DE2628118C2

DE2628118C2 - Verfahren zur Herstellung eines regenerierbaren Aktivfilters

Info

Publication number: DE2628118C2
Application number: DE2628118A
Authority: DE
Inventors: Klaus Dr. Haberer; Hans-Ulrich Dipl.-Ing. Klein; Sabine Ing.(grad.) 6200 Wiesbaden Normann
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1976-06-23
Filing date: 1976-06-23
Publication date: 1986-07-17
Also published as: JPS5322180A; IT1083785B; NL7706961A; FR2355546B1; AT361863B; SE7707226L; GB1576253A; CH633194A5; DE2628118A1; BE855976A; ATA417877A; FR2355546A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines regenerierbaren Aktivfilters für die anschließende Filtration von Flüssigkeiten, bei dem zur Vorbehandlung des Filters Reaktions- oder Adsorptionsmittel vor dem eigentlichen Filtrationsvorgang zugegeben werden.

Es gehört bereits zum Stand der Technik Filter mit gekörnten physikalisch/chemisch wirksamen Stoffen zu betreiben, dabei ist es insbesondere in der Wasseraufbereitung bekannt. Filter aus gekörnter Aktivkohle zu verwenden. In den Kohlefiltern finden neben der Adsorption und der katalytischen Oxidation häufig auch biologische Vorgänge statt, die für die Aufgaben der Wasseraufbereitung einerseits von Vorteil sein können, andererseits aber auch die Gefahr der Filterverkeimung mit sich bringen. Auch kann es, beispielsweise bei Änderung der Wasserqualität, zu einer Verdrängung und damit zur plötzlichen Abgabe spezieller, über längere Zeit im Aktivkohlefilter angereicherter organischer Wasserin

haltsstoffe kommen.

Bei der Wasseraufbereitung hat auch die Anwendung von Pulverkohle in sehr weitgehendem Maß Eingang gefunden, indem Pulverkohie kontinuierlich zudosiert wird. Dies erfordert nur geringe Investitionskosten und ermöglicht eine leichte Anpassung an veränderte Wasserqualität. Jedoch ist bei einstufiger Anwendung nur eine schlechte Ausnutzung der Adsorptionskapazität gegeben, die nur durch längere Kontaktzeiten, gegebenenfalls über Stunden hinweg wesentlich verbessert werden kann und ein weiterer Nachteil besteht darin, daß die nachgeschalteten Filter bei der Pulverkohleanwendung zum Verstopfen neigen.
Auch ist es bekannt, für spezielle Aufgaben sowohl pulverförmige als auch körnige Aktivkohle anzuwenden (DE-AS 10 74 510). Weiter ist es bekannt geworden, mit einem Reaktions- oder Adsorptionsmittel vor dem eigentlichen Filtrationsvorgang zu konditionieren. Dabei ist es jedoch nicht möglich, die dabei in dem Filter aufgebrachten Schichten, z. B. Metallhydroxide, für einen neuen Konditionierungsvorgang zu entfernen (US-PS 28 32 473).

Der vorliegenden Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Verfahren verfügbar zu machen, bei dem die Reaktions- und Adsorptionsmittel in Form von pulverförmigen Feststoffen einsetzbar sind, wobei eine möglichst gute Ausnutzung der Kapazität dieser Mittel gewährleistet sein soll.
Die Erfindung besteht in einem Verfahren der eingangs genannten Art und zeichnet sich dadurch aus daß die Reaktions- oder Adsorptionsmittel pulverförmig oder sehr feinkörnig sind und bei einer gegenüber dem anschließenden Filtrationsvorgang wesentlich höheren Strömungsgeschwindigkeit einem nicht reaktiven Trägermaterial zugeführt werden, so daß sie an dem Trägermaterial reversibel haften.

Eine vorteilhafte Ausbildung des Verfahrens, bei dem die Reaktions- oder Adsorptionsmittel wieder entfernt werden, besteht darin daß die reversibel haftenden pulverförmigen Reaktions- oder Adsorptionsmittel die nach dem Filtrationsvorgang beladen sind, durch einen Spülvorgang unter Verwirbelung des Trägermaterials vollständig von diesem abgetrennt werden.

Um Verluste zu vermeiden, werden zweckmäßig die pulverförmigen oder sehr feinkörnigen Reaktions- oder Adsorptionsmittel umgewälzt, bis sie nicht mehr aus dem Filter ausgetragen werden.

Eine vorteilhafte Ausführungsform besteht darin, daß die pulverförmigen oder sehr feinkörnigen Reaktions- oder Adsorptionsmittel im Aufwärtsstrom zugeführt werden. Dabei erfolgt der Spülvorgang im Abwärtsstrom, um u. a. auch die Schwerkraft auszunutzen.

Eine vorteilhafte Ausbildung des Verfahrens zeichnet sich dadurch aus daß zur Bildung eines Aktivkohlefilters Pulverkohle auf die Oberfläche des Träger-Materials angelagert wird.

Gemäß einer weiteren Ausbildung des Verfahrens wird zur Bildung eines Aktivfilters zur Entfernung von organischen Verbindungen, insbesondere organischen Säuren, pulverförmiges Aluminiumoxid auf das Trägermaterial aufgebracht.

Die Erfindung soll nachfolgend an dem Beispiel eines Aktivkohlefilters näher erläutert werden.

Indem es gelingt, Aktivkohlepulver in größeren Mengen in einem Filterbett gleichmäßig einzulagern, entsteht ein Filter hoher Wirksamkeit. Dies ist darauf zurückzuführen, daß sich die Aktivkohlepartikel auf der Oberfläche von spezifisch sehr leichten Kunststoffku-

geln gleichmäßig ablagern und so ein künstliches Aktivkohlefilter mit großer Oberfläche bilden, das so lange vom Wasser im Aufwärtsstrom durchflossen wird, bis die Adsorptionskapazität der Kohle erschöpft ist. Im Vergleich zu herkömmlichen Aktivkohlefiltem besteht hier nur eine kurze Arbeitsperiode, an derem Ende die beladenen Aktivkohleteilchen durch einen starken, abwärts gerichteten Spülwasserstrom wieder von der FiI-terschüttung abgetrennt und aus dem Filter entfernt werden. Hierdurch werden nachteilige Verdrängungseffekte an organischen Stoffen und stärkere Filterverkeimungen vermieden.

Die Vorbehandlung in Form eines Einspül- und Konditionierungsvorgangs hängt von den Konstruktionsmerkmalen des Filters (Art des Filtermaterials, dessen Schichthöhe, Filterabmessungen) und von der Art und Menge des verwendeten Pulvers ab. Bei einer vorhandenen Versuchsanordnung wurde für das Einspülen des Aktivkohlepulvers mit einem Injektor ein Zeitraum von einer Minute bentklgt und anschließend das Filter durch eine Umwälzung äss Wassers bei einer Geschwindigkeit von 70 m/h acht Minuten vorbehandelt Das Ende der Konditionierung zeigt sich durch den Rückgang des Trübungswertes am Filterausgang auf oder unter den des Rohwassers an.

Für den Filterbetrieb wird der Umwälzkreislauf abgeschaltet und das Rohwasser mit der gewünschten, im Vergleich zur Einspülung im allgemeinen wesentlich verringerten Geschwindigkeit durchgesetzt. Bei der Rückspülung in Gegenrichtung werden die Aktivkohleteilchen von der Fifferschüttung abgetrennt Die Kohle die spezifisch schwerer als Wasser ist. wird rasch nach unten mitgerissen, während oie leichten Kunststoffkügelchen einen hohen Auftrieb besitzen und dem Wasserstrom bei der Rückspülung entgegenwirken. Die Spülgeschwindigkeiten sollten so hoch sein, daß das Filterbett deutlich expandiert, etwa um 15 bis 20 %. Es wurde bei Versuchen 5 bis 10 Minuten mit einer Geschwindigkeit von etwa 100 m/h gespült Die Kunststoffkügelchen befinden sich dann in einer Wirbelschicht, nehmen jedoch nach dem Abstellen des Spülwassers augenblicklich ihre Ausgangslage ein.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren können hochwirksame Aktivfilter mit guter Ausnutzung der Adsorptionskapazität hergestellt werden. Ohne Schwierigkeit ist eine Anpassung der wirksamen Materialien, vorzugsweise Adsorbentien, an veränderte Erfordernisse, wie beispielsweise Wasserqualitäten, jederzeit möglich und durch Zugabe entsprechender Stoffe (möglicherweise im Gemisch) können die verschiedensten Wirkungen erreicht werden. So kann zur Entfernung von geruchs- und geschmacksbildenden Stoffen und insbesondere zur Entfernung von Chlor und unpolaren organischen Verbindungen Pulverkohle in das Filter eingelagert und zur Entfernung anderer organischer Verbindungen insbesondere von organischen Säuren, pulverförmiges Aluminiumoxid auf das Trägermaterial im Filter aufgebracht werden.

In entsprechender Weise ist es möglich, auch andere pulverförmige physikalisch/chemisch aktive Stoffe auf ein die Filterstrukturen bestimmendes Trägermaterial anzulagern, um auf diese Art und Weise die entsprechenden Filterwirkungen zu erreichen.

Zur rationelleren Durchführung des Verfahrens kann für mehrere Filter ein gemeinsamer, zu jedem Filter zu- oder abschaltbarer Kreislauf vorgesehen werden, der mit einer Pumpe großer Durchflußleistung ausgestattet ist, um hohe Strömungsgeschwindigkeiten beim Einspülen und Konditionieren zu ermöglichen.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren werden durch die kurzen Arbeitsperioden nicht nur hohe Kosten für die Vorhaltung großer Mengen teurer physikalisch/chemisch wirksamer Stoffe vermieden, gleichzeitig ist damit auf einfache Weise eine Anpassung an verschiedene Gegebenheiten und Erfordernisse durch den Einsatz verschiedener physikalisch/chemisch aktiver Stoffe möglich. Damit ergeben sich für das erfinde jigsgemäße Verfahren vielseitige Anwendungsmöglichkeiten.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung eines regenerierbaren Aktivfilters für die anschließende Hitration von Flüssigkeiten bei dem zur Vorbehandlung des Filters Reaktions- oder Adsorptionsmittel vor dem eigentlichen Filtrationsvorgang zugegeben werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktionsoder Adsorptionsmittel pulverförmig oder sehr feinkörnig sind und bei einer gegenüber dem anschließenden Filtrationsvorgang wesentlich höheren Strömungsgeschwindigkeit einem nicht reaktiven Trägermaterial zugeführt werden, so daß sie an dem Trägermaterial reversibel haften.

2. Verfahren nach Anspruch t, bei dem die Reaktions- oder Adsorptionsmittel wieder entfernt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die reversibel haftenden pulverförmigen Reaktions- oder Adsorptionsmittel, die nach dem Filtrationsvorgang beladen sind, durch einen Spülvorgang unter Verwirbelung des Trägermaterials vollständig von diesem abgetrennt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die pulverförmigen oder sehr feinkörnigen Reaktions- oder Adsorptionsmittel zur Vermeidung von Verlusten umgewälzt werden bis sie nicht mehr aus dem Riter ausgetragen werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die pulverförmigen oder sehr feinkörnigen Reaktions- oder Adsorptionsmittel im Aufwärtsstrom zugeführt werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Spülvorgang im Abwärtsstrom erfolgt.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung eines Aktivkohlefilters Pulverkohle auf die Oberfläche des Trägermaterials angelagert wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung eines Aktivfilters zur Entfernung von organischen Verbindungen, insbesondere organischen Säuren pulverförmiges Aluminiumoxid auf das Trägermaterial aufgebracht wird.