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Filter zur Reinigung von Plüssigkeiten Die Erfindung betrifft ein
Filter zur Reinigung von gegebenenfalls mit Koaguliermitteln zu behandelnden Flüssigkeiten
Es sind Pilteranlagen bekannt, bei denen fUr das Filterbett Sandbetten gegebenenfalls
in Verbindung mit Anthrazit- oder Kokssiichten u.dgl. Verwendung finden. Solch Filteranlagen
sind Jedoch zu schwer und darüberhinaus sind zu ihrer Auswaschung verhältnismäßig
große Mengen von Druckwasser, manchmal in Vereinigung mit Druckluft, erforderlich.
Dabei wird die zu reinigende Flüssigkeit neistens oberhalb des Filterbettes @ugeleitet.
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Es sind auch Filteranlagen mit der Zuleitung für die zu reinigende
Flüssigkeit unterhalb des Filterbettes bekannt, bei welchen das Auswaschen entgegen
der Filtrationsrichtung, also von oben nach unten erfolgt. Bei größeren Filtriergeschwindigkeiten
findet Jedoch eine Expansion des Bettes statt und somit tritt eine Verschlechterung
der Reinigungsfähigkeit des Filters ein. Derselbe nachteilige Effekt ergibt sich
ebenfalls
bei einem stärkeren Verschlämmen des Filterbettes. Ein
weitest Nachteil besteht darin, daß beim Auswaschen das Bett nicht expandieren kann,
so daß nur eine unvollständige Regeneration dieses Bettes erfolgt. Diese Nachteile
treten besonders stark bei der Vereinigung des Filters mit einer Vorrichtung zur
Reinigung von Flüssigkeiten mittels eines Kontakt-Schlammbettes auf.
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Die besagten Nachteile werden erfindungsgemäß dadurch beseitigt, daß
das Filterbett aus einem Material von geringerem spezifischer Gewicht als die zu
reinigende Flüssigkeit besteht, wie z,B. aus Körnern oder Fasern aus gelockerten
bzw. entlasteten Kunststoffen oder aus entlasteten Silikatmassen, wobei das Filterbett
unterhalb des Spiegels der Flüssigkeit untergetaucht gehalten wird und die Zuleitung
der zu reinigenden Flüssigkeit unterhalb und die Ableitung der filtrierten Flüssig.
keit oberhalb des Filterbettes angeordnet ist.
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Die vorteilhafte Auswirkung der erfindungsgemäßen Anordnung liegt
vor allem im Ersatz der bekannten Filtermassen durch schwebende oder schwimmende
und daher wesentlich leichtere Filtermaterialien, wie z. B. durch Körner aus halbschaumigeni
Polystyrol oder durch entlastete Faser-bz. Silikatmassen, die der Flüssigkeit gegenüber
indifferent sind und ein geringeres spezifisches Gewicht als 1,0 aufweisen, während
bei den üblichen Filtermassen dieses Gewicht gewöhnlich 1,6 bis 2,0 ist. Beim Filtrieren
in der Richtung von unten nach oben wird das Filtriervermögen weder durch einen
größeren Durchfluß noch durch ein Verschlämmen des Filters verschlechtert, da das
Filterbett sich nicht lockern kann. Beim Auswaschen des Filters in der entgegengesetzten
Richtung von oben nach unten lockern sich dagegen die einzelnen Teilchen d-er schwebenden
oder schwimmenden Bettfüllul
bei gleichzeitiger Freisetzung der
im Filterbett aufgefangenen Verunreinigungen. Wenn der Spiegel der FlUssigkeit unter
das Niveau eines Gitters oder einer sonstigen Haltevorrichtung des Filterbettes
zu liegen kommt, findet eine vollständige Lockerung der Teilchen des Filterbettes
statt. In diesem Zustand kann alsdann das Filterbett durch die Zuleitung von Druckflüssigkeit,
z. B. mittels eines in den Raum dicht unterhalb des Filterbettes eingeführten, gelochten
Rohres gereinigt werden. Bei einer weiter fortschreitenden Senkung des Spiegels
sinkt die gesamte schwebende oder schwimmende Füllung des Filterbettes unter gleichzeitigem,
intensiven Auswaschen mittels der aus den Offnungen des gelochten Rohres austretenden
Druckflüssigkeit.
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Beim Auswaschen der Füllung des Filterbettes entstanden bislang Verluste
an der gereinigten Flüssigkeit, die in den Wasserwerken etwa 2 bis 3 % der gesamten
Leistung der Anlage betragen. Die erfindungsgemäße Anordnung ermöglicht es ferner,
den Betrieb des Filters Je nach dem ansteigenden Druckverlust in der Füllung des
Filterbettes zu automatisieren. Mit ansteigendem hydraulischen ueberdruck im Raum
unterhalb des Filterbettes, der mit dem Verschlämmen der Füung ansteigt, wird z.B.
mittels einer Schwimmvorrichtung ein Abfluß im Schlammraum oder oberhalb desselben
geöffnet. Mit einem derart hervorgerufenen stoßartigen Rückfluß der Flüssigkeit
in der Filteranlage wird das Filterbett automatisch gereinigt. Wenn der Abfluß oberhalb
des Schla mraums angeordnet ist, übernimmt der Schlammraum die Rolle eines Schlammverdickers
und der Schlamm wird Je nach Bedarf abgelassen.
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Mit der Anordnung gemäß der Erfindung können sämtliche bislang angewandten
Wasserreinigungsanlagen vervollkommnet werden, seien es z.B. Sedimentationsanlagen
oder die mit einem Kontakt-Schlammbett arbeitenden Anlagen, wenn in ihrem Oberteil
ein einfaches, erfindungsgemäßes Filter angeordnet wird. Dadurch
wird
nicht nur das Reinigungsvermögen des Filters erhöht, sondern auch die Regeneration
des Filterbettes den bislang bekannten Anlagen gegenüber verbessert.
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Im Nachfolgenden sind zwei in der Zeichnung dargestellte Ausführur
beispiele näher beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 ein zweistufiges Filter mit rechteckigem
Grundriss und Fig. 2 ein einfaches Filter mit rundem Grundriss.
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Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, besteht das zweistufige Filter aus
zwei Becken 1,2 mit rechteckigem Grundriß, die nach oben offen sind und unten mit
einem Schlammraum in pyramidenförmigen, mit Ablaßstutzen 5,6 versehenen Böden 3,4
abgeschlossen sind. Die Filterbetten 7,8 werden mechanisch gegen den Auftrieb der
Flüssigkeit mit Haltesieben 9,10 festgehalten, die mittels Hilfe von Gittern 11,12
vereteift sind. Das Becken 1 ist im oberen Teil mit einem Eintrittsstutzen 13 für
die Zuleitung der zu reinigenden Flüssigkeit hinter einer Trennwand 14 vorgssehen.
Die UberleitX der zu reinigenden Flüssigkeit aus dem Becken 1 in das Becken 2 besorgt
eine Uberfallkante 15 hinter einer Trennwand 16. Zur Ableitung der gereinigten Flüssigkeit
aus dem Becken 2 dient ein Ablaufstutzen 17 oberhalb des Filterbettes 8. Unterhalb
der Filterbetten 7,8 in deren Betriebsanlagen sind gelochte Röhren 18,19 für die
Zuleitung von unter Druck stehender Waschflüßeigkeit eingeführt. In den Raum unterhalb
der Filterbetten 7,8 sind ferner Abflußröhren 20,21 für den stoßartigen Abfluß der
verunreinigten Flüssigkeit eingeführt.
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Nach Fig. 2 weist das Filter ein zylindrisches Becken 22 auf, das
nach oben offen steht und unten mit einem Schlammraum in einem kegeligen, mit Ablaßstutzen
24 versehenen Boden 23 abgeschlossen
ist, Ein Filterbett 25 wird
gegen den Auftrieb mit Hilfe eines Haltesiebs 26 festgehalten, das mit einem Gitter
27 versteift ist. Die Zuleitung der zu reinigenden Flüssigkeit erDlgt vorteilhaft
tangential durch einen Eintrittsstutzen 28 im unteren Teil des zylindrischen Beckens
22. Dieser Eintrittsstutzen 28 ist hinter einer zylindrischen, koaxial im zylindrischen
Becken 22 gelagerten und unter das Filterbett 25 derart ragenden Trennwand 29 vorgesehen,
daß die zugeleitete Flüssigkeit einen freien Durchgang zwischen dem unteren Rande
der zylindrischen Trennwand 29 und der unteren Stirnwand des Filterbettes 25 findet.
Zur Ableitung der gereinigten Flüssigkeit ist am Becken 22 ein Ablaufatutzen 30
oberhalb des Filterbettes 25 angebracht. Eine gelochte, unter das Filterbett 25
eingeführte Röhre 31 dient zur Einleitung der unter Druclpetehenden Waschflüssigkeit.
In den Raum unterhalb des Filterbettes 25 ist ferner eine Ableitung 32 für den stoßartigen
Abzug der verunreinigten Flüssigkeit eingeführt.
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Die Filteranlage nach Fig. 1 arbeitet wie folgt Die zu reinigende
Flüssigkeit, die in das Becken 1 durch den Eintrittsstutzen 13 hinter der trennwand
14 eingeleitet wird, passiert das Filterbett 7 in der Richtung von unten nach oben.
Im unteren Teil des Filterbettes 7 werden die suspendierten Teilchen aufgefangen
und zusammengeballt, die alsdann durch Si-gengesicht in den, im pyramidenförmigen
Boden 3 vorgesehenen Schlaxmwaum hinabillen. Nachdem die zu reinigende Flüssigkeit
das Filterbett 7 passierte, gelangt sie über die Überfallkante 15 hinter der Trennwand
16 in das Becken 2, das sie unter dem Filterbett 7 erreicht. Nachdem sie das Filterbett
8 passiert hat, wird die gereinigte Flüssigkeit durch den Stutzen 17 aus des Filter
hinausgeleitet. Die ii Unterteil des Pilterbettes 8 aurgefangenen, zusaimengeballten
Verunreinigungen fallen durch
Eigengewicht in den Schlammraum im
pyramidenförmigen Boden 4 des Beckens 2. Der Schlamm setzt sich in den pyramidenförmigen
Böden 3,4 der Becken 1,2 ab und wird von hier aus durch Schlammstutzen 5,6 abgelassen.
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Wenn der Schlamm entfewt wird, sinkt der Flüssigkeitsspiegel in den
Becken 1, 2 und die Teilchen des Filterbettes 7,8 werden gelockert. Durch den Rückfluß
der Flüssigkeit werden die Schlammteilchen von der Filterfüllung 7,8 abgetrennt
und fallen in den Schlammraum in den pyramidenförmigen Böden 3,4. Wenn die Spiegel
abgesenkt sind, werden die Filterbetten 7,8 Je nach Bedarf durch das aus den gelochten
Röhren 18,19 austretende Druckwasser ausgewaschen. Eine solche Absenkung der Spiegel
wird auch durch stoßartiges Ablassen der verunreinigten Flüssigkeit durch die Abflußröhren
20,21 von Hand oder automatisch in Abhängigkeit vom Druckverlust in den Fi1rerbetten
7,8 hervorgerufen.
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Das Filter nach Fig. 2 arbeitet ganz ähnlich wie die in Fig. 1 veranschaulichte
Anlagen nur mit dem Untersthied, daß die zu reinigende Flüssigkeit durch den Stutzen
28 in den ringförmigen Raum zwischen der zylindrischen Trennwand 29 und dem Mantel
des zylindrischen Beckens 22 z.B. tangential zugeführt wird. Die zu reinigende Flüssigkeit
passiert das Filterbett 25 von unten nach oben und wird von der Oberfläche durch
den Ablaufstutzen 30 abgezogen. Im übrigen verläuft der Reinigungsprozess als auch
die Reinigung des Filterbettes 25 ganz ähnlich wie bei dem Filter nach Fig. 1.