DE19738067A1 - Filtrationssystem für Flüssigkeiten - Google Patents
Filtrationssystem für FlüssigkeitenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Filtrieren von Flüssigkeiten unter Verwendung
eines komprimierbaren Filtermediums, das in einem Raum veränderbarer Größe mit
durchlässigen unteren und oberen Begrenzungsflächen angeordnet und von der zu filtrierenden
Flüssigkeit von unten nach oben durchströmt wird.
Zum Filtrieren von Flüssigkeiten, beispielsweise Wasser, ist es bekannt, ein Filtermedium aus
Kunststoffbällen faserartiger Struktur zu verwenden. Die Kunststoffbälle haben eine extrem
hohe Porosität bei kleiner Porenweite. Das Filtermittel wird aufwärts von dem zu filtrierenden
Wasser durchströmt. Es können sehr hohe Wassermengen mit entsprechend hohen
Durchströmgeschwindigkeiten durchgesetzt werden: Während bei den mit Sand oder Anthrazit
gefüllten konventionellen Filtrationssystemen die zu filternde Flüssigkeit um das einzelne
Filterkorn herumfließt, wird das faserartig strukturierte Filtermedium durchströmt. Dadurch
entsteht ein erhöhtes Rückhaltevermögen, so daß das Filtermedium mit der bis zur fünffachen
Wassermenge konventioneller Filtrierungssysteme belastet werden kann. Das Filtermedium ist
wesentlich leichter als Sand und komprimierbar. Bei einer durch die EP 0 608 441 B1
bekannten Filtrationseinrichtung wird das Filtrationsmedium durch eine nach oben bewegbare
Lochplatte so weit verdichtet, daß Luftspalten zwischen den faserigen Filterbällen beseitigt
werden und eine dichte und gleichmäßige Filterschicht geschaffen wird. Zum Reinigen des
Filtermediums wird der Filtrierraum vergrößert, bis sich die einzelnen Filterbälle frei bewegen
und verwirbelt werden können. Hierdurch wird eine optimale Trennung der im Filtermaterial
zurückgehaltenen Feststoffe erreicht. Nach dem abschließenden Reinigungsvorgang wird durch
Verkleinerung des Filterraumes auf die ursprüngliche Größe erneut eine dichte Filterpackung
gebildet.
Die bekannte Filtrationseinrichtung ist technisch aufwendig gestaltet und mit entsprechend
hohen Fertigungskosten behaftet.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Filtrationseinrichtung der eingangs genannten
Gattung mit einem einfacheren Aufbau zu schaffen und ohne Unterbrechung des
Filtrationsvorgangs einen wirtschaftlicheren Betrieb zu ermöglichen. Die Erfindung löst die
Aufgabe durch die Merkmale des Kennzeichenteils des Patentanspruchs 1.
Ein erfindungsgemäß gestaltetes Filtrationssystem zeigt einen technisch vereinfachten Aufbau
mit gleichzeitig hoher Betriebszuverlässigkeit. Der Platzbedarf ist sehr gering. Die Einrichtung
ist für unterschiedliche Einsatzbereiche, wie Abwasserfiltration, Brauchwasseraufbereitung,
Desinfektionsvorbehandlung, Kesselwasseraufbereitung, Kühlwasseraufbereitung und
Prozeßwasserbehandlung, geeignet.
Die sich dem Patentanspruch 1 anschließenden Ansprüche enthalten weitere den
Erfindungsgegenstand vorteilhaft gestaltende Merkmale.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt und
nachstehend erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine aus zwei Behältern bestehende Filtrationseinrichtung für einen
Wechselbetrieb und die
Fig. 2 bis 4 die nacheinander ablaufenden Verfahrensschritte Filtration,
Filterwaschen und Filterspülen.
Eine Einrichtung für einen Filtrationsbetrieb ohne Unterbrechung durch Wasch- und
Spülvorgänge zum Reinigen des Filtermediums besteht aus zwei zylindrischen Behältern 1, in
welchen sich jeweils eine vertikal bewegbare Lochplatte 2 und eine untere ortsfeste Lochplatte
3 befindet. Der Raum zwischen den beiden Lochplatten wird durch das Filtermedium in Form
komprimierbarer Kunststoffbälle 4 faserartiger Struktur gefüllt. Jede obere Lochplatte ist durch
eine Trapezspindel 15 über einen Elektrostellantrieb 5 nach oben und unten verstellbar. Jeder
Behälter ist mit einem Zulaufanschluß 6 am Behälterboden, Verteilerrohren 18 für Druckluft,
einem Ablaufanschluß 7 für filtrierte Flüssigkeit und einem Überlauf 9 für Waschwasser
ausgerüstet. Der Zulauf 6 ist mit einem Absperrorgan 11 und der Ablaufanschluß mit einem
Absperrorgan 12 versehen.
Der Zutritt der Druckluft aus der Zuführungsleitung 8 in die Verteilerrohre 18 kann durch ein
Absperrventil 13 gesteuert werden. Mit 10 ist ein Druckmeßgerät zur kontinuierlichen
Füllstandmessung bezeichnet.
Die Fig. 2 zeigt die obere bewegliche Lochplatte 2 in ihrer einstellbaren unteren Position. Sie
komprimiert in dieser Stellung die Filterbälle 4 zu einer gepreßten, dichten, einen Raumfilter
bildenden Packung, dessen Porosität und Porenweite durch die Wahl der Kompression
definiert werden kann. Das über den Zulaufanschluß 6 dem Filter zufließende Medium,
beispielsweise Wasser, wird im Aufwärtsstrom filtriert und gelangt als Klarwasser zum Ablauf
7.
Zur Einleitung des Waschvorgangs wird der Klarwasserablauf 7 geschlossen. Die obere
Lochplatte 2 fährt in ihre höchste Position (Fig. 3). Dadurch kann der Filtrierraum auf das
etwa dreifache Volumen expandieren. Die dichte Filterpackung der Bälle löst sich auf. Die
einzelnen Filterbälle werden zur optimalen Reinigung intensiv verwirbelt. Die hierfür
notwendige Turbulenz wird durch Öffnen des Ventils 13 in der Druckluftzuführungsleitung 8
erzeugt. Der normale Zulauf über den Anschluß 6 wird als Waschwasser benutzt und läuft über
den Überlauf 9 ab.
Nach ausreichender Reinigung der Filterbälle wird die Zufuhr der Druckluft durch Schließen
des Ventils 13 abgeschaltet. Die bewegliche Lochplatte 2 fährt langsam in ihre
Filtrationsstellung zurück. Mit dem kontinuierlichen Zulauf von zu filtrierendem Wasser wird
das Restwaschwasser aus dem Behälter gespült. Mit dem Erreichen der gewünschten
Ablaufqualität wird der Klarwasserablauf 7 erneut geöffnet, und der Filtrationsvorgang wird
fortgesetzt.
Durch die Parallelschaltung zweier Behälter kann, wie die Fig. 1 erkennen läßt, der
Filtrationsbetrieb wechselweise kontinuierlich fortgesetzt werden, indem abwechselnd ein
Behälter filtriert, während gleichzeitig im anderen das Filtermaterial gereinigt wird. Jedoch
können kleine Anlagen kostengünstig auf den Einsatz eines Filterbehälters beschränkt werden,
wenn das Zulaufwasser während der Zeit des Filterspülens aufgestaut werden kann.
Claims (13)
1. Einrichtung zum Filtrieren von Flüssigkeiten unter Verwendung eines komprimierbaren
Filtermediums, das in einem Raum veränderbarer Größe mit durchlässigen unteren und oberen
Begrenzungsflächen angeordnet und von der zu filtrierenden Flüssigkeit von unten nach oben
durchströmt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die untere Begrenzungsfläche (3) des
Filtrierraums fest angeordnet und die obere Begrenzungsfläche (2) des Filtrierraums beweglich
ausgebildet ist.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Begrenzungsflächen
durch Lochplatten (2, 3) gebildet werden.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Filtrierraum
innerhalb eines Behälters (1) mit einem Anschluß (6) für den Flüssigkeitszulauf am
Behälterboden, einem Druckluftverteiler (18) oberhalb des Flüssigkeitszulaufs, der festen und
der beweglichen Lochplatte oberhalb des Druckluftverteilers, einem absperrbaren
Ablaufanschluß (7) für filtrierte Flüssigkeit oberhalb der höchsten einstellbaren Position der
beweglichen Lochplatte (2) und einem Überlauf (9) für Filterwaschflüssigkeit oberhalb des
Ablaufanschlusses gebildet wird.
4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die
bewegliche Lochplatte mit einem elektrischen Spindelstellantrieb (5, 15) versehen ist.
5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwei
Behälter für einen Wechselbetrieb parallel geschaltet sind.
6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Behälter bei getrennten
Zulaufanschlüssen (6) mit einer gemeinsamen, wechselweise absperrbaren Druckluftversorgung
(8), einem gemeinsamen, wechselweise absperrbaren Ablauf (7) und einer gemeinsamen
Überlaufableitung (9) für Filterwaschflüssigkeit versehen sind.
7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die
Behälter als freistehende Stahlzylinder beliebigen Querschnitts mit angeschweißtem
Behälterboden (16) und oberer angeflanschter, luftdurchlässiger Abdeckung (17) ausgebildet
sind.
8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die
Behälter mit einer Wärmedämmung und einer Heizung zur Flüssigkeitstemperierung versehen
sind.
9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der
Ablaufanschluß (7) für das Filtrat mit einem elektrisch betätigbaren Flachschieber (12)
ausgerüstet ist.
10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß als
Absperrorgan für die Druckluftversorgung Magnetventile (13) eingesetzt sind.
11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das
Filtermedium aus Kunststoffbällen (4) mit faserartiger Struktur besteht.
12. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß sie mit
einer Prozeßsteueranlage für einen vollautomatischen Filtrationsbetrieb und zur Steuerung der
Wasch- und Spülvorgänge in Abhängigkeit vom Durchflußdruckanstieg des Filtermediums
sowie der Flüssigkeitstrübung am Ablauf ausgerüstet ist.
13. Einrichtung nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch
- a) eine Druckmeßanlage zur kontinuierlichen Druckmessung am Filtermedium für die Steuerung des Filtrationsprozesses und
- b) eine Trübungsmeßanlage zur kontinuierlichen Trübungsmessung im Ablauf der Filteranlage.
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Cited By (2)
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EP2977089A3 (de) * | 2014-07-22 | 2016-05-04 | GETRAG Getriebe- und Zahnradfabrik Hermann Hagenmeyer GmbH & Cie KG | Fluidfilteranordnung und filterverfahren |
WO2018009436A1 (en) * | 2016-07-06 | 2018-01-11 | Amcol International Corporation | Filter and filtering method |
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US10124278B2 (en) | 2014-07-22 | 2018-11-13 | Getrag Getriebe- Und Zahnradfabrik Hermann Hagenmeyer Gmbh & Cie Kg | Fluid filter arrangement for a motor vehicle drive train |
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