DE2310038A1

DE2310038A1 - PROCEDURE AND ARRANGEMENT FOR CLEANING FILTER ELEMENTS

Info

Publication number: DE2310038A1
Application number: DE19732310038
Authority: DE
Inventors: Gene Hirs
Original assignee: Hydromation Filter Co
Current assignee: Hydromation Filter Co
Priority date: 1972-08-21
Filing date: 1973-02-28
Publication date: 1974-03-14
Also published as: IT1023016B; FR2196839A1; JPS4946264A

Description

DIPL.-ING. A. GRONECKER DR.-ING. H. KINKELDEY DR.-ING. W. STOCKMAIR, Ae.DIPL.-ING. A. GRONECKER DR.-ING. H. KINKELDEY DR.-ING. W. STOCKMAIR, Ae.

PATENTANWÄLTEPATENT LAWYERS

βΟΟΟ MÖNCHEN 22 Mo»lmll!onttroe# 43 Τ·Μοιι 297100/194744βΟΟΟ MÖNCHEN 22 Mo »lmll! onttroe # 43 Τ · Μοιι 297100/194744

MwOS-MMOMwOS MMO

28. Februar 1973February 28, 1973

P 5942P 5942

HYDPOMATION FILTEl? COMPANY 39201 Amrhein Road, Livonia, Michigan 48150, USAHYDPOMATION FILTEl? COMPANY 39201 Amrhein Road, Livonia, Michigan 48150, USA

Verfahren und Anordnung zum Reinigen von FilterelementenMethod and arrangement for cleaning filter elements

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Reinigen von in einem Druckbehälter angeordneten und mit einem Filter-Hilfsmaterial beschichteten Filterelementen sowie auf eine Anordnung zum Durchführen des Verfahrens.The invention relates to a method of cleaning of filter elements arranged in a pressure vessel and coated with an auxiliary filter material, as well as to an arrangement for carrying out the method.

Die in dem Druckbehälter angeordneten Filterelemente sind in Rohrform aus einem Gewebe oder Siebiaaterial gebildet. Vor der eigentlichen Filtration v/erden die FilterelementeThe filter elements arranged in the pressure vessel are formed in tubular form from a fabric or screen material. Before the actual filtration, the filter elements are grounded

409811/0797409811/0797

Pi.Pi.

2 3 1 O ü 32 3 1 O ü 3

mit einem Filter-Hilfsmaterial, d.h. einem feinkörnigen oder pulverigen Material wie etwa Diatomeenerde oder einen Zellulosematerial beschichtet. Durch die Beschichtung entsteht auf der Oberfläche des Siebmaterials eine feinporige Filterschicht, deren Poren beträchtlich kleiner sind als die des Siebmaterials. Die Filtration findet daher in der Hilfsmaterialschicht statt, während das Siebmaterial lediglich einen Träger für diese bildet.with a filter aid material, i.e. a fine-grained or powdery material such as diatomaceous earth or a Cellulose material coated. The coating creates a fine-pored surface on the screen material Filter layer, the pores of which are considerably smaller than those of the sieve material. The filtration therefore takes place in the auxiliary material layer instead, while the screen material only forms a carrier for this.

Nach einer bestimmten Betriebsdauer ist die Hilfsmaterialschicht zunehmend mit ausgefilterten Feststoffteilchen versetzt, so daß sich ihr Durchströmungswiderstand erhöht.After a certain period of operation, the auxiliary material layer is increasingly filled with solid particles that have been filtered out offset so that their flow resistance increases.

Hat sich an bzw. in der Hilfsschicht eine solche Menge von Feststoffteilchen angesammelt, daß dadurch ein beträchtlicher Druckabfall über die Hilfsschicht und das Filterelement eintritt, so wird der Filter durch "Rückspülung" gereinigt. Dies geschieht dadurch, daß man die gefilterte Flüssigkeit entgegen der Strömungsrichtung beim Filtrieren und mit einer beträchtlich verstärkten Strömung durch die Filterelemente hindurchströnen läßt. Die umgekehrte und verstärkte Rückspülströnung bewirkt das Ablesen der Hilfsschicht zusammen mit den dcrin angesammelten Feststoffteilchen vom Siebmaterial der Filterelemente.Has such an amount of solid particles collected on or in the auxiliary layer that a considerable If there is a pressure drop across the auxiliary layer and the filter element, the filter is "backwashed" cleaned. This is done by moving the filtered liquid against the direction of flow when filtering and allows it to flow through the filter elements with a considerably increased flow. The reverse and The auxiliary layer can be read off by increased backwashing together with the solid particles collected from the sieve material of the filter elements.

Theoretisch lieile sich das Hi] fsschichtmaterial bei der Rückspülung vollständig von den Filterelementen entfernen. Praktisch lassen sich jedoch keine genügend starken Rückspülströmungen erzielen, um das gesamte Filter-Hilfsmaterial sowie die angesammelten Feststoffteilchen restlos abzuwaschen. Somit bleibt bei jeder Rückspülung eine kleine Menge des Hiifsmaterials und der Verunreinigungen auf den Filterelementen zurück, bis nach einiger Zeit die öffnungen im Siebmaterial des Filterelements so weit verstopft sind, daß ein wirtschaftliches Filtrieren nicht mehr möglich ist. Der Filter muß dann teilweise demontiert und die verstopften Filterelemente nüssen abcenonnenTheoretically, the backing material could be used with the Completely remove backwash from the filter elements. In practice, however, backwash currents cannot be sufficiently strong Achieve in order to wash off the entire filter auxiliary material as well as the accumulated solid particles. Thus, with each backwash, a small amount of the auxiliary material and the impurities remains the filter elements back until after some time the openings in the filter material of the filter element so far are clogged that an economical filtering is no longer possible. The filter must then be partially dismantled and remove the clogged filter elements

409811/0797409811/0797

gereinigt oder durch neue ersetzt werden. Das Ausbauen bzw. Auswechseln der Filterelenente ist für den Benutzer solcher Filter eine geläufige Wartungsarbeit. Betriebe, welche derartige Filter benutzen, nehmen diesen Aufwand in Kauf und betrachten das Aus\vechseln oder Reinigen der Filterelemente als Teil des normalen Betriebsaufvandes für den Filter.cleaned or replaced with new ones. The expansion or replacing the filter elements is a common maintenance work for the user of such filters. Establishments, those who use such filters accept this expense and consider changing or cleaning the Filter elements as part of normal operating expenses for the filter.

Die Erfindung schafft ein Verfahren und eine Anordnung, bei welchem bzw. mittels v;elcher sich eine zum praktisch restlosen Entfernen des Ililfsmaterials bei jedem Rückspülvorgang ausreichend starke Rückspülströmung erzielen läßt.The invention provides a method and an arrangement in which or by means of which one becomes practical complete removal of auxiliary material with each backwashing process can achieve a sufficiently strong backwash flow.

Bei einem Verfahren der genannten Art ist gemäß der Erfindung vorgesehen, daß man in den Druckbehälter ein Gas einführt, welches wenigstens einen Teil der darin enthaltenen Flüssigkeit verdrängt, daß man eine Flüssigkeit entgegen der normalen Strömungsrichtung beim Filtrieren und mit einer Strömungsgeschwindigkeit von wenigstens 2 000 l/min pro m der Oberfläche der Filterelemente durch diese hindurchströmen läßt und daß man dar, Gas nach Maßgabe der Strömungsgeschwindigkeit der Flüssigkeit aus dem Druckbehälter entweichen läßt.In a method of the type mentioned, it is provided according to the invention that a gas is introduced into the pressure vessel, which displaces at least part of the liquid contained therein that one opposes a liquid the normal direction of flow during filtration and with a flow rate of at least 2,000 l / min per m of the surface of the filter elements can flow through them and that one represents gas according to the Lets the flow rate of the liquid escape from the pressure vessel.

Während der vorbereitenden Beschichtung und des Filtrierens arbeitet der erfindungsgemäße Filter wie jeder normale Filter der genannten Art. Abweichend davon wird jedoch vor der normalen Rückspülung Luft oder ein anderes Gas unter Druck in den Filterbehälter eingeführt, um in einem von den strömungsmitteldurchlässigen Filterelementen getrennten Bereich ein entsprechendes Flüssigkeitsvölunen aus der Einlaßkammer des Behälters zu verdrängen. Der auf diese Weise luft- bzw. gasgefüllte Raum bildet einen Schwallraum mit einer Querschnittsfläche, v.'elche der um die Quer-. schnittsflächen der Filterelemente bzw. ihrer Halterungen verminderten Gesamt-Querschnittsflache der Filterkammer entspricht. Aufgrund ihrer großen Querschnittsfläche bzw.During the preparatory coating and filtering, the filter according to the invention works like any normal one Filters of the type mentioned. In contrast to this, however, air or another gas is used before normal backwashing introduced under pressure into the filter container in order to be in one of the fluid-permeable filter elements separate area a corresponding volume of fluid to displace from the inlet chamber of the container. The space filled with air or gas in this way forms a surge chamber with a cross-sectional area, v.'elche the around the transverse. cut surfaces of the filter elements or their holders reduced total cross-sectional area of the filter chamber is equivalent to. Due to their large cross-sectional area or

A098 1 1 /0797A098 1 1/0797

ihres großen Volumens ermöglicht die Schwal!kammer für den Rückspülvorgang eine sehr viel höhere Rückströmgeschwindigkeit durch die Filterelemente als bei bekannten, eine solche Schwallkammer nicht aufweisenden Hilfsschichtfiltern erzielbar ist. Due to its large volume , the swell chamber enables a very much higher return flow velocity through the filter elements for the backwashing process than can be achieved with known auxiliary layer filters which do not have such a swell chamber.

Zu Begin des Rückspülvorgangs strömt die Spülflüssigkeit kurzzeitig durch die Filterelemente hindurch in die Schwallkammer. Das Einströmen der Flüssigkeit in die Schwallkammer geschieht unter Kompression und Verdrängung der darin enthaltenen Luft oder Gase, zu welchem Zv/eck die Kammer einen in die freie Umgebung führenden Auslaß hat. Auf diese Weise erzielt man eine ungewöhnlich hohe Strömungsgeschwindigkeit durch die Filterelemente und damit eine praktisch vollständige Entfernung des Filter-Hilfsmaterials.At the beginning of the backwashing process, the rinsing liquid briefly flows through the filter elements into the Surge chamber. The liquid flows into the surge chamber under compression and displacement the air or gases contained therein, to which point the chamber leads into the free environment Has outlet. In this way, an unusually high flow rate is achieved through the filter elements and thus practically complete removal of the auxiliary filter material.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung, deren einzige Figur eine schematisierte Schnittansicht einer Anordnung zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens zeigt.Further features, details and advantages of the invention emerge from the following description of an exemplary embodiment with reference to the drawing, the only figure of which shows a schematic sectional view of an arrangement for performing the method according to the invention.

Der Hilfsschichtfilter hat einen Druckbehälter 10 von mehr oder weniger herkömmlichem Aufbau, mit einer zylindrischen Umfangswandung 12, einem trichterförmigen Boden 13 und einer etwa waagerecht angeordneten Filterrohrplatte 14, welche im Inneren des Druckbehälters eine untere Filterkammer 11 abschließt. Eine Anzahl von Filterelementen 15 herkömmlicher Bauweise sind so an der Filterrohrplatte 14 befestigt, daß sie in gegenseitigen Abständen in der Filterkammer 11 hängen. Sie bestehen jeweils aus einem unten geschlossenen Stahlrohr 16 mit perforierter Umfangswandung, über welche ein Siebmaterial 17 gezogen ist. Dieses ist in der bevorzugten Ausführung ein Drahtgewebe oder ein Kunstfasermaterial.The auxiliary layer filter has a pressure vessel 10 of more or less conventional construction, with a cylindrical one Circumferential wall 12, a funnel-shaped bottom 13 and an approximately horizontally arranged filter tube plate 14, which inside the pressure vessel a lower filter chamber 11 closes. A number of filter elements 15 of conventional design are so on Filter tube plate 14 attached so that they are in mutual Distances hanging in the filter chamber 11. They each consist of a steel tube 16 closed at the bottom with a perforated Circumferential wall over which a screen material 17 is drawn. In the preferred embodiment, this is a wire mesh or a synthetic fiber material.

40981 1 /079740981 1/0797

Die einzelnen perforierten Rohre 16 mit dem darüber gezogenen Siebmaterial 17 sind mittels Fittings 19 an von der Rohrplatte 14- abwärts hervorstehenden Rohrstutzen 18 befestigt. Jedes einzelne Filterelement 15 ist mittels eines Fittings 19 an einem eigenen Stutzen 18 befestigt, so daß sein Innenraum mit einen eigenen Durchlaß 20 in der Rohrplatte 14 strömungsverbunden ist.The individual perforated tubes 16 with the screen material 17 drawn over them are connected to the by means of fittings 19 Pipe plate 14 - downwardly protruding pipe socket 18 attached. Each individual filter element 15 is means a fitting 19 attached to its own nozzle 18, so that its interior with its own passage 20 in the tube plate 14 is fluidly connected.

Oberhalb der Rohrplatte 14 ist im Druckbehälter 10 eine durch eine zylindrische Umfangsvand 22, einen gewölbten Deckel 23 und die Rohrplatte 14 begrenzte Filtratkammer gebildet. Diese hat einen Filtratauslaß 24 und einen Drucklufteinlaß 25. Die Filterrrohrplatte 14 trägt also die daran hängenden Filterelemente 15 und dient außerdem dazu, den Druckbehälter 10 in eine obere Filtratkammer 21 und eine untere Filterkammer 11 zu unterteilen. Die aus den Rohren 16 und dem Siebmatrrial 17 gebildeten Filterelemente 15 sind stromungsmxtteldurchlassig, während die Platte und die Stutzen 18 undurchlässig sind.Above the tube plate 14 in the pressure vessel 10 there is a wall 22 which is arched by a cylindrical peripheral wall Lid 23 and the tube plate 14 delimited filtrate chamber educated. This has a filtrate outlet 24 and a compressed air inlet 25. The filter tube plate 14 thus carries the hanging filter elements 15 and also serves to to divide the pressure vessel 10 into an upper filtrate chamber 21 and a lower filter chamber 11. The ones from the Tubes 16 and the filter elements 15 formed by the sieve material 17 are permeable to flow, while the plate and the nozzles 18 are impermeable.

In der Filterkammer 11 ist zwischen der Rohrplatte 14 und den Fittings 19 eine Schwallkammer 26 gebildet, welche einen Drucklufteinlaß und Verdrängungsluftauslaß 27 unmittelbar unterhalb der Platte 14 und einen Flüssigkeitsauslaß 28 darunter etwa in Höhe der Fittings 19 aufweist. Der trichterförmige Boden I3 der Filterkautner hat einen Einlaß 29 für eine zu filternde Flüssigkeit, einen Beschichtungseinlaß 30 und einen Rückspülausl&3 31·In the filter chamber 11, a surge chamber 26 is formed between the tube plate 14 and the fittings 19, which a compressed air inlet and displacement air outlet 27 immediately below the plate 14 and a liquid outlet 28 below it approximately at the level of the fittings 19 having. The funnel-shaped bottom I3 of the filter cautery has an inlet 29 for a liquid to be filtered, a coating inlet 30 and a backwash outlet & 3 31 ·

Vor dem Filtrieren wird in einem gesonderten Behälter eine Aufschlämmung 32 aus einem pulverförmigen Beschichtungsmaterial 34 aufbereitet. Dazu wird dieses über eine Dosiereinrichtung 36 aus einen Vorratsbehälter 35 entnommen und mittels eines Rührwerks 37 mit reinem Wasser gemischt. Das Beschichtungsnaterial 34 ist etv:a Diatomeenerde, Zellulose oder irgend ein anderer zur Erzeugung einer Hilfsschicht auf den Siebnaterial 17 der Filterelemente I5 geeigneter Stoff.Before filtering it is in a separate container a slurry 32 of a powdery coating material 34 processed. For this purpose, this is removed from a storage container 35 via a metering device 36 and mixed with pure water by means of an agitator 37. The coating material 34 is etv: a diatomaceous earth, cellulose or any other to create an auxiliary layer on the screen material 17 of the filter elements I5 suitable substance.

^{& b} 409811/0797 ^{& b} 409811/0797

Anschließend wird eine Beschichtungspumpe 39 in Gang gesetzt und zwei Ventile V1 und V2 werden geöffnet, während die übrigen Ventile der Anlage geschlossen bleiben. Es besteht nun ein Strömungskreislauf von Behälter 33 über Leitungen 38 und 40 zum Einlaß 30 der Filterkammer 11, durch das Siebmaterial 17 und die Rohre der Filterelemente 15 hindurch in die Stutzen 15, in die Filtratkammer 21 und über den Auslaß 24, Leitungen 41 und 42, das Ventil V2 und eine Leitung 43 zurück zum Behälter 33.A coating pump 39 is then set in motion and two valves V1 and V2 are opened, while the other valves in the system remain closed. There is now a flow cycle of Container 33 via lines 38 and 40 to inlet 30 of the Filter chamber 11, through the screen material 17 and the tubes of the filter elements 15 into the nozzle 15, into the Filtrate chamber 21 and via the outlet 24, lines 41 and 42, the valve V2 and a line 43 back to the container 33.

Beim Umlauf entlang diesem Strömungsv/eg setzt sich das Beschichtungsraaterial 34 auf dem Siebmaterial 17 der Filterelemente 15 an und bildet dort eine Filter-Hilfsschicht 66. Das aus der Aufschlämmung 32 ausgefilterte FiI-trat kehrt zum Behälter 33 zurück und v/ird mit weiterein Beschichtungsmaterial vermischt, welches dann wiederum auf dem Siebmaterial 17 abgesetzt wird, bis die HiI^sschicht 66 die gewünschte Dicke hat. Daraufhin v/erden dann die Ventile V1 und V2 geschlossen und die Punpe 39 wird abgestellt.When circulating along this flow path, the coating material 34 settles on the screen material 17 Filter elements 15 and forms an auxiliary filter layer there 66. The filtrate filtered from slurry 32 returns to container 33 and is mixed with more in coating material, which in turn is then mixed is deposited on the screen material 17 until the HiI ^ sschicht 66 has the desired thickness. Thereupon the valves V1 and V2 are closed and the pump 39 is turned off.

Nach dem Beschichten folgt das normale Filtrieren, wozu die Ventile V3 und V5 geöffnet werden und die Punpe 47 in Gang gesetzt wird. Eine durch Feststoffteilchen verunreinigte Flüssigkeit 44 wird von einem Zulaufbehälter 45 über eine Leitung 46, die Pumpe 47, eine Leitung 48, das Ventil V5 und den Einlaß 29 in die Filterkammer 11 gefördert. Die Feststoff-Verunreinigungen werden von dem auf die Filterelemente 15 aufgebrachten Hilfsmaterial zurückgehalten, während die filtrierte Flüssigkeit über die Filterelemente 15 in die Filtratkamner 21 und von dort über den Auslaß 24, Leitungen 41 und 49 und das Ventil V3 fließt, um als gereinigte Flüssigkeit erneut gebraucht oder abgeführt zu werden. Das Filtrieren wird solange fortgesetzt, bis sich an den beschichteten Filterelementen so viel Feststoffe angesetzt haben, daß die Betriebslei-After the coating, the normal filtration follows, for which the valves V3 and V5 are opened and the pump 47 is set in motion. A liquid 44 contaminated by solid particles is fed from a feed tank 45 via a line 46, the pump 47, a line 48, the valve V5 and the inlet 29 are conveyed into the filter chamber 11. The solid contaminants are from the On the filter elements 15 applied auxiliary material retained while the filtered liquid over the filter elements 15 into the filtrate chamber 21 and from there via outlet 24, lines 41 and 49 and valve V3 flows in order to be used again as a purified liquid or to be discharged. The filtration is long continued until so much solids have accumulated on the coated filter elements that the

40981 1/079740981 1/0797

stung des Filters unter ein "bestimmtes Niveau absinkt. Dieser Zustand wird gewöhnlich dadurch ermittelt, daß man die unterschiedlichen Drücke am Einlaß 29 und am Auslaß 24 mittels geeigneter Druckmesser mißt. Erreicht dabei der gemessene Druckunterschied eine vorbestimmte Größe, so wird die Rückspülung entweder automatisch oder auch von Hand eingeleitet.performance of the filter drops below a "certain level. This condition is usually determined by looking at the different pressures at inlet 29 and at Measure outlet 24 by means of a suitable pressure gauge. Achieved if the measured pressure difference is a predetermined size, the backwashing is either automatic or automatic Hand initiated.

Die bisherige Beschreibung gibt die normale Betriebsweise eines Hilfsschichtfilters der genannten Art wieder und ist lediglich zum besseren Verständnis der Erfindung gegeben, λ'/elche auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Reinigen der Filterelemente 15 nach dem Filtrieren gerichtet ist.The previous description shows the normal mode of operation of an auxiliary layer filter of the type mentioned and is only given for a better understanding of the invention, λ '/ elche on a method and a device for Cleaning the filter elements 15 after filtering is directed.

Gemäß einem derzeit praktizierten Verfahren wird zum Reinigen der Filterelemente 15, d.h. zum Entfernen von der Hilfsschicht und angesammelten Verunreinigungen, lediglich reine Flüssigkeit von der Filtratkammer 21 über die Durchlässe 20 in die Rohre 16 und durch das Siebmaterial 16 hindurch gepreßt, d.h. also in einer der beim Filtrieren angewendeten entgegengesetzten Strömungsrichtung. Der aus der noch ungefilterten Flüssigkeit in der Filterkammer 11 und abgespülten Verunreinigungen und Beschichtungsmaterial gebildete Rückspülschlamm fällt auf den trichterförmigen Boden 13 und wird über den Auslaß 31, eine Leitung 50, ein geöffnetes Ventil V4· und einen Zwischenbehälter 5^ zur weiteren Behandlung oder Beseitigung abgeführt.According to a method currently practiced in order to clean the filter elements 15, i.e. to remove the auxiliary layer and accumulated impurities, only pure liquid from the filtrate chamber 21 via the passages 20 into the tubes 16 and through the sieve material 16 pressed through, i.e. in one of the opposite flow directions used during filtration. The one from the still unfiltered liquid Backwash sludge formed in the filter chamber 11 and rinsed off impurities and coating material falls on the funnel-shaped bottom 13 and is over the Outlet 31, a line 50, an open valve V4 · and an intermediate container 5 ^ for further treatment or Elimination discharged.

Beim Rückspülen beträgt die Strömungsgeschwindigkeit gewöhnlich etwa 600 l/min pro m Filterfläche. Im Vergleich dazu beträgt die StrömungsgeschwindigkeitWhen backwashing, the flow velocity is usually about 600 l / min per m of filter area. In comparison, the flow velocity is

beim Filtrieren etwa 20 bis 200 l/min pro m Filterfläche. Die vergleichsv/eise höhere Strömungsgeschwindigkeit für das Rückspülen wird gewöhnlich dadurch.erzielt, daß Luft oder ein anderes Gas 55 von einem Vorratsbehäi-when filtering about 20 to 200 l / min per m of filter surface. The comparatively higher flow velocity for backwashing is usually achieved by that air or another gas 55 from a storage container

iO981 1 /0797iO981 1/0797

ter y\ über Leitungen 35 und 56, ein geöffnetes Ventil V6 und den Lufteinlaß 25 zugeführt wird. Die Luft verdrängt eine entsprechende Menge des Filtrats abwärts durch die Filterelemente hindurch, während eine gleiche Menge der ungefilterten Flüssigkeit durch den Auslaß 31 abfließt. Eine hohe Rückströmgeschwindigkeit ließe sich auch dadurch erzielen, daß man gefilterte Flüssigkeit durch den Auslaß 24· in die Filtratkammer 21 zurückpumpt. Dies erscheint jedoch im allgemeinen nicht zweckmäßig, da zur Erzielung der gewünschten Rückströmgeschwindigkeit eine übermäßig hohe Pumpenleistung erforderlich wäre.ter y \ via lines 35 and 56, an open valve V6 and the air inlet 25 is supplied. The air displaces a corresponding amount of the filtrate downwards through the filter elements, while an equal amount of the unfiltered liquid flows off through the outlet 31. A high return flow rate could also be achieved by pumping filtered liquid back into the filtrate chamber 21 through the outlet 24. In general, however, this does not appear to be expedient, since an excessively high pump output would be required to achieve the desired backflow velocity.

Selbst bei der mit dem herkömmlichen Verfahren erzielten relativ hohen Rückströmgeschwindigkeit bleibt nach jeder Rückspülung eine kleine Menge des Beschichtungsmaterials zurück. Außerdem können geringe Mengen der in dem aus Beschichtungsmaterial, Verunreinigungen und Spülflüssigkeit gebildeten Rückspülschlamm enthaltenen Verunreinigungen in direkte Berührung mit dem Siebmaterial der Filterelemente kommen und sich dort festsetzen. Nach einer gewissen Anzahl von Rückspülungen sind die Durchlässe des Siebmaterials von dem jeweils zurückgebliebenen Beschichtungsmaterial und den Verunreinigungen soweit zugesetzt, daß ein wirtschaftlicher Betrieb des Filters nicht mehr möglich ist. In diesem Falle muß dann der Filter demontiert und die Filterelemente nüssen gereinigt oder ausgev/echselt v/erden. Even at the relatively high backflow velocity achieved with the conventional method, it remains after each Backwash a small amount of the coating material back. It can also contain small amounts of the in the off Coating material, contaminants and backwash sludge formed by flushing liquid contain contaminants in direct contact with the screen material of the filter elements come and get stuck there. After a certain number of backwashes, the passages of the sieve material are open of the remaining coating material and the impurities added to the extent that an economical operation of the filter is no longer possible. In this case, the filter must then be dismantled and the filter elements must be cleaned or replaced.

Es wurde nun in ausgedehnten Versuchen ermittelt, daß zum restlosen Reinigen der Filterelemente 15 von jeglichem anhaftenden Eeschichtungsmaterial eine Strönungsgeschwindigkeit von wenigstens 2 000 l/min pro m Filterfläche, vorzugsweise eine Geschwindigkeit im Bereich zwischenIt has now been determined in extensive tests that the complete cleaning of the filter elements 15 from any adhering coating material a flow rate of at least 2,000 l / min per m of filter surface, preferably a speed in the range between

2 000 und 6 000 l/min pro m erforderlich ist. Damit läßt sich die bei jeder Rückspülung zunehmende Ansammlung von zurückgebliebenem Material beträchtlich einschränken oder gänzlich vermeiden.2,000 and 6,000 l / min per m is required. In this way, the accumulation of remaining material, which increases with each backwash, can be considerably restricted or avoided entirely.

4098 1 1 /07974098 1 1/0797

Die angeführte ungewöhnlich hohe Rückströmgoschwindigkeit braucht nur über eine sehr kurze Zeitspanne aufrecht erhalten zu werden. Bei dem bisherigen Betriebsverfahren für Hilfsschichtfilter ließ sich diese hohe Strömungsgeschwindigkeit jedoch nicht einmal für kurze Dauer erzielen. Bei einem nicht sehr großen herkömmlichen Hilfsschichtfilter mit einer Filterfläche von etwa 20 m müßte nämlich für die Rückspülung eine Strömungsgeschwindigkeit von v/enigstens 40 000 l/min erzielt werden, um das Filter-HiIfsmaterial im wesentlichen vollständig von den Filterelementen zu entfernen. Die Ablaßleitung 50 eines Filters dieser Größe ist gewöhnlich ein Vier-Zoll-Rohr. Bei der Durchströmung eines solchen Rohrs mit 40 00C l/min ergäben sich Strömungsgeschwindigkeiten von mehr als 30 m/sec und ein völlig unannehmbarer dynamischer Druckabfall. Die Filterkammer eines solchen Filters hat einen Durchmesser von etwa 90 cm. Bei einer Durchströnung mit 40 000 l/min ergibt sich darin eine Strömungsgeschwindigkeit von etwa 0,9 bis 1 m/sec und ein Druckabfall von etwa 67 mm pro 100 m Rohrleitung. Daraus geht klar hervor, daß die Auslaßleitung praktisch den gleichen Durchmesser haben muß wie die Filterkammer, um für die Rückspülung eine Strömungsgeschwindigkeit von mehr als 2 000 l/minThe listed unusually high return flow velocity only needs to be maintained for a very short period of time. With the previous operating procedure for auxiliary layer filters, however, this high flow velocity could not even be used for a short period of time achieve. With a conventional auxiliary layer filter that is not very large with a filter area of about 20 m, a flow velocity would have to be required for backwashing of at least 40,000 l / min can be achieved around the filter aid material essentially completely removed from the filter elements. The drain line 50 of a filter this size is usually a four-inch pipe. A flow rate of 40 00C l / min would result in such a pipe flow velocities of more than 30 m / sec and a completely unacceptable dynamic pressure drop. the The filter chamber of such a filter has a diameter of about 90 cm. With a flow rate of 40,000 l / min This results in a flow velocity of about 0.9 to 1 m / sec and a pressure drop of about 67 mm per 100 m of pipeline. It is clear from this that the outlet duct is practically the same diameter must have like the filter chamber in order to have a flow rate of more than 2,000 l / min. for backwashing

ρ
pro m Filterfläche zu ermöglichen.ρ
to allow per m of filter surface.

Eine andere Lösungsmöglichkeit ergäbe sich gegebenenfalls durch die Verwendung einer Rückspül-Auslaßleitung mi⁺ einem Durchmesser von mehr als den üblichen vier Zeil. Rein technisch wäre es möglich, eine Zwölf- oder gar Achtzehn-Zoll-Leitung in der Anlage einzubauen. Dem steht jedoch aus wirtschaftlichen Erwägungen der übermäßig hohe Kaufpreis für großkalibrige Hochdruckventile entgegen. Darüber hinaus übt die Auslaßanordnung in der herkömmlichen Ausführung aufgrund der zun Fortbewegen der darin enthaltenen Flüssigkeit zu überwindenden Beharrungskräfte eine beträchtliche Dämpf- oder Verzögerungswirkung auf die Rückspülströmung aus.An alternative solution would result optionally by use of a backwash outlet conduit mi ⁺ a diameter of more than the usual four Zeil. From a purely technical point of view, it would be possible to install a twelve- or even eighteen-inch line in the system. However, for economic reasons, this is offset by the excessively high purchase price for large-caliber high-pressure valves. In addition, the outlet arrangement in the conventional design exerts a considerable damping or retarding effect on the backwash flow due to the inertia forces that have to be overcome to move the liquid contained therein.

409811/0797409811/0797

Mit dem Verfahren und der Vorrichtung gemäß der Erfindung . ist die ungewöhnlich hohe Rückströmgeschwindigkeit vonWith the method and the device according to the invention. is the unusually high backflow velocity of

wenigstens 2 OOO l/min pro m Filterfläche ohne Schwierigkeit erzielbar and lediglich durch die bei der Überführung der Spülflüssigkeit von der Filtratkanmer 21 in die Filterelemente erzielbare Geschwindigkeit begrenzt.at least 2,000 l / min per m of filter surface without difficulty achievable and only through the transfer of the rinsing liquid from the Filtratkanmer 21 in the achievable speed of the filter elements is limited.

Wie bereits erwähnt enthält der Druckbehälter 10 eine Schwallkammer 26, deren Tiefe in wesentlichen gleich der Länge der Haltestutzen 18 für die Filterelenente ist. Bei herkömmlichen Hilfsschichtfiltern können die Stutzen 18 ziemlich kurz sein, d.h. gerade lang genug für die Befestigung der Filterelemente 15 an der Platte In der erfindungsgemäßen Ausführung sind die Haltestutzen 13 verlängert, um die Schwallkammer 26 zu bilden. Die genaue Länge der Stutzen 18 ist abhängig von dem für die Aufnahme einer hinsichtlich Menge und Dauer vorbestimmten Rückspülströnung erforderlichen Volumen der Schwallkammer. As already mentioned, the pressure vessel 10 contains a surge chamber 26, the depth of which is essentially the same is the length of the retaining stub 18 for the filter element. With conventional auxiliary layer filters, the The nozzle 18 should be quite short, i.e. just long enough to attach the filter elements 15 to the plate In the embodiment according to the invention, the holding stubs 13 are lengthened in order to form the surge chamber 26. the The exact length of the connecting piece 18 is dependent on the one predetermined in terms of quantity and duration for receiving one Backwash flow required volume of the surge chamber.

In der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden nach dem Filtrieren und zur Vorbereitung der Rückspülung die Ventile V? und V9 geöffnet und alle übrigen Ventile geschlossen. Dadurch strömt nun Druckluft oder ein anderes Druckgas 53 vom Behälter f>4 über üie Leitungen 55, 57, einen Druckregler 58, eine Leitung 59, das Ventil V7, eine Leitung 60 und den Einlaß 27 in die Schwallkammer Dadurch wird in der Schwallkanmer 26 enthaltene Flüssigkeit verdrängt und fließt über den Auslaß 28, eine Leitung 61 mit einer Einschnürung 62, das Ventil V9 und Leitungen 63, 64 in den Behälter 45 für ungefilterte Flüssigkeit zurück. Auf diese Weise wird unmittelbar unterhalb der Filterrohrplatte 14 und durch diese von der darüberliegenden Filtratkanmer getrennt ein Luftoder Gaseinschluß gebildet. Von den Filterelementen ist der Lufteinschluß durch die Haltestutzen 18 und den oberhalb der Filterelemente verlaufenden Flüssigkeitsspiegel getrennt^ Q₉₈₁ 1/0797When carrying out the method according to the invention, the valves V? and V9 open and all other valves closed. This now flows of compressed air or another compressed gas 53 from the container f> 4 via üie lines 55, 57, a pressure regulator 58, a conduit 59, the valve V7, a line 60 and the inlet 27 into the surge chamber is thereby contained in the Schwallkanmer 26 Liquid displaces and flows back into the container 45 for unfiltered liquid via the outlet 28, a line 61 with a constriction 62, the valve V9 and lines 63, 64. In this way, an air or gas inclusion is formed immediately below the filter tube plate 14 and separated by this from the filtrate canister above it. The air inclusion is separated from the filter elements by the holding connector 18 and the liquid level running above the filter elements ^ Q ₉₈₁ 1/0797

Der Auslaß 28 ist in Höhe der Fittings 19 angeordnet, keinesfalls jedoch darunter, so daß das Druckgas nicht durch das Siebmaterial 17 und die perforierten Rohre 16 hindurch in die Filtratkammer 21 entweichen kann. Bei einer umgekehrten Anordnung, in v/elcher das Filtrat unten aus den Druckbehälter 10 abgeführt wird, kann das zugeführte Gas die Filterelemente ganz oder teilweise umgeben.The outlet 28 is arranged at the level of the fittings 19, but never below it, so that the pressurized gas cannot escape through the sieve material 17 and the perforated tubes 16 into the filtrate chamber 21. In the reverse arrangement, in which the filtrate is discharged from the bottom of the pressure vessel 10, the gas supplied can completely or partially surround the filter elements.

Nach der Verdrängung der Flüssigkeit aus der Schwallkairuner 26, also nach <1er Bildung des Gaseinschlusses, werden die Ventile V7 und V9 geschlossen. Der in der Schwallkammer 26 aufrecht erhaltene Druck ist vorzugsweise gerade ausreichend, um ein Zurückfließen der Flüssigkeit aus der Filtratkammer 21 durch die Filterelemente 15 hindurch aufgrund des statischen Druckunterschieds zu verhindern. Ein solcher Druck läßt sich mittels der Kombination aus dem Druckregler 58 und der Einschnürung 62 in der Leitung 61 einstellen und cuf^echterhalten. Ist der Luftdruck in der Schwallkämmer 26 höher als zum Ausgleich des statischen Drucks der Flüssigkeit aus der FiItratkammer 21 erforderlich, so entsteht dadurch lediglich ein unnötiger Widerstand gegen die sehr starke Rückspülströnung.After displacing the liquid from the Schwallkairuner 26, i.e. after <1 formation of the gas inclusion, the valves V7 and V9 are closed. The Indian Surging chamber 26 maintained pressure is preferably just sufficient to prevent backflow of the Liquid from the filtrate chamber 21 through the filter elements 15 due to the static pressure difference to prevent. Such a pressure can be achieved by means of the combination of the pressure regulator 58 and the constriction Set 62 in line 61 and maintain cuf ^. is the air pressure in the surge chamber 26 is higher than for compensation the static pressure of the liquid from the filtrate chamber 21 is required, this only arises an unnecessary resistance to the very strong backwash flow.

Für die eigentliche.· Rückspülung sind die Ventile V7 und V9 geschlossen und die Ventile V6, V8 und V4 werden gleichzeitig geöffnet. Das Öffnen des Ventils V6 gibt der Druckluft bzw. dem Druckgas 53 aus dem Behälter 54 den Weg über die Leitungen 55 und 56 in die Filtratkanmer 21 frei. Dabei nuß der Druck des Gases sowie seine Strömungsmenge für die Erzielung einer Strömungsgeschwindigkeit von wenigstens 2 000 l/min pro m Filterfläche genügend groß sein. Diese hohe Strömungsgeschwindigkeit läßt sich über eine kurze Zeitspanne aufrecht erhalten, da die luftgefüllte Schwallkanmer 26 eine gewisse Strömungsmenge aufzunehmen vermag. Beim Einströmen der Flüpsig-The valves V7 and V9 are used for the actual backwashing closed and the valves V6, V8 and V4 are simultaneously opened. The opening of the valve V6 gives the compressed air or the compressed gas 53 from the container 54 the way Via the lines 55 and 56 into the filtrate canister 21 free. The pressure of the gas and its flow rate must be used to achieve a flow velocity of at least 2,000 l / min per m of filter surface must be sufficiently large. This high flow rate can be maintained over a short period of time, since the air-filled surge channel 26 has a certain flow rate able to absorb. When the Flüpsig-

409811 /0797409811/0797

keit in die Schwallkammer 26 strömt die darin enthaltene Luft über die Leitungen 60, 65 und 64- aus. Auf die schnell ausströmende Luft folgende Flüssigkeit gelangt dabei über die Leitung 64 in den Behälter 45 für unfiltrierte Flüssigkeit. speed in the surge chamber 26 flows the contained therein Air out via lines 60, 65 and 64-. On the fast The liquid flowing out of the air flows through the line 64 into the container 45 for unfiltered liquid.

Die luftgefüllte Schwallkammer 26 bildet somit einen Pufferraum mit einem Volumen gleich der um die Querschnittsflächen der Filterelemente 15 verminderten Gesaint-Querschnittsfläche des Druckbehälters mal der Höhe der Stutzen 18. Die zu Beginn der Rückspülung mit sehr hoher Geschwindigkeit strömende Flüssigkeit füllt zunächst die Schwallkammer aus. Dies geschieht ohne die bei den herkömmlichen Auslaßanordnungen aufgrund von Reibung und Trägheitskräften auftretenden Begrenzungen. Die zunächst einströmende Rückspülflüssigkeit verdrängt die Luft aus der Schwallkammer, aus welcher sie über die Leitungen 60, 65 und 64 zur freien Umgebung entweichen kann. Das sich daraus zu Anfang ergebende stoßartige Einströmen der Rückspülflüssigkeit vermag die Hilfsschicht 66 mit den darin angesammelten Verunreinigungen wirksam vom Siebmaterial 17 abzureißen.The air-filled surge chamber 26 thus forms a buffer space with a volume equal to the total cross-sectional area reduced by the cross-sectional areas of the filter elements 15 of the pressure vessel times the height of the nozzle 18. The at the beginning of the backwash with a very high Velocity flowing liquid first fills the surge chamber. This happens without the conventional ones Exhaust arrangements due to friction and inertia limitations. The first flowing in Backwashing liquid displaces the air from the surge chamber, from which it is discharged via the lines 60, 65 and 64 can escape to the free environment. The sudden influx of the The auxiliary layer 66 with the impurities accumulated therein can effectively remove backwashing liquid from the sieve material 17 demolish.

Am Ende des stoßartigen Einströmens der Rückspülflüssigkeitxvird das Ventil V8 geschlossen und das vom Siebmaterial abgelöste Schichtmaterial fließt zusammen mit den Verunreinigungen über den Trichter 13, den Auslaß 31 und die Leitung 50 zur weiteren Behandlung oder zur Beseitigung in den Zwischenbehälter 52.At the end of the intermittent inflow of the backwash liquid xvird the valve V8 is closed and the layer material detached from the sieve material flows together with the impurities via the funnel 13, the outlet 31 and the Line 50 for further treatment or for elimination into the intermediate container 52.

ITach dem Ablassen der gesamten Flüssigkeit aus der Filtratkammer 21 und der Filterkammer 11 v/erden die Ventile V4 und V6 wieder geschlossen, und der Betrieb des Filters nimmt mit dem Vorbeschichten erneut seinen Anfang.After all liquid has been drained from the filtrate chamber 21 and the filter chamber 11, the valves V4 and V6 are closed again, and the filter starts to operate started again with the pre-coating.

40981 1/079740981 1/0797

Claims

Patent claims:

1.1 Procedure for cleaning in a pressure vessel

ordered and coated with an auxiliary filter material Filter elements, characterized in that a gas is introduced into the pressure vessel, v / elches at least a part of a liquid contained therein that one opposes a liquid the normal flow direction when filtering and with a flow rate of at least 2,000 1 / ni-n

ο
per m of the filter surface through the filter elements and that the gas is allowed to escape from the pressure vessel in accordance with the flow rate of the liquid.

2. The method according to claim 1, characterized in that the back flowed liquid and drains the auxiliary filter material rinsed off by means of this from the pressure vessel.

3. Method according to claim 1 or 2 for the operation of a filter having a permeable filter material arranged between at least one inlet and at least one outlet of a pressure vessel, in which a liquid to be filtered is supplied to the pressure vessel via the inlet, impurities present in the liquid at the The inlet side of the filter material is separated from the ground and the cleaned liquid flows out of the pressure vessel via the outlet, characterized in that, for cleaning the filter material, a compressed air enclosure separated from the permeable filter material by the liquid in the pressure vessel is formed in front of the inlet side of the filter material and a backwashing liquid is formed from the hindurchströnen outlet to the inlet side through the filter material while allowing the trapped air to escape into the free environment, v / obei the inflow of the backwash liquid in the z- of the Luf

40981 1/0797

einschluß eingenommenen Raum eine erhöhte Strömungsgeschwindigkeit ermöglicht.confinement occupied space allows an increased flow rate.

4. 'The method according to at least one of claims 1 to 3 »for use on a filter with a pressure vessel which subdivides a number of by means of liquid-impermeable nozzles on a pressure vessel into a lower division for liquid to be filtered and an upper division for filtered liquid , fluid-impermeable Flattc contains suspended, tubular filter elements, characterized in that a pressure turf is introduced into the pressure vessel immediately below the plate in order to form a gas enclosure which is separated from the compartment for filtered liquid through the plate and from the filter elements through the nozzles inan a Rückcpülflüssigkeit under pressure from the department of filtered liquid flow through the filter elements in the department of liquid to be filtered and can now calibrate entv. from the inclusion-free environment for the Ga., "so that in the displacement of the gas the backwashing liquid sets an increased flow rate through the filter element, and finally the backwashing liquid is drained from the compartment for the liquid to be filtered.

5. The arrangement to carry out a method according to at least one of claims 1 to 4, marked by a pressure vessel (10) subdivided into a filter element (11) and a filtrate element (21 ), by at least one arranged in the filter element and a flow ε Connection between this and the filter element (15) forming the filter element, by means (30, 33 to 40) for introducing a filter aid material (32) into the filter chamber and for attaching it to the filter element Outlet (24) for a filtered liquid from the Filtratkanmer, through Einrich-

40981 1/0797

devices for introducing a liquid mixed with solid impurities into the filter chamber, by means (27 »28, ^ A to 65) for introducing a pressurized gas (53) into the filter chamber for displacing at least part of the liquid contained therein, by means (25» V6, V8) for generating a backwash Druckr.tröraung in a direction opposite to the flow direction when filtering from the filtrate chamber through the filter element, through an outlet device (28, V8) for releasing the pressure gas from the filter chamber according to the direction of the filter element with a Flow rate of at least 2,000 l / min

ρ
per m of the Filteroberflächc flowing through backwash liquid, and an outlet means (p1, V4) in a liquid for discharging the backwash and rinsed from the filter element, with impurities staggered filter-aid material from the filter chamber.

6. Arrangement according to claim 5, characterized in that g e k e'n η, that the pressure vessel (10) by means of a fluid-impermeable plate (14) in the lower The filter chamber (11) and the filtrate chamber (21) located above it is subdivided so that at least one fluid-permeable, tubular filter element (15) by means of a fluid-impermeable connector (18) in the filter chamber is suspended from the plate and that the means for introducing a pressurized gas for the formation of a gas inclusion immediately below of the plate and with a vertical extent not exceeding that of the connecting piece, one immediately below the gas line (60) opening into the plate, an arrangement connecting the gas line to a pressurized gas source (5 ^ 0) (57 »58, 59, V7) and one in one the vertical extension of the connection not exceeding a distance from the plate arranged outlet for from the via the gas line have supplied compressed gas displaced liquid.

40981 1/0797

ICIC

LeerseiteBlank page