Vorwasser, und schließlich reines Spülwasser, in der der 30 gang eine optimale Wirkung zu erzielen, muß das normalen Filterströmung entgegengesetzten Rieh- Mischverhältnis zwischen Spülluft und Spülwasser in tung, d.h. von unten her, durch die Filtermasse ge- engen, durch die Erfahrung festgelegten Grenzen trieben wird. Dadurch wird letztere durchwirbelt, die gehalten werden. Durch eine exakte Steuerung der einzelnen Körner reiben sich aneinander, die Un- zugeführten Spülluft- und Wassermenge nach einem reinigkeiten werden abgelöst und das sich über der 35 genau vorbestimmten Programm kann das ge-Filtermasse sammelnde verschmutzte Wasser wird wünschte Mischungsverhältnis, wenigstens theoreüber einen Überlauf in einen Schmutzwasserkanal tisch, eingehalten werden.

fortgeschwemmt. Nach Beendigung dieses Rückspül- Tatsächlich läßt jedoch bei den bekannten Filtervorganges kann der normale Filterbetrieb wieder anlagen der beschriebenen Art die Verteilung der aufgenommen werden. 40 Spülluft auf die gesamte Ausdehnung der Filtermasse

Um eine einwandfreie Rückspülung zu erzielen, ist zu wünschen übrig. Die großen Strömungsqueres notwendig, sowohl die Spülluft wie auch das Spül- schnitte bedingen die Zuführung entsprechend großer wasser möglichst gleichmäßig über die ganze Fläche Spülluftmengen in dem Sammelraum für Reinwasser, des Filterfeldes verteilt in die untersten Schichten Die eingeblasene Spülluft bildet somit einen kräftigen der Filtermasse einzuführen und zu vermeiden, daß 45 Luftstrahl großen Durchmessers, der die Bildung sich darin Trichter bilden, aus denen die Sand- einer ruhigen, das Luftpolster nach unten begrenzenkörner, wenn sie durch die Spülluft und das Spül- den Wasseroberfläche, die. eine Vorbedingung für wasser aufgewirbelt sind und sich in einem Schwebe- eine gleichmäßige Verteilung der Luft auf alle Düsenzustand befinden, weggeschwemmt werden. Die tauchrohre darstellt, weitgehend verunmöglicht. Des-Filtermasse muß sich somit nach Beendigung des 50 wegen läßt sich im Betrieb das Mischverhältnis des Rückspülvorganges möglichst gleichmäßig wieder auf Gemisches von Spülluft und Spülwasser, das durch dem Filterboden absetzen und eine intakte, poröse die Düsen in die Filtermasse aufsteigt, nur unvoll-Schicht bilden. kommen beherrschen, und Unregelmäßigkeiten sind

Bei den heute üblichen rückspülbaren Filter- nicht zu vermeiden. Dadurch wird aber der Bildung anlagen wird die Spülluft unter Druck in den unter 55 von unerwünschten Schwemm-Trichtern in der Filterdem Filterboden angeordneten, zunächst vollständig masse Vorschub geleistet. ■'■' gefüllten Sammelraum für Reinwasser eingeblasen. Um diesen Unzulänglichkeiten zu begegnen, ist in

An den im Filterboden eingebauten Filterdüsen, die der erfindungsgemäßen Filteranlage im Sammelraum während des Filtervorganges den Abfluß des Wassers ein während des Filterbetriebes wie dieser vollständig aus den untersten Schichten der Filtermasse ermög- 60 mit Wasser gefüllter Zuführungskanal für die Spülluft liehen, sind senkrecht nach unten in den Sammel- eingebaut, der an seiner Oberseite in Abständen in raum ragende Rohre, sogenannte Tauchrohre, einge- das Kanalinnere ragende Tauchrohre aufweist; deren baut. Sie weisen auf einer gewissen Höhe unter dem Luftaustrittsöffnung höher liegen, als die Lufteinlaß-Filterboden Lufteinlaßöffnungen auf, und zwar in öffnungen der im Filterboden eingebauten Tauch-Form von Schlitzen oder kalibrierten, d. h. bestimmte, 65 rohre.

genau eingehaltene Abmessungen aufweisenden Boh- Der obere Teil des Zuführungskanals für die

rangen. Spülluft weist während des Spülbetriebes ein erstes, ·

Wird nun in den Sammelraum Spülluft eingeführt, unteres Luftpolster auf, welches nach unten auf der

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Höhe der Lufteinlaßöffnungen der Tauchrohre des großem Einfluß auf den ordnungsgemäßen Ablauf

Zuführungskanals.durch eine freie Wasseroberfläche des Vorganges sein.

begrenzt ist, wobei die in den Kanal eingeblasene Weitere Merkmale ergeben sich an Hand der

Spülluft durch die über die Länge des Kanals ver- Zeichnungen und der nachfolgenden Beschreibung

teilten Tauchrohre in ein zweites, oberes Luftpolster 5 eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfin-

entweicht, welch letzteres rnittels der in den Filter- dung.

düsen eingebauten Tauchrohre aufrechterhalten wird, Fig. 1 ist ein schematisch dargestellter Längs-

die das direkt in den Sammelraum eingeführte Spül- schnitt durch die für die Kennzeichnung einer erfin-

wasser mit der durch ihre Lufteinlaßöffnungen aus dungsgemäßen Filteranlage wichtigen Teile eines

dem oberen Luftpolster abgeleiteten Spülluft mischen io Filterfeldes gemäß I-I in Fig. 2 während des Rück-

und das Gemisch durch die Filterdüsen in die unter- spül Vorganges;

sten Schichten der Filtermasse weiterleiten. Fig. 2 ist ein entsprechender Querschnitt durch

Durch Einfügen eines unteren Luftpolsters in der das Filterfeld gemäß H-II in F i g. 1.
erfindungsgemäßen Filteranlage wird der breite und 1 bezeichnet die Stirnwand, 2 die Seitenwand eines kräftige Strom der Spülluft in eine der Zahl der dem 15 Filterfeldes in einer erfindungsgemäßen Filteranlage. unteren Polster zugeordneten Tauchrohre entspre- Das im Filterbassin befindliche Rohwasser 3 sickert chende Anzahl kleiner Teilströme aufgeteilt, deren während des Filterbetriebes durch die Filtermasse 4, Strömungsgeschwindigkeit gegenüber dem Haupt- die aus einem Sandbett mit vorgeschriebener Kornstrom zudem durch die Wahl der entsprechenden größe besteht, nach unten. In den Filterboden 5 einAnzahl Tauchrohre und deren Abmessungen nach 20 gebaute Filterdüsen 6 sammeln das mit den untersten Belieben herabgesetzt werden kann. Schichten der Filtermasse anfallende gereinigte

Da die oberen Enden der Tauchrohre des Zu- Wasser und leiten es in den. unter dem Filterfeld führungskanals, d. h. deren Luftaustrittsöffnungen, befindlichen Sammelraum für Reinwasser 9. Die höher liegen als die Lufteinlaßöffnungen der im Filterdüsen 6 sind mit Tauchrohren 7 ausgerüstet, Filterboden eingebauten Taüchrohre, kann die Spül- 25 welche kalibrierte, d. h. in ihren Abmessungen sehr luft, sobald das obere Luftpolster gebildet ist, direkt genau ausgeführte Lufteinlaßöffnungen 8 aufweisen, und ohne mit dem im Sammelraum befindlichen Wird Spülluft in-den Sammelraum eingeblasen, so Wasser in Berührung zu geraten, aus dem unteren sammelt sie sich unter dem Filterboden, unter Verin das obere Luftpolster übertreten. Die die untere drängung eines entsprechenden Wasservolumens, und Begrenzung des oberen Luftpolsters bildende Wasser- 3° läßt die Oberfläche des Reinwassers 10 bis auf die oberfläche wird nicht mehr durch die eingeblasene Höhe der Lufteinlaßöffnungen 8 der Düsentauch-Luft bewegt, und die Spülluft .verteilt sich gleich- rohre absinken, wobei weiter zugeführte Spülluft mäßig und in stetigem Strom auf alle Lufteinlaß- durch diese Öffnungen und die Düsen in die unterÖffnungen der Düsentauchrohre. Der ganze Rück- sten Schichten der Filtermasse entweicht,
spülvorgang wird stabilisiert, und auch die Einhaltung 35 Wird zusätzlich zur SpüÜuft mit Hilfe nicht dargeeines genauen Mischungsverhältnisses von Spülluft stellter Zuleitungen und Reguliervorrichtungen auch und Spülwasser bereitet keine Schwierigkeiten mehr. Spülwasser unter Druck in den Sammelraum einge-Vor allem treten auch während des Beginns der führt, so steigt dieses ebenfalls durch die Düsentauch-Rückspülung keine örtlichen Unstabilitäten auf, die rohre in die Filtermasse hinauf und vermischt sich als eine der Ursachen für die Bildung von 4° mit der durch die Lufteinlaßöffnungen aufg'eriomme-Schwemmtrichtern . in der Filtermasse betrachtet nen Spülluft. Das durchschnittliche Mischungsverwerden, hältnis Wasser/Luft kann durch eine entsprechende

Bei einer bevorzugten Ausführungsform besteht Einstellung der Regulierorgane in den Zuleitungen der Zuführungskanal für Druckluft aus einem Rohr, für Luft und Wasser mit guter Genauigkeit auf den das mit Tauchrohren bestückt ist, die schlitzförmige 45 durch das Rückspülprogramm vorgeschriebenen Lufteinlaßöffnungen aufweisen. Dadurch wird die Wert gebracht werden. Die Spülluft für die¹ RückEinstellung der Lufteinlaßschlitze in ihrer Höhe stark spülung wird, um den Druck der über den Lufteinlaß vereinfacht, indem die Tauchrohre beim Einbau ein- stehenden Wassersäule zu überwinden, in Form von geführt werden können, bis sie mit ihrem unteren Druckluft über ein Absperr- und Regulierorgan von Ende an der gegenüberliegenden, unteren Innenwand 5° einer Verteilleitung 11 her zugeführt. Sie fließt durch des Rohres anstehen. den die Erfindung kennzeichnenden, mit Tauch-

Bei einer weiteren Ausführungsform der erfin- rohren bestückten Zuführungskanal, der sich im dungsgemäßen Filteranlage weisen die im Zuleitungs- vorliegenden Ausführungsbeispiel in der Gestalt kanal eingesetzten Tauchrohre unterschiedliche Strö^ eines in der Mittelachse des Filterfeldes geführten mungswiderstände auf. Um die gleichmäßige Ver- 55 Rohres 12 über die ganze Länge des Filterfeldes teilung des Spülluftstromes auf alle Tauchrohre des erstreckt. An der Oberseite des Zuführungsrohres 12 Zuleitungskanals sicherzustellen, können vorteilhafter- sind in regelmäßigen Abständen Tauchrohre 13 einweise in den Tauchrohren Vorrichtungen angebracht gesetzt, deren oberes Ende 16 höher liegt als die sein, mit deren Hilfe der den Spülluftstrom begren- Lufteinlaßöffnungen 8 der Düsentauchrohre 7, und zende Strömungswiderstand individuell eingestellt, 60 somit in das obere Luftpolster, über den Wasserbeispielsweise erhöht werden kann. Diese Vorrich- spiegel 10 hinaufragen. Wird Spülluft in das Zutungen können beliebiger, an sich bekannter Art sein führungsrohr eingeblasen, so sammelt sie sich zu- und z. B. aus Blenden, Regulierhahnen, Querschnitts- nächst in dessen oberem Teil unter Verdrängung des Verengungen od. dgl. bestehen. Tauchrohre, die während des Filterbetriebes darin befindlichen Wasr unterschiedliche Strömungswiderstände aufweisen, 65 sers und bildet das untere Luftpolster 17, aus dem können vor allem in den ersten Augenblicken bei sie, sobald das für den Wasserspiegel vorgesehene Beginn des Rückspülvorganges, wenn sich das obere Niveau 15 erreicht ist, durch die im unteren Ende Luftpolster .noch nicht fertig gebildet hat, von der Tauchrohre 13 angebrachten Lufteinlaßschlitze

14 in das obere Luftpolster entweicht. Bei dieser Anordnung tritt die Spülluft während des Rückspulens stabilisiert, d. h. ohne unzulässige Wirbelungen oder Luftblasen im Wasserspiegel 10 zu bilden, aus der Verteilleitung 11 über das Zuführungsrohr 12 und dessen Tauchrohre 13, durch das obere Luftpolster und die Düsentauchrohre 7, gleichmäßig verteilt in die unteren Schichten der Filtermasse 4 ein.

Nach .Beendigung des Rückspülvorganges muß, bevor der normale Filterbetrieb wieder aufgenommen werden kann, alle Spülluft aus der Anlage entfernt werden, um die Filterwirkung und den Durchflußwiderstand durch die Filtermasse nicht zu beeinträchtigen. Dies wird erreicht, indem zuerst das Absperrorgan in der Spülluftzuleitung 11' geschlossen wird, wobei während einiger Zeit weiter mit reinem Spülwasser nachgespült wird. Infolge des Druckes, unter dem das Spülwasser eingeführt wird, entweicht die in den beiden Luftpolstern gefangene Luft durch kleine, an der Oberseite des Zuführungskanals oder ao in dessen Tauchrohren angebrachte, nicht dargestellte öffnungen. Desgleichen wird auch die Luft des oberen Luftpolsters, durch entsprechende feine Kanäle in den Filterdüsen, in den über dem Filterboden gelegenen Filterraiim verdrängt. Sobald keine as Luftblasen mehr aus dem Rohwasser 3 aufsteigen, ist die Anlage wieder für die Wiederaufnahme des Filterbetriebes bereit.

Die Gestaltung der erfindungsgemäßen Filteranlage ist nicht auf das beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt, vielmehr können beispielsweise die Tauchrohre des Zuführungskanals statt der oberen Rohröffnungen seitlich in ihrer Wand angebrachte Luftaustrittsöffnungen aufweisen. Ferner können die Tauchrohre bei einer solchen Ausführungsart an ihrem oberen Ende, d. h. über den Luftaustrittsöffnungen, geschlossen sein. Dabei strömt der aus dem Tauchrohr austretende Luftstrahl in horizontaler Richtung und bewegt die Wasseroberfläche nicht. Mit Hilfe von über die Austrittsschlitze der Tauchrohre gestreiften, verschiebbaren, rohrförmigen Hülsen kann der Durchströmungswiderstand auf einfache Weise auf den gewünschten Wert eingestellt werden. Schließlich können die oberen Enden der Kanaltauchrohre unmittelbar an die Unterseite des Filterbodens anstehend angeordnet sein, um die Nivellierung der Luftaustrittsöffnungen zu erleichtern und die vertikale Ausdehnung des Luftpolsters zu verringern.

An Stelle eines einzigen Spülluft-Zuführungskanals können in einem Filterfeld mehrere derartige Kanäle angeordnet sein. Ferner kann sich ein Kanal in mehrere Teilkanäle aufzweigen. Der Zuleitungskanal kann einen beliebig geformten Querschnitt aufweisen und an Stelle eines geschlossenen Rohres aus einer nach unten gekehrten offenen, im Querschnitt beispielsweise U- oder V-förmigen Rinne bestehen, da , zwischen dem Kanal-Innern und dem Sammelraum kein merkbarer dauernder Druckunterschied besteht. Die nach oben drängende Spülluft sammelt sich bei einer solchen Ausführung in den obersten Teilen der Zuführungsrinne und bildet wie beim rohrförmigen Kanal ein Luftpolster, aus dem die Luft durch die Tauchrohre entweicht.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Rückspülbare Fijteranlage zum Reinigen von Wasser, die wenigstens ein Filterfeld umfaßt, welches einen mit Filterdüsen bestückten Filter- ζ\ boden aufweist, der eine Schicht von körniger ' Filtermasse trägt und unter dem sich ein Sammelraum für das gereinigte Wasser befindet, mit einer Rückspülvorrichtung zur periodischen Reinigung der Filtermasse mit Hilfe von Druckluft und Druckwasser, dadurch gekennzeichnet, daß im Sammelraum (9) ein während des Filterbetriebes wie dieser vollständig mit Wasser gefüllter Zuführungskanal (12) für die Spülluft eingebaut ist, der an seiner Oberseite in Abständen in das Kanalinnere ragende Tauchrohre

(13) aufweist, deren Luftaustrittsöffnungen (16) höher liegen als die Lufteinlaßöffnungen (8) der im Filterboden (5) eingebauten Tauchrohre (7).

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2. Filteranlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die im Zuleitungskanal (12) eingesetzten Tauchrohre (13) unterschiedliche Strömungswiderstände aufweisen.

3. Filteranlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zuführungskanal aus einem Rohr (12) besteht und mit Tauchrohren (13) bestückt ist, die schlitzförmige Lufteinlaßöffnungen C

(14) aufweisen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen