DE1815136A1

DE1815136A1 - Filtrier- und Adsorptionsvorrichtung

Info

Publication number: DE1815136A1
Application number: DE19681815136
Authority: DE
Inventors: Guenter Derenk; Alfred Kratz; Wisfeld Dr Werner
Original assignee: Metallgesellschaft AG
Current assignee: GEA Group AG
Priority date: 1968-12-17
Filing date: 1968-12-17
Publication date: 1970-07-02
Also published as: GB1271007A; FR2026364A1

Description

METAllGESELLSCHAFT Frankfurt/Main, den 16.12.1968 Aktiengesellschaft -DrEu/HSz-Nr. 6086 IW

Filtrier- und Adsorptionsvorrichtung

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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Filtrier- und Adsorptionsvorrichtung, die zur Entfernung von Trübstoffen und gelösten adsorbierbaren Verunreinigungen aus Flüssigkeiten, insbesondere aus Wässern, dient.

Zur Entfernung von Trübstoffen ist es bekannt (DAS 1 125 889), in einem Filter zwei verschiedene, körnige Filtermaterialien unmittelbar übereinander zu schichten. Die Filtermaterialien sind dabei derart beschaffen, daß in der Filtriervorrichtung von oben nach unten die Sinkgeschwindigkeit, d. h. das spezifische Gewicht der Materialien, größer, aber die Körnung kleiner wird. Es soll also im oberen Teil der Filterschicht ein grobes, aber spezifisch leichtes, in der unteren Schicht ein feines, jedoch spezifisch schwereres Material verwendet werden.

Zur Entfernung von adsorbierbaren Verunreinigungen ist es bekannt, eine Flüssigkeit durch eine Aktivkohleschicht zu leiten.

Nach der vorliegenden Erfindung werden die Filtrationsstufe und die Adsorptionsstufe zu einer baulichen Einheit so zusammengefaßt, daß die Filtrationsstufe unabhängig von der Aktivkohleschicht der Adsorptions stufe rüokgespült werden kann·.

Die Erfindung betrifft eine Filtrier- und Adsorptionsvorrichtung zur Entfernung von Trübstoffen und gelösten adsorbierbaren Verunreinigungen aus Flüssigkeiten, bestehend aus einem Behälter mit Zu- und Ableistungen für die Flüssigkeiten.

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Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß im unteren Teil des Behälters eine Aktivkohleschicht und darüber, durch eine Flüssigkeit durchlässige Unterlage getrennt, eine Mehrstoffschicht angeordnet sind, wobei die Mehrstoffschicht aus einer oberen Aktivkohleschicht und einer unteren Schicht eines körnigen Materials mit größerer Sinkgeschwindigkeit besteht und wobei die durchschnittliche Korngröße der unteren Schicht kleiner ist als die durchschnittliche Korngröße der oberen Aktivkohleschicht und daß die obere Aktivkohleschicht und die untere Schicht aus körnigem Material zum Teil gleiche Korngröße besitzen und daß unterhalb der flüssigkeitsdurchlässigen Unterlage eine Flüssigkeitszuleitung in den Behälter mündet, Es kann in manchen Fällen zweckmäßig sein, in der oberen, der Filtration dienenden Mehrstoffschicht, zwischen der oberen Aktivkohleschicht und der unteren Schicht körnigen Materials eine weitere Schicht körnigen Materials anzuordnen, deren Sinkgeschwindigkeit und durchschnittliche Korngröße zwischen den Sinkgeschwindigkeiten und durchschnittlichen Korngrößen der beiden benachbarten Schichten liegen, wobei einander benachbarte Schichten zum Teil gleiche Korngrößen aufweisen.

Durch die Anordnung der Filtrations- und Adsorptionsstufe in einem Behälter wird eine außerordentlich einfache, kompakte und raumsparende Bauweise erzielt. Die gesonderte Möglichkeit der Rückspülung der zur Filtration benutzten Mährstoffschicht ' gestattet es, die für die Adsorption verwendete "Aktivkohleschicht, die im unteren Teil des Behälters angeordnet ist, in ihrem Aufbau während der Rückspülung der oberen Filterschicht möglichst wenig zu stören, wodurch eine optimale adsorptive ι Wirksamkeit der unteren Aktivkohleschicht gewährleistet wird.

Die Filtrationsstufe besteht aus einer Mehrstoffschicht, die sich aus zwei oder drei getrennten Filterschichten zusammensetzt, von denen die oberste Schicht aus Aktivkohle besteht.

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Die Sinkgeschwindigkeiten der Schichtmaterialien der Mehrstoffschicht nehmen von oben nach unten zu und die durchschnittlichen Korngrößen der Materialien in den einzelnen Schichten nehmen von oben nach unten ab. Die Korngrößen der Materialien in den Schichten der Mehrst off schicht sind weiterhin so gewählt, daß benachbarte Schichten zum Teil Teilchen gleicher Korngröße enthalten. Durch diesen Aufbau der Filtrationsstufe ergibt sich überraschenderweise eine wesentliche Verbesserung der PiIterleistung gegenüber den bisher bekannten Filteranordnungen mit verschiedenartigen Filtermaterialien. Setzt sich die Mehrstoffschicht aus einer oberen Aktivkohleschicht und einer unteren Schicht eines anderen körnigen Materials zusammen, dann wird SE für die untere Schicht im allgemeinen Kies verwendet. Wenn die Körnung der oberen Aktivkohleschicht z. B. 0,5 bis 3 mm beträgt, dann kann als untere Schicht Kies in einer Körnung von 0,8 bis 1,5 mm verwendet werden. Die beiden Schichten der Mehrstoffschicht sollen mindestens 10 ^, vorzugsweise aber mehr als 20 #, Kornteilchen gleicher Größe enthalten.

In vielen Fällen kann es zur Anpassung an die besonderen Filtriereigenschaften der zu filtrierenden Flüssigkeit zweckmäßig sein, zwischen der oberen Aktivkohleschicht und der unteren Schicht eine weitere Schicht körnigen Materials anzuordnen, dessen Sinkgeschwindigkeit zwischen den Sinkgeschwindigkeiten der Aktivkohle der oberen Schicht und des Materials dei* unteren-Schicht liegt, und dessen mittlere Korngröße zwischen den mittleren Korngrößen der oberen Aktivkohle schicht und des Maiarials der unteren Schicht liegt und wobei die jeweils benachbarten Schichten Kornteilchen zum Teil gleicher Größe enthalten. Auch bei einem Schichtaufbau der Mehrstoffschicht aus drei verschiedenen Schichten enthalten die benachbarten Schichten zweckmäßigerweise mindestens 10 fo, vorzugsweise jedoch mehr als 20 $, Kornteilchen gleicher Größe. Als mittlere Schicht der Mehrstoff-

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schicht kann beispielsweise gekörnter Anthrazit verwendet werden. Beispielsweise kann eine Mehrstoffschicht, die sich aus drei verschiedenen Schichten gekörnten Materials zusam-_: mensetzt, wie folgt aufgebaut sein: Zuoberst eine 50 om hohe Aktivkohleschicht mit einer Körnung von 2,5 bis 4· mm, eine mittlere 50 cm hohe Schicht Anthrazit mit einer Körnung von 1 bis 3 mm und eine untere 50 cm hohe Schicht Quarzkies mit einer Körnung von 0,8 bis 1,5 mm.

Die Mehrstoffschicht ist auf einer geeigneten flüssigkeitsdurchlässigen Unterlage angeordnet. Eine solche flüssigkeitsdurchlässige Unterlage kann z. B. aus einem Schlitzoder Filterdüsenboden bestehen. Unterhalb dieser flüssigkeitsdurchlässigen Unterlage befindet sich die Aktivkohleschicht für die Adsorption. Anhand der beispielsweisen und schematischen Figur wird die Erfindung weiter erläutert.

Die Vorrichtung besteht aus dem zylindrischen Gehäuse 1, das oben und unten mit den zweckmäßigerweise gewölbten Deckeln 2 und 3 verschlossen ist. Auf einer geeigneten flüssigkeitsdurchlässigen Unterlage 4, z. B. einem Düsenboden, ist die Mehrstoffschient, bestehend aus den beiden Kornschichten 7 und 8, gelagert. Die Kornschicht 8 besteht aus Aktivkohle. Sie liegt unmittelbar über die Kornschicht Im unteren Teil des Behälters 1 ist ebenfalls eine flüssigkeitsdurchlässige Unterlage 5 angeordnet, auf der sich die Aktivkohleschicht 6 für die Adsorption befindet. Die zu behandelnde Flüssigkeit wird durch die Leitung 9 zugeleitet und im Raum 11 auf die Oberfläche der Schicht 8"gleichmäßig verteilt. Die Flüssigkeit durchströmt zunächst die Aktivkohleschicht 8 und anschließend die Schicht 7. Die Flüssigkeit gelangt dann durch die flüssigkeitsdurchlässige Unterlage 4 in den Raum 12 und durchströmt dann die Aktivkohleschicht von oben nach unten. Sie dringt durch die flüssigkeitsdurchlässige Unterlage 5 und sammelt sich im Raum 13, aus dem sie durch die Ableitung 10 entnommen wird.

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Die Schichthöhe der für die Adsorption verwendeten Aktivkohle 6 beträgt etwa 1 m, vorzugsweise jedoch 1,50 bis 2 m. Die Schichthöhe der Mehrstoffschicht auf der flüssigkeitsdurchlässigen Unterlage 4 kann ebenfalls 1 m betragen. Vorzugsweise wird auch diese Schichthöhe zu 1,50 bis 2 m gewählt.

Wenn nach einer gewissen Filterlaufzeit eine Rückspülung der oberen Mehrstoffschicht erforderlich ist, wird die Rückspülflüssigkeit durch die Zuleitung 14 in den Raum 12 unterhalb d,er flüssigk'eitsdurchlässigen Unterlage 4 zugeleitet. Die für die Rückspülung benutzte Flüssigkeit durchströmt dann die flüssigkeitsdurchlässige Unterlage 4 von unten nach oben und durchdringt die Mehrstoffschicht ebenfalls von unten nach oben und wird über die Leitung 9 abgeleitet. Während des Rückspülvorganges ist ein in der Ableitung 10 befindliches Ventil geschlossen, so daß keine Rückspülflüssigkeit durch die untere Aktivkohleschicht 6 strömt.

Am .binde der Rückspülung trennen sich die Schichten 8 .und der Mehrstoffschicht wieder gut gegeneinander ab. Dadurch werden für die Filtration wieder günstige Bedingungen geschaffen.

Wie bereits erwähnt, kann zwischen den Schichten 7 und 8 auch noch eine weitere Schicht eines körnigen Materials angeordnet werden, dessen Sinkgeschwindigkeit zwischen der Sinkgeschwindigkeit der Aktivkohle der Schicht 8 und der Sinkgeschwindigkeit der körnigen Schicht 7 liegt. Die durchschnittliche Korngröße dieser mittleren Schicht liegt zwischen den durchschnittlichen Korngrößen der Schidten 7 und 8. Die Korngrößen sind weiterhin so gewählt, daß benachbarte Schichten 10, vorzugsweise mehr als 20 $, Kornteilchen gleicher Größe aufweisen.

Sofern eine Rückspülung der unteren Aktivkohleschicht 6 überhaupt erforderlich ist, findet eine solche Rückspülung

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nur in größeren Zeitabständen und auf jeden Pail viel
seltener als eine Rückspülung der Mehrstoffsohlcht statt. Zur Rückspülung der unteren Aktivkohleschicht wird die
Rückspülflüssigkeit durch die Leitung 10 in die Vorrichtung 1 eingeleitet und durchströmt den läuterboden 5 und die Aktivkohleschicht 6 von unten nach oben und wird durch die Leitung 14 aus der Vorrichtung abgeleitet.

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Claims

- 7 Patentansprüche

}) Filtrier- und Adsorptionsvorrichtung zur Entfernung von Trübstoffen und gelösten adsorbierbaren Verunreinigungen aus Flüssigkeiten, bestehend aus einem Behälter mit Zu- und Ableitungen für die Flüssigkeiten, dadurch gekennzeichnet, daß im unteren Teil eines Behälters eine Aktivkohleschicht und darüber, durch eine flüssigkeitsdurchlassige Unterlage getrennt, eine MehrstOffschicht angeordnet sind, wobei die Mehrstoffschicht aus einer oberen Aktivkohleschicht und einer unteren Schicht eines körnigen Materials mit größerer Sinkgeschwindigkeit besteht, daß die durchschnittliche Korngröße der unteren Schicht kleiner ist als die durchschnittliche Korngröße der oberen Aktivkohleschicht, und daß die obere Aktivkohleschicht und die untere Schicht aus körnigem Material zum Teil gleiche Korngröße besitzen und daß unterhalb der flüssigkeitsdurchlässigen Unterlage eine Flüssigkeitszuleitung in den Behälter mündet.
2) Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der oberen Mehrstoffschicht zwischen der oberen Aktivkohleschicht und der unteren Schicht körnigen Materials eine weitere Schicht körnigen Materials angeordnet ist, deren Sinkgeschwindigkeit und durchschnittliche" Korngröße zwischen den Sinkgeschwindigkeiten und durchschnittlichen Korngrößen der beiden benachbarten Schichten liegen und daß die einander benachbarten Schichten zum Teil gleiche Korngrößen aufweisen.
3) Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß benachbarte Schichten in der Mehrstoffschicht mindestens 10 % Kornteilchen gleicher Größe enthalten.
4) Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3_f dadurch gekennzeichnet, daß benachbarte Schichten der Mehrstoffschicht mehr als 20 $> Kornteilchen gleicher Größe enthalten.

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5) Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 41 dadurch gekennzeichnet, daß die untere Aktivkohleschicht 1 m, vorzugsweise 1,50 bis 2 m, hoch ist.
6) Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichthöhe der Mehrstoffschicht 1 m, vorzugsweise 1,50 bis 2 m, beträgt.

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