DE2412007B2

DE2412007B2 - Filter fuer wasseraufbereitungsanlagen

Info

Publication number: DE2412007B2
Application number: DE19742412007
Authority: DE
Inventors: Hans 5090 Leverkusen; Wehke Helmut 4830 Gütersloh Börner
Original assignee: Akdolit-Werk GmbH Akdolit- und Magno-Produkte für Wasseraufbereitung, 4000 Düsseldorf
Priority date: 1974-03-13
Filing date: 1974-03-13
Publication date: 1976-03-25
Also published as: DE2412007A1

Description

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Die Erfindung betrifft ein Filter für Wasseraufbereitungsanlagen, das zusammen mit einer zur Filterrückipülung umsteuerbaren Pumpe in einen Leitungszug der Anlage eingeschaltet ist, mit einem Filterbehälter, in dem sich körniges Filtermaterial befindet und der an leiner einen Seite einen Rohwasserzulauf und einen Spülwasserablauf und an der anderen Seite einen Reinwasserablauf aufweist und der im übrigen so iusgebildet ist, daß der dem Rohwasserzulauf bzw. dem Spülwasserablauf zugewandte Teil des Filterbehälters einen größeren Filterquerschnitt aufweist, als der im Bereich des Reinwasserablaufes liegende Fiiterteil.

Es ist ein geschlossener Filterbehälter für quellbare Austauschmassen bekannt, bei dem der dem Rohwasserzulauf bzw. dem Spülwasserablauf zugewandte obere Teil des Filterbehälters einen größeren Filterquerschnitt aufweist, als der im Bereich des Reinwasserablaufes liegende Filterteil. Mit dieser Formgebung soll erreicht werden, daß der Quellungsdruck der quellbareu Austauschmasse nach oben abgelenkt wird, so daß die Körner keinem mechanischen Verschleiß unterworfen -_nd Dieser Zweck führt zu einer bemessung der Querschnittserweiterung im oberen, Te.l des Filierbehälters die in keinem Fall dazu fuhren kann, daß die oben genannten Schwierigkeiten bezüghch der Ab»_im. rr.une von Fiiiergesci.wir.uigKe.. -..- ..uccspmge-,chwindigkeit behoben werden oder daß sogar bei oDtimaler Filtergeschwindigkeit auf d.e Anwendung ^iner Drosselung für das Rückspülen verzichtet werden k"nn(DT-GbmB9031Vb/121).
"Es ist ferner bekannt, den Fiiterbehäiter eines Geeenstromfilters so auszubilden, daß der untere Behälterbereich kegelstumpf- oder pyramidenstumpfförmig ist- Hierbei vergrößert sich jedoch der Behälterquerschnitt zum Behälterboden bzw. zum Reinwasserabfluß hin. Diese Formgebung dient dem Zweck während der Regenerierphase ein Aufsteigen und gleichzeitiges Umschichten der Filtermasse zu verhindern (DT-OS 16 11154).

Derartige Filter werden im allgemeinen senkrecht angeordnet und bei Filtration von oben nach unten von d<-m zu reinigenden Wasser durchströmt. Die in dieser Richtung vorgegebene Filtergeschwindigkeit lieg: meist unterhalb derjenigen Geschwindigkeit, die zur .^reichenden Reinigung des verschmutzten Filtenmtenals beim Rückspülen erforderlich ist.

In diesem Fall ist es dann notwendig, lur die Rückspülung zusätzliche Pumpenleistung zur Verfügung zu stellen, damit die optimale Rückspülgeschwindigkeit erreicht wird. Diese wiederum bemißt sich nach der zur Erzielung der notwendigen Reinigungswirkung erforderlichen Auflockerung des Filtermaterials.

Bei Filtern neuerer Bauart wurde in einigen Fällen die Körnung des Filtermaterials so auf die Filtergeschwindigkeit abgestimmt, daß letztere etwa so groß war wie die optimale Rückspülgeschwindigkeit. Hierdurch HeB sich der Vorteil erreichen, daß nur eine Umkeh. ung der Förderrichtung durch Umsteuerung der Pumpe erforderlich war, ohne daß die Pumpenleistung selbst verändert werden mußte oder das Einschalten einer Drosselung erforderlich war.

Es werden jedoch in letzter Zeit häufig auch Filtermaterialien verwendet, deren Beschaflenheit, insbesondere auch deren Körnung, höhere Filtergeschwindigkeit zuläßt; diese Geschwindigkeiten können bis zu 100 m/h betragen, während bei den Filtern der zuvor genannten Bauart meist nur eine Filtergeschwindigkeit zwischen 40 und 50 m/h erreicht werde konnte. Die optimalen Rückspülgeschwindigkeiten liegen jedoch nach wie vor etwa zwischen 35 und 55 m/h.

Hieraus ergibt sich, daß mit dem Vorteil einer höheren Filtergeschwindigkeit der Nachteil verbunden ist, daß für die Rückspülung das Einschalten einer Drosselung erforderlich ist, damit die Rückspülgeschwindigkeit den genannten Geschwindigkeitsbereich nicht übersteigt. Wenn nämlich die Rückspülgeschwindigkeit zu groß wird, kann das Filtermaterial durch den Spülwasserablauf aus dem Filterbehälter herausgetragen werden. Dies muß unbedingt verhindert werden.

Die Notwendigkeit einer zusätzlichen Drosselung ist nachteilig, weil hierdurch ein erheblicher technischer Mehraufwand entsteht und erfahrungsgemäß auch eine größere Störanfälligkeit zu verzeichnen ist.

Hiervon ausgehend lag der Erfindung die Aufgabe zugrunde, auch bei Filtergeschwindigkeiten, die wesentlich höher sind als die optimale Rückspülgeschwindigkeit, die Notwendigkeit einer Drosselung beim Rückspülvorgang zu vermeiden.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird für ein Filter der

eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die Querschnittsvergrößerung so groß bemessen ist, daß die für die Filtration vorgegebene Filtergeschwindigkeit in dem erweiterten Behälterteil bei Umschaltung auf Rückspülung etwa auf die optimale Rückspülgeschwindigkeit verringert wird.

Hierdurch ergibt sich der Vorteil, daß die Pumpe auch bei einer Rückspülung mit derselben Leistung arbeiten kann wie bei der Filtration mit hoher Filtergeschwindigkeit, ,o

Es läßt sich im Bereich des vergrößerten Filterquerschnittes die auch beim Rückspülen ursprünglich hohe Geschwindigkeit auf die Größe der optimalen Rückspülgeschwindigkeit herabsetzen, ohne daß hierzu das Einschalten einer Drosselung oder aber das Reduzieren der Pumpenleistung erforderlich ist. Damit entfallen der zusätzliche technische Aufwand und die vergrößerte Störanfälligkeit.

Die Größe der Querschnittserweiterung sollte in radialer und in axialer Richtung so bemessen sein, daß die sich bei Rückspülung ergebende Steighöhe des Filtermaterial? etwa der axialen Länge der Querschnittserweiterung entspricht.

Bei einer anderen Ausführungsform kann der Filterbehälter aber auch so ausgebildet sein, daß der Querschnitt sich vom Reinwasserablauf aus bis zum Spülwasserablauf kontinuierlich erweitert.

Nachfolgend werden zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung an Hand einer Zeichnung näher beschrieben. Im einzelnen zeigt

Fig. 1 in schematischer Darstellung eine erste Ausführungsform des Filters,

Fig. 2 in schematischer Darstellung eine weitere Ausführungsform des Filters.

Dem in Fig. 1 dargestellten Filter, mit dem Filterbehälter 10 in senkrechter Anordnung, wird im Oberteil über den Einlauftrichter 11 und Rohwasserleilung 12 das zu filtrierende Wasser zugeführt. Umschaltbar zur Rohwasserleitung 12 ist an den Einlauftrichter 11 der Spülwasserablauf 16 angeschlossen. An der gegenüberliegenden unteren Stirnfläche des Filtergehäuses 10 befindet sich der Reinwasseranteil 13 mit dem Abfluß 15. Der Reinwasseranteil 13 ist dabei in bekannter Form durch geeignete Siebe, Düsenplatten od. dgl. vom Filterbehälter getrennt, so daß das im Filtergehäuse 10 befindliche Filtermaterial 14 von dem Wasserstrom nicht mitgenommen werden kann.

Der Filterbehälter 10 ist in mehrere Abschnitte von unterschiedlichem Querschnitt unterteilt. In dem unteren, an den Reinwasseranteil 13 anschließenden Teil 10a hat der Filierbehälter 10 einen gleichbleibenden kreisförmigen Querschnitt. Der Filterbehälter 10 ist etwa bis zum oberen Ende dieses Teiles 10a in einer Höhe Hmit dem Filtermaterial 14 gefüllt.

An dem Teil 10a des Filterbehälters 10 schließt ein weiterer Teil 106 an, dessen Querschnitt sich unter einem bestimmten Winkel alpha konisch erweitert. Für ein bestimmtes Filtermaterial von gegebener Körnung hängt die Größe bzw. Höhe der bei einer Rückspülung auftretenden Bettausdehnung — mit entsprechender Auflockerung des Filtermatirials 14 — von der Höhe der Rückspülgeschwindigkeit, der Höhe der Filterschicht und dem Gradienten der Querschnittsvergrößerung maßgeblich ab. Die Höhe des Teils 10i> des Filterbehälters 10 entspricht hier etwa der Steighöhe Hi. d. h. derjenigen Höhe, bis zu der das Filtermaterial 14 bei der Rückspülung aufgelockert wird bzw. die Ausdehnung des Fiiterbettes erfolgt.

Für den normalen Filtrationsbetrieb wird Rohwasser über Leitung 12 und Einlauftrichter 11 dem Filter zugeführt. Die Geschwindigkeit soll dabei z. B. 50 m/h, bezogen auf den zylindrischen Teil 10a des Filtergehäuses 10 mit der Höhe /-/betragen, betragen. Das Wasser durchfließt dabei das Filtermaterial 14 in Richtung auf den Reinwasseranteil 13 und Abfluß 15. Wenn eine Rückspülung des Filters erforderlich ist, wird durch Umschalten die Fließrichtung innerhalb des Filters umgekehrt, wobei die Pumpenleistung in etwa gleich bleibt. Die Rohwasserleitung 12 wird geschlossen, während der bisher geschlossene Spülwasserablauf 16 geöffnet wird. Die Wasserförderung durch die Pumpe erfolgt dann über die Leitung 15 in den Reinwasserteil 13. Das Spülwasser durchfließt dann den Teil 10a des Filterbehälters 10 ebenfalls mit der Geschwindigkeit von 50 m/h. Im Bereich des Teiles lOfcdes Filterbehälters 10 wird dagegen die Spülwassergeschwindigkeit auf Grund der Querschnittserweiterung herabgesetzt, ζ Β. auf 35 m/h, in der Höhe des größten Querschnittes des Teiles \Qb. Diese Herabsetzung der Geschwindigkeit reicht dann aus. um ein Herausspülen des Filtermaterials 14 über den Trichter U in den Spülwasserablauf 16 zu verhindern. Das ursprünglich nur im Teil 10a befindliche Filtermaterial 14 wird hierbei aufgelockert und erfahrt eine Bettausdehnung bis etwa zum größten Querschnitt des Teiles 10έ>. Hierbei ist ein einwandfreies Herausspüicn der im Filtermaterial zurückgehaltenen Schmutzteile gewährleistet.

Bei der abgewandelten Ausführungsform nach F i g. 2 gelten grundsätzlich dieselben Voraussetzungen wie bei der zuvor beschriebenen Ausführungsform. Es ist hier nur ein Filterbehälter vorgesehen, dessen Querschnitt sich vom Reinwasserteil 13 in Richtung Spülwasserabiauf 16 kontinuierlich vergrößert. Der Filterbehälter 17 ist ebenfalls in einer Höhe H mit dem Filtermaterial 14 gefüllt. Bei Rückspülung erfolgt eine Auflockerung bzw. Filterbettausdehnung bis etwa zu der durch die Steighöhe Hi gekennzeichneten Marke innerhalb des Filterbehälters 17.

Bezugsziffernliste:	Filterbehälter,
10	Behälterteil,
10a	Behälterteil,
\0b	Einlauf- bzw. Ablauftrichter,
11	Rohwassereintritt,
12	Reinwasserteil,
13	Filtermaterial,
14	Reinwasserabfluß,
15	Spülwasserablauf.
16	Filterbehälter.
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Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Filier für Wabseiäuibereitüngsaniagen, das zusammen mit einer zur Filterrückspülung umsteuerbaren Pumpe in einen Leitungszug der Anlage eingeschaltet ist, mit einem Fiiterbehäiter, in dem sich körniges Filtermaterial befindet und der an seiner einen Seite einen Rohwasserzulauf und einen Spülwasserablauf und an der anderen Seite einen Reinwasserabiauf aufweist und der im übrigen so ausgebildet ist, daß der dem Rohwasserzulauf bzw. dem Spülwasserablauf zugewandte Teil des Filterbehälters einen größeren Filterquerschnitt aufweist als der im Bereich des Rei.iwasserablaufes liegende Filterteil, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsvergrößerung so bemessen ist, daß die für die Filtration vorgegebene Filtergeschwindigkeit in dem erweiterten Behälterteil (10i>; 17) bei Umschaltung auf Rückspülung etwa auf die optimale Rückspülgeschwindigkeit verringert wird.

2. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der die Querschnittserweiterung bildende Teil des Filterbehälters (iOb; 17) kegelstumpfförmig oder pyramidenstumpfförmig ausgebildet ist.

3. Filter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des Filterbehälters (10) an der dem Reinwasserablauf (13) zugewandten Filterseite (1Oa^ gleichbleibend ist und daß sich die Querschnittserweiterung an diesen Teil anschließend (Teil \0b) etwa bis zum Spülwasser ablauf (16) erstreckt.

4. Filter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe der Querschnittserweiterung in radialer und in axialer Richtung so bemessen ist, daß is die sich bei Rückspülung ergebende Steighöhe (H-) des Filtermaterials (14) etwa der axialen Lange der Querschnittserweiterung (Teil lOtyentspricht.

5. Filter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Querschnitt des Filterbehälters (17) vom Reinwasserablauf (13) aus bis zum Spülwasserablauf (16) kontinuierlich erweitert.