DE19602154C2 - Filter method and filter device for drinking water - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Filterverfahren für Trinkwasser zum Filtern und gleichzeiti gen Rückspülen. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Filtervorrichtung für Trinkwas ser zum Filtern und gleichzeitigen Rückspülen, zur Durchführung des zuvor genann ten Filterverfahrens.The invention relates to a filtering method for drinking water for filtering and at the same time backwash. The invention further relates to a filter device for drinking water water for filtering and backwashing at the same time, to carry out the aforementioned filtering process.
Bevor den Verbrauchern Trinkwasser zugeführt wird, ist es regelmäßig erforderlich, dieses Wasser zunächst einer Filtrierung zu unterziehen. Vorliegend wird unter dem Begriff Filtrierung die mechanische Filtrierung, die Entsäuerung, die Adsorption und dergleichen verstanden, wobei dem Wasser bestimmte unerwünschte Stoffe entzogen werden. Dies erfolgt üblicherweise in Filteranlagen. In den Filteranlagen befindet sich ein für den jeweiligen Verwendungszweck geeignetes Filtermaterial, das üblicher weise körnig ist. Beim Durchlauf des Wassers durch das Filtermaterial lagern sich re gelmäßig Keime und Trübstoffe in den Zwischenräumen dieses Materials ab. Dabei können sich nach relativ kurzer Zeit Nester bilden, in denen sich Trübstoffe ansam meln oder eine Verkeimung stattfindet. Aus diesem Grunde ist es erforderlich, in be stimmten Abständen eine Rückspülung des Filtermaterials vorzunehmen. Hierbei wird das Filtermaterial dann in entgegengesetzter Richtung durchströmt, wobei es in der Regel zum vollständigen oder zumindest im wesentlichen vollständigen Ablösen der Nester kommt.Before drinking water is supplied to consumers, it is regularly necessary to subject this water to filtration first. This is under the The term filtration refers to mechanical filtration, deacidification, adsorption and understood the same, with certain undesirable substances removed from the water become. This is usually done in filter systems. Is located in the filter systems a filter material suitable for the respective purpose, the more common is grainy. When the water passes through the filter material, it is stored from germs and turbidities in the interstices of this material. there after a relatively short time, nests can form in which turbidity accumulates or germs take place. For this reason it is necessary to be in to backwash the filter material at appropriate intervals. Here will then flows through the filter material in the opposite direction, it in the Rule for completely or at least essentially completely removing the Nests are coming.
Aus der DE 44 09 192 C1 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zur gleichzeitigen Rückspülung und Entsäuerung von Trinkwasser bekannt, wobei das Wasser einem in eine Wasserversorgungsleitung geschalteten, Entsäuerungsmaterial aufweisenden Entsäuerungsbehälter über eine erste mit der Wasserversorgungsleitung verbundene Zuführleitung zugeführt wird, den Entsäuerungsbehälter in einer Richtung durch strömt und über eine erste Abflußleitung in die Wasserversorgungsleitung abströmt. Zur Rückspülung werden die erste Zuführleitung und die erste Abflußleitung abge sperrt und der Entsäuerungsbehälter wird in entgegengesetzter Richtung durch strömt. Dabei ist, um den konstruktiven Aufwand zu verringern und gegebenenfalls die Entsorgung des rückgespülten Wassers soweit wie möglich zu vermeiden, vorge sehen, daß zur Rückspülung Wasser über eine zweite mit der Wasserversorgungslei tung verbundene Zuführleitung dem Entsäuerungsbehälter zugeführt wird und den Entsäuerungsbehälter in entgegengesetzter Richtung durchströmt. DE 44 09 192 C1 describes a method and a device for simultaneous use Backwashing and deacidification of drinking water is known, the water in one a deaerating material connected to a water supply line Deacidification tank via a first connected to the water supply line Feed line is fed through the deacidification tank in one direction flows and flows through a first drain line into the water supply line. For backwashing, the first feed line and the first drain line are removed locks and the deacidification tank is in the opposite direction flows. It is to reduce the design effort and, if necessary Avoid the disposal of the backwashed water as much as possible see that for backwashing water over a second with the water supply company connected supply line is supplied to the deacidification tank and The deacidification tank flows in the opposite direction.
Bei diesem bekannten Verfahren wird in regelmäßigen, vergleichsweise kurzen Ab ständen die Strömungsrichtung gewechselt, so daß es erst gar nicht zur Bildung der vorgenannten Nester kommt. Dabei ist herausgefunden worden, daß der Trübstoff- bzw. Schadstoffanteil beim Rückspülen vergleichsweise gering ist, wenn der dem Rückspülen vorausgehende Entsäuerungs- bzw. Filtervorgang nicht zu lange dauert, wobei das rückgespülte Wasser mit diesem niedrigen Trübstoff bzw. Schadstoffanteil dann ohne weiteres dem Verbraucher zugeführt werden kann. Im Ergebnis bietet der vorgenannte Stand der Technik den Vorteil, daß mit einem einzigen Entsäuerungsbe hälter bei einem maschinell geringen Aufwand ein kontinuierlicher Betrieb gewährlei stet werden kann, wobei kein Wasserverlust beim Rückspülen auftritt, da das rückge spülte Wasser ohne weiteres wieder der Wasserversorgungsleitung und damit dem Verbraucher als Nutzwasser zugeführt werden kann.In this known method is in regular, comparatively short from the flow direction would be changed, so that it does not even form the aforementioned nests comes. It was found that the turbidity or pollutant content during backwashing is comparatively low if the Backwashing previous deacidification or filtering process does not take too long, the backwashed water with this low turbidity or pollutant content can then be easily supplied to the consumer. As a result, the The aforementioned prior art has the advantage that with a single deacidification continuous operation with little mechanical effort can be continued, with no water loss occurring during backwashing, since the backwash flushed water back to the water supply line without any problems Consumers can be supplied as process water.
Obwohl sich mit der aus der DE 44 09 192 C1 bekannten Vorrichtung bereits eine sehr gute Trinkwasserqualität erzielen läßt, ist es für manche Anwendungsfälle erfor derlich, die Wasserqualität und insbesondere den Trübstoffanteil im Wasser noch wei ter zu verringern.Although already with the device known from DE 44 09 192 C1 can achieve very good drinking water quality, it is required for some applications The water quality and in particular the amount of turbidity in the water still knows to decrease ter.
Aus der EP 0 452 042 A1 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Filtern von Wasser und Rückspülen bekannt, wobei zwei Filterbehälter vorgesehen sind. Die beiden Filterbehälter sind dabei derart verbunden, daß das in den Filterbehältern be findliche Filtermaterial stets von oben nach unten durchströmt wird. Zur Rückspü lung sind separate Rückspülleitungen und zwar für jeden Filterbehälter getrennt vor gesehen.EP 0 452 042 A1 describes a method and an apparatus for filtering Water and backwashing are known, two filter containers being provided. The two filter containers are connected such that the be in the filter containers sensitive filter material is always flowed through from top to bottom. For backwashing are separate backwash lines for each filter container seen.
Aus der BE 833 673, Referat aus Chemical Patents Index, Derwent Publications LTD, London, Ref. Nr. 14999 X/09, geht ein Aufbereitungsverfahren für Abwasser zum Abscheiden einerseits von Öl und andererseits von festen Verschmutzungen aus dem Abwasser hervor. Die dazu verwendete Anlage weist zwei Filterbehälter mit Filter material auf. Zwischen diesen beiden Filterbehältern befindet sich eine Aufberei tungseinrichtung, die horizontal durchströmt wird. Die Aufbereitungseinrichtung, die eine Vielzahl von schräggestellten Platten aufweist, dient zur Abscheidung einerseits des Öls und andererseits der festen Verschmutzungen im Abwasser. Das Öl steigt da bei über die schräggestellten Platten in den oberen Abzugsbereich der Filtereinrichtung auf, während die festen Partikel auf den Boden dieser Einrichtung fallen und dort abgezogen werden. Die sich zwischen den Filterbehältern befindende Aufbereitungseinrichtung stellt das Kernstück der bekannten Abwasser-Aufberei tungsanlage dar, da an dieser Stelle die Abscheidung bzw. Trennung des Öls und der festen Verschmutzungen erfolgt. Ohne die Aufbereitungseinrichtung funktioniert die bekannte Abwasserbehandlungsanlage nicht. Zu Reinigungszwecken, d. h. um die verschmutzten Filter zu reinigen, ist vorgesehen, die Strömungsrichtung des Abwas sers periodisch zu ändern.From BE 833 673, presentation from Chemical Patents Index, Derwent Publications LTD, London, Ref. No. 14999 X / 09, a treatment process for wastewater goes to Separation of oil on the one hand and solid contamination on the other hand Waste water. The system used for this has two filter containers with filters material on. A treatment plant is located between these two filter containers device that is flowed horizontally. The processing device, the has a large number of inclined plates, serves for separation on the one hand of oil and, on the other hand, solid contaminants in wastewater. The oil rises there with over the inclined plates in the upper extraction area of the filter device on while the solid particles fall to the bottom of this facility and be deducted there. The one between the filter containers Treatment facility is the centerpiece of the known wastewater treatment plant tion system, because at this point the separation or separation of the oil and the solid contamination occurs. It works without the processing device known wastewater treatment plant not. For cleaning purposes, i.e. H. to the It is intended to clean the dirty filter, the flow direction of the waste water sers to change periodically.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es nun, ein Filterverfahren für Trinkwasser zum Filtern und gleichzeitigen Rückspülen zur Verfügung zu stellen, mit dem sich eine sehr gute Trinkwasserqualität mit einem erheblich verringerten Trübstoffanteil erzielen läßt.The object of the present invention is now a filter method for drinking water for filtering and backwashing at the same time a very good drinking water quality with a significantly reduced amount of turbidity can be achieved.
Zur Lösung der vorgenannten Aufgabe wird ein Filterverfahren für Trinkwasser zum Filtern und gleichzeitigen Rückspülen vorgeschlagen, wobei das Wasser einem ersten ein erstes Filtermaterial enthaltenden Filterbehälter zugeführt wird und das erste Fil termaterial von unten nach oben durchströmt, wobei das Wasser vom oberen Bereich des ersten Filterbehälters über eine Strömungsverbindung dem oberen Bereich eines zweiten ein zweites Filtermaterial enthaltenden Filterbehälters zugeführt wird, das zweite Filtermaterial von oben nach unten durchströmt und abgeführt wird, wobei in regelmäßigen oder unregelmäßigen Abständen die Strömungsrichtung umgekehrt wird, wobei eine Anreicherung von Trübstoffen in den oberen Bereichen der beiden Filterbehälter und der Strömungsverbindung erzielt wird, und wobei nach Erreichen einer vorgegebenen Trübstoffkonzentration über wenigstens einen der oberen Berei che und/oder die Strömungsverbindung während des Filtrierens/Rückspülens konti nuierlich oder diskontinuierlich zumindest ein Teil des durchströmenden Wassers als Verlustwasser abgeführt wird, ohne daß eine zusätzliche Behandlungsstufe für das Wasser zwischen den ersten und dem zweiten Filterbehälter vorgesehen ist.To achieve the above object, a filter process for drinking water is used Filtering and simultaneous backwashing are suggested, the water being a first a first filter material containing filter container is fed and the first fil Term material flows through from bottom to top, with the water from the top of the first filter container via a flow connection to the upper area of a second filter container containing a second filter material is supplied, the second filter material flows from top to bottom and is discharged, wherein in the flow direction reversed at regular or irregular intervals being, with an accumulation of cloudy substances in the upper areas of the two Filter container and the flow connection is achieved, and after reaching a predetermined turbidity concentration over at least one of the upper areas surface and / or the flow connection during the filtering / backwashing nuously or discontinuously at least part of the water flowing through Loss water is removed without an additional treatment step for the Water is provided between the first and second filter containers.
Vorrichtungsgemäß ist die Filtervorrichtung versehen mit einem ersten ein erstes Fil termaterial enthaltenden Filterbehälter, mit einem zweiten eines zweites Filtermaterial enthaltenden Filterbehälter und mit einer Steuereinrichtung zum Umschalten der Strömungsrichtung des Wassers durch die Filterbehälter, wobei der erste Filterbehälter wenigstens eine erste Durchflußöffnung aufweist, wobei der obere Bereich des er sten Filterbehälters mit dem oberen Bereich des zweiten Filterbehälters über eine Strömungsverbindung verbunden ist, wobei der zweite Filterbehälter eine zweite Durchflußöffnung aufweist und wobei in wenigstens einem der oberen Bereiche und/oder an der Strömungsverbindung ein Wasserablaß zur Abführung zumindest ei nes Teils des durchströmenden Wassers als Verlustwasser vorgesehen ist, ohne daß eine zusätzliche Behandlungsstufe für das Wasser zwischen dem ersten und dem zweiten Filterbehälter vorgesehen ist.According to the device, the filter device is provided with a first and a first fil filter container containing termaterial, with a second or a second filter material containing filter container and with a control device for switching the Flow direction of the water through the filter container, the first filter container has at least a first flow opening, the upper region of the Most filter container with the upper area of the second filter container over a Flow connection is connected, wherein the second filter container is a second Has flow opening and in at least one of the upper regions and / or at the flow connection a water drain for removal at least one Part of the water flowing through is provided as waste water without an additional treatment stage for the water between the first and the second filter container is provided.
Daß bei dem erfindungsgemäßen Filterverfahren bzw. der erfindungsgemäßen Filter vorrichtung eine hervorragende Wasserqualität mit einem extrem geringen Trübstoff anteil erreicht wird, ergibt sich aus folgendem. Wird das erste Filtermaterial von unten nach oben durchströmt, kommt es zu einer Bewegung des ersten Filtermaterials, wo bei sich etwaige Nester im Filtermaterial lösen und in den oberen Bereich des ersten Filterbehälters geschwemmt werden. Vom oberen Bereich des ersten Filterbehälters gelangt das trübstoffhaltige Wasser über die Strömungsverbindung in den oberen Bereich des zweiten Filterbehälters, in dem sich bei der Strömungsrichtung des Was sers von oben nach unten die eigentliche Filtrationswirkung ergibt. Während das Wasser durch das Filtermaterial hindurchströmt, verbleiben die Trübstoffe im wesent lichen im oberen Bereich des zweiten Filterbehälters. Wird nun die Strömungsrich tung umgekehrt, so wird das im zweiten Filtermaterial des zweiten Filterbehälters be findliche Trübstoffmaterial nach oben hin in den oberen Bereich des zweiten Filter behälters ausgetragen und strömt anschließend in den oberen Bereich des ersten Fil terbehälters, wo wiederum die Filtrierwirkung des ersten Filtermaterials einsetzt. Durch regelmäßiges Umschalten der Strömungsrichtung ergibt sich eine Anreiche rung von trübstoffhaltigem Wasser in den oberen Bereichen der beiden Filterbehälter. Um ein Zusetzen der beiden Filterbehälter mit dem Trübstoff zu verhindern, wird nun in regelmäßigen oder unregelmäßigen Abständen und/oder kontinuierlich oder dis kontinuierlich Wasser, das eine sehr hohe Trübstoffkonzentration hat, aus den oberen Bereichen entnommen.That with the filter method according to the invention or the filter according to the invention device an excellent water quality with an extremely low turbidity share is reached follows from the following. Will the first filter material from below Flows upwards, there is a movement of the first filter material, where loosen any nests in the filter material and in the upper area of the first Filter container are washed up. From the top of the first filter canister the turbid water reaches the upper one via the flow connection Area of the second filter container in which the flow direction of the What the actual filtration effect from top to bottom. During that Water flows through the filter material, the turbidity remains essentially Lichen in the upper area of the second filter container. Now becomes the flow guide vice versa, it will be in the second filter material of the second filter container sensitive cloud material upwards in the upper area of the second filter container and then flows into the upper area of the first fil container, where the filtering action of the first filter material begins. Regular switching of the flow direction results in enrichment of turbid water in the upper areas of the two filter tanks. In order to prevent the two filter containers from becoming clogged with the turbid material, now at regular or irregular intervals and / or continuously or dis continuously water, which has a very high turbidity concentration, from the upper Areas.
Bei der Erfindung wird also gezielt zwischen zwei Filterbehältern eine Anreicherung von Trübstoffen vorgenommen, wobei das stark trübstoffhaltige Material ständig abgeführt wird, wobei im Ergebnis eine Wasserqualität mit einem extrem geringen Trüb stoffanteil erreicht wird.In the invention, therefore, an enrichment is targeted between two filter containers made of turbid substances, whereby the highly turbid material is continuously removed the result is a water quality with an extremely low turbidity content is reached.
Zur Erzielung der Strömungsrichtung durch die Filterbehälter von unten nach oben ist es zwar grundsätzlich möglich, die wenigstens eine Durchflußöffnung im oberen Bereich des Filterbehälters anzuordnen und das zuströmende Wasser dann über einen Ringkanal oder dergleichen zunächst innerhalb des Filterbehälters nach unten zu leiten. Dies ist konstruktiv jedoch aufwendig. Bei einer konstruktiv einfachen Ausführungsform ist daher die Durchflußöffnung im unteren Bereich des Filterbehäl ters vorgesehen. Dies gilt für beide Filterbehälter.To achieve the direction of flow through the filter container from bottom to top it is in principle possible to have at least one flow opening in the upper one Arrange area of the filter container and then the inflowing water over a ring channel or the like first within the filter container down to lead. This is constructively complex. With a structurally simple The embodiment is therefore the flow opening in the lower region of the filter container ters provided. This applies to both filter containers.
Eine besonders gute Rückspülung des Filtermaterials beim Durchströmen von unten nach oben ergibt sich dann, wenn das Filtermaterial im Filterbehälter beim Durchströ men aufgelockert wird. Aufgelockert bedeutet dabei, daß das Filtermaterial vom von unten nach oben strömenden Wasser quasi angehoben wird, so daß etwaige Keim- und Trübstoffnester ausgetragen werden können. Vorrichtungsgemäß ist das Filter material zu diesem Zweck in dem Filterbehälter auf einem Düsenboden angeordnet, wobei die wenigstens eine Durchflußöffnung unterhalb des Düsenbodens angeord net ist. Im Düsenboden befinden sich eine Reihe von Düsen, über die das zugeführte Wasser quasi eingespritzt und das Filtermaterial dadurch angehoben wird.A particularly good backwashing of the filter material when flowing through from below upwards results when the filter material in the filter container flows through loosened up. Loosened up means that the filter material from water flowing upwards is raised so that any germs and turbid nests can be discharged. The filter is according to the device material arranged for this purpose in the filter container on a nozzle bottom, wherein the at least one flow opening is arranged below the nozzle bottom is not. In the bottom of the nozzle there are a number of nozzles through which the supplied Water is virtually injected and the filter material is thereby raised.
Grundsätzlich ist es möglich, das trübstoffreiche Verlustwasser aus den oberen Berei chen der Filterbehälter während des Filtrierens bzw. Rückspülens kontinuierlich ab zuführen. Dies kann derart erfolgen, daß ein Teil des zwischen den beiden Filterbehäl tern im oberen Bereich strömenden Wassers über einen entsprechenden Abzweig ständig und immer in gleicher Menge abgeführt wird. Da sich die Qualität des Roh wassers aber auch ändern kann, empfiehlt es sich, wenn die Menge des abgeführten Verlustwassers und/oder der Zeitpunkt und/oder die Zeitdauer des Abführens des Verlustwassers über eine Meßeinrichtung bestimmt wird. In Abhängigkeit des Trüb stoffanteils wird von der Meßeinrichtung die Abführung des Verlustwassers gesteu ert, wobei gleichzeitig sichergestellt ist, daß noch eine ausreichende Menge des durchströmenden Wassers dem Verbraucher zugeführt wird. In principle, it is possible to remove the cloudy water from the upper areas Chen the filter container continuously during filtering or backwashing respectively. This can be done in such a way that part of the between the two filter containers tern in the upper area of flowing water via a corresponding branch constantly and always in the same amount. Because the quality of the raw water can also change, it is advisable if the amount of discharged Waste water and / or the time and / or the duration of the removal of the Loss water is determined via a measuring device. Depending on the turbidity portion of the substance is controlled by the measuring device, the removal of the waste water ert, while ensuring that a sufficient amount of flowing water is supplied to the consumer.
Bei Versuchen ist festgestellt worden, daß je nach Wasserqualität ein Umschalten der Strömungsrichtung in zeitlichen Abständen zwischen einer halben Stunde und zehn Stunden erforderlich ist.Experiments have shown that, depending on the water quality, switching the Flow direction at intervals of between half an hour and ten Hours is required.
Grundsätzlich ist es möglich, den ersten Filterbehälter und den zweiten Filterbehälter in einem gemeinsamen Tank vorzusehen, wobei dann an sich lediglich zwei Filterbe reiche vorgesehen sind, die über eine Trennwand voneinander getrennt sind. Die Strömungsverbindung zwischen diesen beiden Bereichen stellt dann lediglich ein Überlauf dar. Eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sieht jedoch vor, daß der erste Filterbehälter und der zweite Filterbehälter als separate Bau teile ausgeführt sind. Vorzugsweise sind die beiden Behälter dabei baugleich, was die Herstellung vereinfacht und insgesamt kostengünstig ist. In diesem Falle ist dann die Strömungsverbindung als Rohrleitung ausgebildet, an der ein mit einem Ventil verse hener Abzweig zum Ablassen des Verlustwassers vorgesehen ist.In principle, it is possible to use the first filter container and the second filter container to be provided in a common tank, in which case only two filterbe rich are provided, which are separated from each other by a partition. The Flow connection between these two areas then only sets Overflow. A preferred embodiment of the present invention provides however, before that the first filter container and the second filter container as a separate construction parts are executed. Preferably, the two containers are identical in construction, which the Manufacturing is simplified and overall inexpensive. In this case it is Flow connection formed as a pipe on which one verse with a valve branch is provided for draining the waste water.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung nä her beschrieben. Die einzige Figur zeigt in schematischer Darstellung einerseits die erfindungsgemäße Filtervorrichtung 1 und dient andererseits zur Beschreibung des erfindungsgemäßen Filterverfahrens.An embodiment of the invention is described below with reference to the drawing. The single figure shows a schematic representation of the filter device 1 according to the invention on the one hand and serves to describe the filter method according to the invention on the other hand.
Die Filtervorrichtung 1 weist einen ersten Filterbehälter 2 auf, in dem ein Filtermaterial 3, das im folgenden als erstes Filtermaterial bezeichnet wird, angeordnet ist. Weiterhin weist die Filtervorrichtung 1 einen zweiten Filterbehälter 4 auf, in dem ebenfalls ein Filtermaterial 5, das im folgenden als zweites Filtermaterial bezeichnet wird, angeord net ist. Bei dem Filtermaterial kann es sich um ein mechanisches Filtermaterial wie Sand oder Kies handeln; es kann sich aber auch um Entsäuerungsmaterial wie Calci umkarbonat, halbgebrannte Dolomiten und dergleichen handeln. Die Filtervorrich tung 1 ist dann letztlich eine Entsäuerungsvorrichtung. Außerdem kann es sich bei dem Filtermaterial 3, 5 auch um Aktivkohle handeln, die zur Absorption dient.The filter device 1 has a first filter container 2 , in which a filter material 3 , which is referred to below as the first filter material, is arranged. Furthermore, the filter device 1 has a second filter container 4 , in which a filter material 5 , which is referred to below as the second filter material, is also arranged. The filter material can be a mechanical filter material such as sand or gravel; but it can also be deacidifying material such as calcium carbonate, half-burned dolomites and the like. The Filtervorrich device 1 is then ultimately a deacidifying device. In addition, the filter material 3 , 5 can also be activated carbon, which is used for absorption.
Weiterhin weist die Filtervorrichtung 1 eine Steuereinrichtung 6 auf, die dazu dient, die Strömungsrichtung des zu filtrierenden Wassers durch die Filterbehälter 2, 4 bzw. das Filtermaterial 3, 5 umzuschalten. Auf die Steuereinrichtung 6 wird im folgenden noch näher eingegangen. Furthermore, the filter device 1 has a control device 6 , which serves to switch the flow direction of the water to be filtered through the filter containers 2 , 4 or the filter material 3 , 5 . The control device 6 will be discussed in more detail below.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind der erste Filterbehälter 2 und der zweite Filterbehälter 4 jeweils als separate Bauteile und baugleich ausgeführt. Der erste Fil terbehälter 2 weist in seinem unteren Bereich 7 vorliegend eine erste Durchflußöff nung 8 auf, die mit einer Leitung 9 verbunden ist. Der zweite Filterbehälter 4 weist ebenfalls in seinem unteren Bereich 10 eine zweite Durchflußöffnung 11 auf, die mit einer Leitung 12 verbunden ist. Das Filtermaterial 3, 5 ist in den Filterbehältern 2, 4 jeweils auf einer Stützschicht angeordnet, wobei es sich im dargestellten Ausfüh rungsbeispiel um einen Düsenboden 13, 14 handelt. Der Düsenboden 13, 14 dient zum Tragen des Filtermaterials 3, 5 und verhindert ein Durchfallen von Körnern des üblicherweise körnigen Filtermaterials 3, 5 in den unteren Bereich 7, 10. Im übrigen ist der Düsenboden 13, 14 mit einer Vielzahl von über seine Fläche verteilten Düsen (nicht dargestellt) versehen. Oberhalb des jeweiligen Düsenbodens 13, 14 befindet sich in dem jeweiligen Filterbehälter 2, 4 jeweils eine Entnahmeöffnung 15, 16, über die eine Entnahme bzw. ein Austausch des Filtermaterials 3, 5 möglich ist. Zum Ein füllen des Filtermaterials 3, 5 ist in jedem Filterbehälter 2, 4 an der Oberseite jeweils eine Einfüllöffnung 17, 18 vorgesehen.In the exemplary embodiment shown, the first filter container 2 and the second filter container 4 are each designed as separate components and of identical construction. The first Fil terbehalter 2 has in its lower region 7 a first Durchflußöff opening 8 , which is connected to a line 9 . The second filter container 4 also has a second flow opening 11 in its lower region 10 , which is connected to a line 12 . The filter material 3 , 5 is arranged in the filter containers 2 , 4 in each case on a support layer, wherein in the illustrated embodiment, the example is a nozzle base 13 , 14 . The nozzle base 13 , 14 serves to carry the filter material 3 , 5 and prevents grains of the usually granular filter material 3 , 5 from falling into the lower region 7 , 10 . Otherwise, the nozzle base 13 , 14 is provided with a plurality of nozzles (not shown) distributed over its surface. Above the respective nozzle base 13 , 14 there is a removal opening 15 , 16 in each filter container 2 , 4 , through which removal or replacement of the filter material 3 , 5 is possible. To fill the filter material 3 , 5 , a filling opening 17 , 18 is provided in each filter container 2 , 4 on the top.
Der erste Filterbehälter 2 ist mit dem zweiten Filterbehälter 4 strömungsverbunden. Zu diesem Zweck ist im ersten Filterbehälter 2 in dessen oberen Bereich 19 eine Öff nung 20 vorgesehen. Dementsprechend ist im oberen Bereich 21 des zweiten Filter behälters 4 eine korrespondierende Öffnung 22 vorgesehen. Die Öffnungen 20, 22 sind über eine Rohrleitung 23 miteinander verbunden. Die Rohrleitung 23 weist einen Abzweig 24 zur Abgabe bzw. Abführung von Verlustwasser auf, worauf im folgenden noch näher eingegangen wird. Im Abzweig 24 befindet sich ein Ventil 25 und ein sich daran anschließendes Volumenstrommeßgerät 26.The first filter container 2 is fluidly connected to the second filter container 4 . For this purpose, an opening 20 is provided in the first filter container 2 in its upper region 19 . Accordingly, a corresponding opening 22 is provided in the upper region 21 of the second filter container 4 . The openings 20 , 22 are connected to one another via a pipeline 23 . The pipeline 23 has a branch 24 for the delivery or removal of waste water, which will be discussed in more detail below. In the branch 24 there is a valve 25 and an adjoining volume flow meter 26 .
Zur Steuereinrichtung 6 gehört vorliegend eine Absperreinrichtung 27, die letztlich zur Steuerung der Strömungsrichtung des die Filterbehälter 2, 4 durchströmenden Wassers dient. Die Absperreinrichtung 27 weist ein erstes Ventil 28, ein zweites Ventil 29, ein drittes Ventil 30 und ein viertes Ventil 31 auf. Jedem der Ventile 28 bis 31 ist ein über die Steuereinrichtung 6 betätigbarer Motor 32 zugeordnet. Das erste Ventil 28 befindet sich dabei in einer Leitung 33, das zweite Ventil 29 in einer Leitung 34, das dritte Ventil 30 in einer Leitung 35 und das vierte Ventil 31 in einer Leitung 36. In the present case, the control device 6 includes a shut-off device 27 , which ultimately serves to control the flow direction of the water flowing through the filter containers 2 , 4 . The shut-off device 27 has a first valve 28 , a second valve 29 , a third valve 30 and a fourth valve 31 . Each of the valves 28 to 31 is assigned a motor 32 which can be actuated via the control device 6 . The first valve 28 is in a line 33 , the second valve 29 in a line 34 , the third valve 30 in a line 35 and the fourth valve 31 in a line 36 .
Im dargestellten Ausführungsbeispiel zweigt die Leitung 9 in die Leitungen 34 und 35, während die Leitung 12 in die Leitungen 33 und 36 zweigt.In the exemplary embodiment shown, line 9 branches into lines 34 and 35 , while line 12 branches into lines 33 and 36 .
Weiterhin zweigt eine Wasserversorgungsleitung 37 in die Leitungen 33, 34, wäh rend aus den Leitungen 35, 36 eine Ausgangsleitung 38 abzweigt. Die Wasserver sorgungsleitung 37 ist mit der Ausgangsleitung 38 über eine Umfahrungsleitung 39 verbunden, wodurch die Leitungen 33 bis 36 überbrückt werden. In der Umfah rungsleitung 39 befindet sich ein Ventil 40 und ein Volumenstrommeßgerät 41. Hinter dem Abzweig der Wasserversorgungsleitung 37 in die Umfahrungsleitung 39 befin det sich ebenfalls ein Ventil 42. Bevor die Umfahrungsleitung 39 in die Ausgangslei tung 38 einmündet, befindet sich in der Ausgangsleitung 38 ebenfalls ein Volumen strommeßgerät 43.Furthermore, a water supply line 37 branches into lines 33 , 34 , while an output line 38 branches off from lines 35 , 36 . The Wasserver supply line 37 is connected to the output line 38 via a bypass line 39 , whereby the lines 33 to 36 are bridged. In the Umfah approximately line 39 is a valve 40 and a Volumenstrommeßgerät 41st A valve 42 is also located behind the branch of the water supply line 37 into the bypass line 39 . Before the bypass line 39 tung in the Ausgangslei discharges 38, is also in the starting line 38 a volume current meter 43rd
Nicht näher dargestellt ist eine Meßeinrichtung, die mit der Steuereinrichtung 6 ge koppelt ist. Die Meßeinrichtung kann beispielsweise Schwimmer oder Sensoren im oberen Bereich 19, 21 der jeweiligen Filterbehälter 2, 4 aufweisen, so daß der jewei lige Trübstoffgehalt bzw. die entsprechende Konzentration in den oberen Bereichen 19, 21 festgestellt werden kann. Zur automatischen Abführung des Verlustwassers kann die Steuereinrichtung dann ebenfalls mit dem Ventil 25 und gegebenenfalls mit dem Volumenstrommeßgerät 26 verbunden sein, so daß die abgeführte Menge Ver lustwasser feststellbar ist. Außerdem sollte die Steuereinrichtung 6 ebenfalls mit dem Volumenstrommeßgerät 43 verbunden sein, so daß über die Steuerungseinrichtung 6 immer sichergestellt ist, daß auch bei Abführen einer größeren Menge von Verlust wasser eine ausreichende Wassermenge über die Ausgangsleitung 38 abgeführt wird.Not shown is a measuring device which is coupled to the control device 6 ge. The measuring device can, for example, have floats or sensors in the upper region 19 , 21 of the respective filter container 2 , 4 , so that the respective turbidity content or the corresponding concentration in the upper regions 19 , 21 can be determined. For automatic removal of the waste water, the control device can then also be connected to the valve 25 and, if appropriate, to the volume flow meter 26 , so that the amount of water discharged can be determined. Furthermore, the controller 6 should be also connected to the Volumenstrommeßgerät 43 so that it is always ensured by the control unit 6, that is removed a greater amount of water loss, a sufficient amount of water via the output line 38 even when discharging.
Das erfindungsgemäße Filterverfahren läuft nun wie folgt ab:The filter method according to the invention now proceeds as follows:
Über die Wasserversorgungsleitung 37 wird bei geöffnetem Ventil 42 Trinkwasser als Rohwasser zugeführt. Zunächst sind dabei das erste und das dritte Ventil 28, 30 ge schlossen, während das zweite und das vierte Ventil 29, 31 geöffnet sind. Das Roh wasser strömt dann über die Leitung 34 und die Leitung 9 in den unteren Bereich 7 des ersten Filterbehälters 2 und zwar über die erste Durchflußöffnung 8. Anschlie ßend strömt das Wasser durch den Düsenboden 13, wobei das Wasser durch die im Düsenboden 13 angeordneten Düsen beschleunigt wird. Hierdurch ergibt sich eine Auflockerung des ersten Filtermaterials 3, während das Wasser von unten nach oben durch den ersten Filterbehälter 2 strömt. Am Filtermaterial 3 anhaftende Nester aus Keimen oder Trübstoffen werden aus dem Filtermaterial 3 ausgetragen und gelangen in den oberen Bereich 19 des ersten Filterbehälters 2. Das Wasser strömt dann ein schließlich der Trübstoffe über die Öffnung 20 und die Leitung 23 in den oberen Be reich 21 des zweiten Filterbehälters 4. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sei das Ventil 25 zunächst geschlossen. Beim Durchströmen des ersten Filterbehälters 2 von unten nach oben und aufgrund der Auflockerung des Filtermaterials ergibt sich eine Rückspülung des ersten Filtermaterials 3 im ersten Filterbehälter 2. Demgegenüber er folgt die eigentliche Filterwirkung bei der gewählten Strömungsrichtung des Wassers im zweiten Filterbehälter 4, wo das Wasser von oben nach unten durch das zweite Filtermaterial 5 strömt. Die im oberen Bereich 21 vorhandenen Trübstoffe dringen da bei nicht oder nur zu einem geringen Teil in das zweite Filtermaterial 5 ein und ver bleiben im oberen Bereich 21 des zweiten Filterbehälters 4. Das Reinwasser tritt über den Düsenboden 14 aus dem zweiten Filtermaterial 5 aus und gelangt über die zweite Durchflußöffnung 11 in die Leitung 12 und von dort über die Leitung 36 in die Aus gangsleitung 38. Anschließend kann das Reinwasser dem Verbraucher zugeführt werden.When the valve 42 is open, drinking water is supplied as raw water via the water supply line 37 . First, the first and third valves 28 , 30 are closed while the second and fourth valves 29 , 31 are open. The raw water then flows via line 34 and line 9 into the lower region 7 of the first filter container 2 , specifically via the first flow opening 8 . Subsequently, the water flows through the nozzle base 13 , the water being accelerated through the nozzles arranged in the nozzle base 13 . This results in a loosening of the first filter material 3 while the water flows through the first filter container 2 from bottom to top. On the filter material 3 from adhering nests germs or suspended solids are discharged from the filter material 3 and into the upper portion 19 of the first filter container. 2 The water then flows finally the turbidity through the opening 20 and the line 23 in the upper loading area 21 of the second filter container 4th In the illustrated embodiment, the valve 25 is initially closed. When flowing through the first filter container 2 from bottom to top and due to the loosening of the filter material, the first filter material 3 is backwashed in the first filter container 2 . In contrast, he follows the actual filtering effect in the selected flow direction of the water in the second filter container 4 , where the water flows from top to bottom through the second filter material 5 . The turbidities present in the upper region 21 penetrate into the second filter material 5 with little or no penetration and remain in the upper region 21 of the second filter container 4 . The pure water exits via the nozzle bottom 14 from the second filter material 5 and passes through the second flow opening 11 into the line 12 and from there via the line 36 into the output line 38 . The pure water can then be supplied to the consumer.
Je nach Wasserqualität wird die zuvor beschriebene Strömungsrichtung über die Lei tung 9 durch die beiden Filterbehälter 2, 4 in die Leitung 12 eine vorgegebene Zeit dauer beibehalten. Nach einer Zeitdauer von etwa ein bis sechs Stunden wird von der Steuereinrichtung 6 die Strömungsrichtung umgeschaltet bzw. umgekehrt. Hierzu werden die Motoren 32 der einzelnen Ventile 28 bis 31 gleichzeitig aktiviert. Dabei schließen die geöffneten Ventile 29 und 31, während die geschlossenen Ventile 28, 30 öffnen. Das Rohwasser strömt dann von der Wasserversorgungsleitung 37 über die Leitung 33 in die Leitung 12 und über die zweite Durchflußöffnung 11 in den un teren Bereich 10 des zweiten Filterbehälters 4. Anschließend strömt das Wasser unter Auflockerung des zweiten Filtermaterials 5 bedingt durch die Düsenwirkung beim Durchströmen des Düsenbodens 14 durch das zweite Filtermaterial 5 in den oberen Bereich 21 des zweiten Filterbehälters 4. Die im oberen Bereich 21 vorhandenen Trübstoffe werden zusammen mit dem strömenden Wasser über die Leitung 23 dem oberen Bereich 19 des ersten Filterbehälters 2 zugeführt. Die Trübstoffe durchdrin gen dabei wiederum das erste Filtermaterial 3 nicht oder nur zu einem minimalen Teil und verbleiben im wesentlichen im oberen Bereich 19. Bei dieser Strömungsrichtung ergibt sich eine Rückspülung des zweiten Filtermaterials 5, während sich die eigentli che Filterwirkung (zumindest hinsichtlich der Trübstoffe) im ersten Filtermaterial 3 er gibt. Nach Durchströmen des ersten Filtermaterials 3 von oben nach unten und Durchtritt durch den Düsenboden 13 verläßt das Wasser über den unteren Bereich 7 und die erste Durchflußöffnung 8 den ersten Filterbehälter 2 und gelangt über die Leitungen 9, 35 in die Ausgangsleitung 38.Depending on the water quality, the flow direction described above is maintained over the Lei device 9 through the two filter containers 2 , 4 in the line 12 for a predetermined time. After a period of about one to six hours, the control device 6 switches the flow direction or vice versa. For this purpose, the motors 32 of the individual valves 28 to 31 are activated simultaneously. The open valves 29 and 31 close while the closed valves 28 , 30 open. The raw water then flows from the water supply line 37 via line 33 into line 12 and through the second flow opening 11 into the lower region 10 of the second filter container 4 . Subsequently, the water flows while loosening the second filter material 5 due to the nozzle effect when the nozzle base 14 flows through the second filter material 5 into the upper region 21 of the second filter container 4 . The turbidities present in the upper region 21 are fed together with the flowing water via the line 23 to the upper region 19 of the first filter container 2 . The turbid substances in turn do not penetrate the first filter material 3 or only to a minimal extent and remain essentially in the upper region 19 . In this direction of flow, there is backwashing of the second filter material 5 , while the filtering effect is actually (at least with regard to the turbidity) in the first filter material 3 . After flowing through the first filter material 3 from top to bottom and passing through the nozzle bottom 13, the water leaves the first filter container 2 via the lower region 7 and the first flow opening 8 and reaches the outlet line 38 via the lines 9 , 35 .
Dadurch, daß die Trübstoffe nur zwischen den oberen Bereichen 19, 21 der Filterbe hälter 2, 4 hin und her bewegt werden, wird bei jeder Umkehr der Strömungsrichtung eine weitere Anreicherung an Trübstoffen und damit eine Erhöhung der Trübstoff konzentration erzielt, während die Reinwasserqualität gleichbleibend gut ist.Characterized in that the turbidity only between the upper regions 19 , 21 of the Filterbe container 2 , 4 are moved back and forth, with each reversal of the direction of flow a further enrichment of turbidity and thus an increase in the turbidity concentration is achieved, while the pure water quality remains consistently good is.
Nun kann vorgesehen sein, daß das Ventil 25 grundsätzlich geringfügig geöffnet ist, so daß kontinuierlich Verlustwasser mit einer hohen Trübstoffkonzentration über die Abzweig 24 abgeführt wird. Die kontinuierliche Abführung läßt sich auch in Verbin dung mit der nicht näher dargestellten Meßeinrichtung verwirklichen, wobei der Öff nungsquerschnitt des Ventils 25 je nach Trübstoffgehalt größer oder kleiner wird, so daß mehr oder weniger Verlustwasser abgeführt wird.It can now be provided that the valve 25 is basically opened slightly so that waste water with a high concentration of turbid is continuously discharged via the branch 24 . The continuous discharge can also be realized in conjunction with the measuring device (not shown in more detail), the opening cross section of the valve 25 becoming larger or smaller depending on the turbid content, so that more or less waste water is removed.
Es ist aber auch möglich, das Ventil 25 nur dann zu öffnen, wenn ein bestimmter vor gegebener Trübstoffgehalt erreicht ist. So lange die Anlage unterhalb dieses vorge gebenen Wertes fährt, ist eine Abführung von Verlustwasser nicht erforderlich.However, it is also possible to open the valve 25 only when a certain turbidity content has been reached before. As long as the system is running below this specified value, it is not necessary to remove waste water.
Im Reparatur- oder Wartungsfalle, wenn das Wasser weder in der einen, noch in der anderen Richtung durch die beiden Filterbehälter 2, 4 strömt, wird das Ventil 42 ge schlossen, während das Ventil 40 geöffnet wird, so daß das Rohwasser aus der Was serversorgungsleitung 37 direkt der Ausgangsleitung 38 zugeführt wird.In the event of repair or maintenance, if the water neither flows in one or the other direction through the two filter containers 2 , 4 , the valve 42 is closed while the valve 40 is opened, so that the raw water from the water supply line 37 is fed directly to the output line 38 .
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1996
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Title |
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BE 833673, Referat aus Chemical Patents Index, Derwent Publications LTD, London, Ref. Nr. 14999X/09 * |
Also Published As
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