DE2630195B2 - Verfahren zur Rückspülung von Filterbetten und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entfernung der in einem Filterbett aus körnigem Material während des Abwärtsströmens eines zu filtrierenden Mediums abgelagerten festen Verunreinigungen durch Rückspülung mit einer Flüssigkeit, wobei die Strömungsgeschwindigkeit der Rückspülflüssigkeit größer als die Absetzgeschwindigkeit der abgelagerten Verunreinigungen ist und das körnige Material in den Zustand einer Wirbelschicht überführt und die Rückspülung mit wechselnden Strömungsgeschwindigkeiten durchgeführt wird, wobei die höhere Strömungsgeschwindigkeit das körnige Material des Filterbetts im Zustand einer Wirbelschicht hält und auch die niedrigere Strömungsgeschwindigkeit über der Absetzgeschwindigkeit der abgelagerten Verunreinigung liegt (nach Patentanmeldung P 24 32 443.4).

Gemäß Hauptanmeldung P 24 32 443.4 wird ein flüssiges Rückspülmedium mit zwei durch die Art der abgelagerten Verunreinigungen und durch die Eigenschäften des Filterbettes und seiner Bestandteile vorgegebenen Strömungsgeschwindigkeit durch das Filterbett geleitet Dieses Verfahren bietet erhebliche Vorteile hinsichtlich der Dauer des Rückspülvorganges and der ei ziehen Reinigungswirkung.

Ausgehend von dem Verfahren gemäß Hauptpatentanmeldung P 24 32 443.4 liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Weiterbildung des darin beschriebenen Rückspülverfahrens anzugeben, die insbesondere für die Rückspülung stärkerer Filterschichten geeignet ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß man zusätzlich ein zweites Rückspülmedium zum Rückspülen verwendet, die Strömungsgeschwindigkeit mindestens eines der Rückspülmedien im Verlaufe eines Rückspülvorganges für mindestens ein Zeitintervall auf den Wert 0 verringert und Luft als das eine Rückspülmedium und eine Flüssigkeit als das andere Rückspülmedium verwendet.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß das dem Verfahren nach dem Hauptpatent zugrunde liegende Prinzip, das Filterbett während des Rückspulens zeitweilig nur aufzulockern und zeitweilig vollsiärnJig zu verwirbeln, in besonders vorteilhafter Weise bei Verwendung zweier getrennt steuerbarer Rückspülmedien verwirklicht werden kann, wenn Luft als eines der Rückspülmedien verwendet wird, wobei darauf hingewiesen sein soll, daß die gleichzeitige, jedoch kontinuierliche Zufuhr von Luft und einer Flüssigkeit zum Rückspulen von Filtern bekannt ist.

Es hat sich in vielen Fällen als günstig erwiesen, wenn man in einer Weiterbildung des Verfahrens nach Anspruch 1 während des Rückspulens die Flüssigkeit kontinuierlich und die Luft intermittierend in das Filterbett einleitet. Ferner kann als Weiterbildung von Vorteil sein, daß die Einleitung mindestens eines Rückspülmediums periodisch unterbrochen wird.

In anderen Fällen ist es günstig, wenn man in einer anderen Weiterbildung während des Rückspulens die Luft kontinuierlich und die Flüssigkeit intermittierend in das Filterbett einleitet.

Es kann aber auch als Weiterbildung vorteilhaft sein, wenn man während des Rückspulens in aufeinanderfolgenden Arbeitszyklen zuerst das eine, dann das andere

und dann beide Rückspülmedien in das Filterbett einleitet, wobei die Einleitung der Rückspülmedien in allen drei Fällen vom unteren Ende des Filterbettes her erfolgt

Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit einem üblichen Filterbehälter, in dem auf einem Siebboden Filtermaterial lagert, und der an seinem unteren Ende ein Rückspülrohr rur Einleitung von Rückspülflüssigkeit und ein Filtratablaufrohr, an seinem oberen Ende ein Auslaßrohr zum Abführen der Rückspülflüssigkek und eine an dem Rückspülrohr des Filterbehälters angeordnete Einrichtung zur Einstellung verschiedener Strömungsgeschwindigkeiten der Rückspülflüssigkeit aufweist, welche dadurch gekennzeichnet ist, daß die Einrichtung einen Taktgeber aufweist, über den mindestens ein Förderaggregat und/oder ein Ventil für ein Rückspülmedium steuerbar ist.

Dabei ist es vorteilhaft, wenn ein Zeitrelais vorgesehen ist, mit dessen Hilfe der Taktgeber für ein vorzugsweise wählbares Zeitintervall einschaltbar ist. Durch die Verwendung eines Zeitrelais in Verbindung mit einem Taktgeber, die beide auf vorzugsweise experimentell ermittelte Zeit- bzw. Arbeitsintervalle eingestellt werden, ist es möglich, den Rückspülvorgang nach Einschalten des Zeitrelais vollautomatisch ablaufen zu lassen. Insbesondere besteht dabei auch die Möglichkeit, das im allgemeinen erforderliche Verstellen von Ventilen an den Zulauf- und Ablaufleitungen des Filterbehälters zu Beginn und am Ende des Rückspülvorgangs automatisch über das Zeitrelais auszulösen.

Die Figur zeigt eine schematische Darstellung dner Vorrichtung gemäß der Erfindung mit dem zu reinigenden Filter.

Das in der Figur gezeigte Filter ist insgesamt mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet und weist im Inneren eines Filterbehälters 12 ein Filterbett 14 aus körnigem Material auf, welches beispielsweise auf einem Siebboden 16 ruht.

Während der normalen Betriebes wird dem Filter 10 die zu reinigende Flüssigkeit von einer Pumpe 18 über ein während dieser Betriebsphase offenes Ventil 20 über eine Zulaufleitung 22 an seinem im Betrieb — und in der Zeichnung — oberen Ende zugeführt. Nachdem die zu reinigende Flüssigkeit das Filterbett 14 passiert hat, verläßt sie den Filterbehälter 14 über eine Ablaufleitung 24 mit einem während dieses Reinigungsbetriebes offenen Ventil 26. Die Strömungsrichtung während des Reinigungsbetriebes ist im Bereich des Filterbettes durch einen gestrichelten Pfeil angedeutet.

Wenn das Filter 10 bzw. das Filterbett 14 durch Verunreinigungen aus der über die Zulaufleitung 22 herangeführten zu reinigenden Flüssigkeit bis zu einem vorgegebenen Grenzwert beladen ist oder gegebenenfalls auch nach Ablauf eines empirisch ermittelten Zeitintervalls, wird eine Rückspülung des Filters vorgenommen, um die ursprünglich vorhandene Filterwirkung wieder herzustellen.

Zu Beginn des Rückspülvorganges wird ein Ventil 28 in einer mit der Pumpe 18 verbundenen Rückspülleitung 30 geöffnet, welche zum unteren Ende des Filterbehälters 12 führt. Dabei wird davon ausgegangen, daß bei dem betrachteten Ausführungsbeispiel die zu reinigende Flüssigkeit selbst als Rückspülmedium verwendet wird. Ferner werden die Ventile 20 und 26 in der Zulaufleitung 22 bzw. der Ablaufleitung 24 geschlossen, und es wird ein Ventil 32 in einer Ablaufleitung 34 am oberen Ende des Filterbehälters 12 geöffnet. Die von der Pumpe 18 geförderte, als Rückspülmedium dienende Flüssigkeit strömt nunmehr von unten nach oben durch das Filterbett, wie dies durch einen in ausgezogenen Linien gezeichneten Pfeil angedeutet ist und verläßt den Filterbehälter 12 unter Mitnahme der im Filterbett vorhandenen Verunreinigungen über die Ablaßleitung 34.

Als zweites Rückspülmedium wird am unteren Ende des Filterbehälters 12 über eine zweite Rückspülleitung

ic 36 mit einem Ventil 38 Luft von unten in das Filterbett 14 eingeleitet. Zur Erzeugung des erforderlichen Drucks ist dabei ein Ventilator 40 oder ein anderes geeignetes Förderaggregat vorgesehen, welches die Luft über die zweite Rückspülleitung in den Filterbehälter 12 drückt.

Die Luft kann ebenfalls über die Ablaßleitung 34 abströmen oder auch über eine eigens dafür vorgesehene Ventilanordnung (nicht dargestellt).

Bei der Einrichtung 2 wird nun durch einen Taktgeber 42 entweder die Pumpe 18 oder der Ventilator 40 gesteuert oder es werden beide Förderaggregate 18,40 in vorgegebener Weise von dem Taktgeber 42 gesteuert. Der Taktgeber 42 selbst wird ferner über ein Zeitrelais 44 ein- und ausgeschaltet. Am Eingang des Zeitrelais 44 ist ein Taster 46 vorgesehen, durch dessen Betätigung ein Rückspülzyklus eingeleitet wird. Der Taktgeber 42 und das Zeitrelais 44 können von üblicher Bauart sein, wobei als Zeitrelais vorzugsweise ein Relais mit Motor verwendet wird, wie dies durch das Schaltungssymbol angedeutet ist.

Grundsätzlich besteht die Möglichkeit, die verschiedenen Ventile 22, 26, 28, 32, 38 vor Beginn eines Rückspülvorganges von Hand in die für das Rückspülen erforderliche Stellung zu bringen und die Ventile nach Beendigung des Rückspulens wieder in die für den Filterbetrieb erforderliche Stellung zurückzustellen. Günstiger ist es jedoch, wenn die erforderlichen Stellbewegungen für die Ventile ebenfalls durch das Zeitrelais 44 ausgelöst werden, wie dies bei dem betrachteten Ausführungsbeispiel schematisch angedeutet ist. Der Ausgang des Zeitrelais 44 ist nicht nur mit dem Taktgeber 42 verbunden, sondern gleichzeitig mit einer Sammelschiene 48, von der verschiedene Steuerleitungen 50 zu den einzelnen Ventilen 22, 26,28,32,38 abzweigen. Damit das öffnen und Schließen der einzelnen Ventile in der für den Betrieb der Anlage richtigen Reihenfolge erfolgt, können dabei zwischen den einzelnen Leitungen 50 und der Sammelschiene 48 geeignete Verzögerungs- oder Zeitglieder 52 vorgesehen sein, wobei es im allgemeinen genügen dürfte, für die gruppenweise Ansteuerung der Ventile ein oder zwei Zeitglieder 52 vorzusehen, zumal bei Wahl eines geeigneten Taktgebers 42 die Möglichkeit besteht, das Anlaufen der Pumpe 18 und/oder des Ventilators 40 gegenüber dem Einschalten des Zeitrelais 44 zu verzögern.

Sobald das Zeitrelais 44 eingeschaltet ist und die Ventile sich in der richtigen Stellung befinden, können die Pumpe 18 und/oder der Ventilator 40 dann unter Steuerung durch den Taktgeber 42 zyklisch ein- und ausgeschaltet werden, bis die am Zeitrelais 44 einstellbare Zeit für einen Rückspülvorgang abgelaufen ist. Danach kann vorzugsweise automatisch wieder auf den normalen Filterbetrieb zurückgeschaltet werden, so daß der gesamte Rückspülvorgang nach Betätigung des Tasters 46 vollautomatisch abläuft. Gegebenenfalls besteht auch die Möglichkeit, den Taster 46 durch eine Schaltuhr zu ersetzen, beispielsweise dann, wenn das Filter 10 in einem kontinuierlichen Betrieb mit relativ

konstanten Daten bezüglich der Verschmutzung der zu reinigenden Flüssigkeit arbeitet. Diese Bedingungen können beispielsweise bei der Trinkwasseraufbereitung vorliegen. In anderen Fällen, beispielsweise bei Filtern für Schwimmbäder, erscheint es günstiger, den Rückspülvorgang je nach Bedarf von Hand einzuleiten, da bei derartigen Anlagen die Belastung des Filters mit Schmutzstoffen pro Zeiteinheit erheblich schwanken

Abschließend sei darauf hingewiesen, daß unter einem Ventilator in der vorliegenden Anmeldung ein Luftförderaggregat verstanden werden soll, welches einen relativ hohen Überdruck erzeugt, insbesondere ein Kompressor oder ein starkes Gebläse, wie z. B. ein Seitenkanalgebläse.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Entfernung der in einem Filterbett aus körnigem Material während des Abwärtsströmens eines zu filtrierenden Mediums abgelagerten festen Verunreinigungen durch Rückspülung mit einer Flüssigkeit, wobei die Strömungsgeschwindigkeit der Rückspülflüssigkeit größer als die Absetzgeschwindigkeit der abgelagerten Verunreinigungen ist und das körnige Material in den Zustand einer Wirbelschicht überführt und die Rückspülung mit wechselnden Strömungsgeschwindigkeiten durchgeführt wird, wobei die höhere Strömungsgeschwindigkeit das körnige Material des Filterbetts im Zustand einer Wirbelschicht hält und auch die niedrigere Strömungsgeschwindigkeit über der Absetzgeschwindigkeit der abgelagerten Verunreinigung liegt, nach Patentanmeldung P 24 32 443.4, dadurch gekennzeichnet, daß man zusätzlich ein zweites Rückspülmedium zum Rückspülen verwendet, die Strömungsgeschwindigkeit mindestens eines der Rückspülmedien im Verlaufe eines Rückspülvorganges für mindestens ein Zeitintervall auf den Wert 0 verringert und Luft als das eine Rückspülmedium und eine Flüssigkeit als das andere Rückspülmedium verwendet.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man während des Rückspulens die Flüssigkeit kontinuierlich und die Luft intermittierend in das Filterbett einleitet.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man während des Rückspulens die Luft kontinuierlich und die Flüssigkeit intermittierend in das Filterbett einleitet.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man während des Rückspulens in aufeinanderfolgenden Arbeitszyklen zuerst das eine, dann das andere und dann beide Rückspülmedien in das Filterbett einleitet.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einleitung mindestens eines Rückspülmediums periodisch unterbrochen wird.

6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5, mit einem üblichen Filterbehälter, in dem auf einem Siebboden Filtermaterial lagert, und der an seinem unteren Ende ein Rückspülrohr zur Einleitung von Rückspülflüssigkeit und ein Filtratablaufrohr, an seinem oberen Ende ein Auslaßrohr zum Abführen der Rückspülflüssigkeit, und das eine an dem Rückspülrohr des Filterbehälters angeordnete Einrichtung zur Einstellung verschiedener Strömungsgeschwindigkeiten der Rückspülflüssigkeit aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (2) einen Taktgeber (42) aufweist, über den mindestens ein Förderaggregat (18,40) und/oder ein Ventil (20,26, 28,32,28) für ein Rückspülmedium steuerbar ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Zeitrelais (44) vorgesehen ist, mit dessen Hilfe der Taktgeber (42) für ein vorzugsweise wählbares Zeitintervall eingeschaltet ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß durch den Taktgeber (42) zwei Förderaggregate (18, 40) für zwei verschiedene Rückspülmedien steuerbar sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß durch den Taktgeber (42) eine Pumpe (18) für eine Flüssigkeit und ein Ventilator (40) für Luft ein- und ausschaltbar sind.