DE2639197A1

DE2639197A1 - Reiniger fuer fluessigkeiten

Info

Publication number: DE2639197A1
Application number: DE19762639197
Authority: DE
Inventors: Yorifumi Ikeda; Kikuo Nishikawa
Original assignee: Takeda Chemical Industries Ltd
Current assignee: Takeda Pharmaceutical Co Ltd
Priority date: 1975-11-03
Filing date: 1976-08-31
Publication date: 1977-05-12
Also published as: FR2329321B1; NL181910B; NL181910C; CH605417A5; DE2639197C2; GB1522268A; NL7609684A; FR2329321A1; US4133759A

Description

TAKEDA CHEMICAL INDUSTRIES, LTD. ,

27, Doshomachi 2-chome, Higashi-ku, Osaka, Japan

Reiniger für Flüssigkeiten

Die Erfindung beschäftigt sich mit einer Reinigungsvorrichtung für Flüssigkeiten mit vorzugsweise kontinuierlichem Flüssigkeitsdurchsatz, wobei die Reinigung durch Gegenströmen, insbesondere Aufwärtsströmen der Flüssigkeit durch ein sich vorzugsweise abwärts bewegendes Bett aus adsorbierenden Stoffen erfolgt.

Ein Reiniger für Flüssigkeiten im Gegenstromsystem, bei dem ein Fließbett aus adsorbierendem Material verwendet wird, ist bekannt und beispielsweise in der japanischen Patentanmeldung 7615, veröffentlicht am 10. April 1969, beschrieben. Mit einer derartigen Vorrichtung können beispielsweise industrielle Abwässer praktisch vollständig gereinigt werden, wobei eine vertikal aufgestellte Säule von beispielsweise 200 mm innerem Durchmesser und 1000 mm Höhe vollständig mit adsorbierenden Stoffen gefüllt ist, etwa mit Anthrazit von beispielsweise 0,58 mm Korngröße. An der vertikalen Säule ist ein Zugabetrichter befestigt und steht mit einem Absperrventil an der Spitze der Säule in Verbindung, wobei der Zugabetrichter seinerseits mit einer Wascti-

HZ/gs

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einheit für die adsorbierenden Stoffe verbunden ist, in welcher die ihr vom Boden der Säule durch ein erstes Schaltventil zugeführten, verbrauchten adsorbirenden Stoffe gewaschen werden. Diese werden dann durch einen Ablaufbehälter und schließlich einem Wiegebehälter zugeführt. Das zum Reinigen bestimmte Abwasser wird in die Säule über einen am. Boden der Säule angeordneten Haupteinlaß eingeführt und über einen Auslaß in der Nähe der Spitze der Säule entnommen, wobei das Wasser in der Säule durch das Bett an adsorbierenden Stoffen vom Haupteinlaß zum Auslaß nach oben strömt. Die Säule besitzt ferner einen oberhalb des Haupteinlasses angeordneten Hilfseinlaß, welcher mit einer Abwasserquelle über ein zweites Schaltventil in Verbindung steht, wobei der Haupteinlaß mit der gleichen Abwasserquelle über ein drittes Schaltventil kommuniziert, welches parallel zum zweiten Schaltventil geschaltet ist. Während das dritte Schaltventil so ausgelegt ist, daß es die Einleitung von Abwasser in die Säule durch den Haupteinlaß für die Aufwärtsströmung durch das Bett an adsorbierenden Stoffen mit einer vorgegebenen linearen Geschwindigkeit von beispielsweise 20 m pro Stunde erlaubt, ist das zweite Schaltventil so ausgelegt, daß durch den Hilfseinlaß in die Säule eingeleitetes Abwasser nicht aufwärts strömt.

Diese drei Schaltventile des bekannten Flüssigkeitsreinigers sind einander so zugeordnet, daß sie in einer von einem Zyklus-Zeitgeber diktierten vorgegebenen Reihenfolge arbeiten. So wird während einer vorbestimmten Zeitspanne eine Wasserreinigungsstufe durchlaufen, bei der Abwasser in die Säule über den Haupteinlaß bei geöffnetem drittem Schaltventil eingeleitet wird. Nach Ablauf dieser vorbestimmten Zeitspanne wird das dritte Schaltventil geschlossen und

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das erste und zweite Schaltventil über eine vorbestimmte Zeitspanne hin von beispielsweise 15 Sekunden geöffnet. Bei geöffnetem ersten und zweiten Schaltventilen wird ein Teil des Adsorberbettes in der Säule, welcher unterhalb der Höhe des Hilfseinlasses liegt, aus dem Boden der Säule durch das erste Schaltventil an den Ablaufbehälter mit Unterstützung des Abwassers abgelassen, welches dann in die Säule durch das zweite Schaltventil über den Hilfseinlaß in die Säule eingeleitet wird, während der restliche Teil des Adsorberbettes schwerkraftbedingt nach unten In den Boden der Säule fällt. Wenn der unterhalb der Höhe des Hilfseinlasses befindliche Teil des Adsorbers in den Ablaufbehälter abgelassen ist, wird eine bestimmte Menge an adsorbierenden Stoffen aus dem Zugabetrichter in die Säule durch das Absperrventil zum Zwecke des Auffüllens der Säule eingegeben, während ein anderer Teil der adsorbierenden Stoffe, der vorher in dem Ablaufbehälter bereitgehalten war, in die Wascheinheit durch den Wiegebehälter weitergefördert wird.

Während die vorstehend erläuterte Vorrichtung an sich zufriedenstellend arbeitet, ist jedoch die Bestimmung recht schwierig, welcher Anteil der vertikalen Säule mit adsorbierenden Stoffen aus dem Zugabetrichter aufgefüllt ist, wenn die vertikale Säule vollständig mit den adsorbierenden Stoffen gefüllt ist. Daher werden eine oder mehrere Wägegeräte, einschließlich des Wiegebehälters benötigt. Bei der praktischen Durchführung wird das Wägen der adsorbierenden Stoffe während ihres Umlaufs vöffl Boden zur Spitze der Säule an mehreren Stellen innerhalb des Systems ausgeführt, so wenn das Adsorben s sich im Ablaufbehälter befindet, wenn es sich im Wiegebehälter befindet, und wenn es in den Zugabetrichter gelangt. Dies geschieht deshalb, weil das Gewicht des aus der Säule abgezogenen, verbrauchten Adsorbens ?,

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obgleich das Wasser praktisch vollständig abgelaufen ist, sich von dem Gewicht des gewaschenen und zur erneuten Eingabe in die Säule bereiten Absorbents unterscheidet, insbesondere größer ist.

Wenn die Wägung nicht genau ist, besteht die Möglichkeit, daß das Absperrventil sich vollsetzt und blockiert, weil das Wasser in dem Zugabetrichter zur Leckage aus dem Auslaß der Säule neigt, während andererseits bei zu viel Leerraum innerhalb und an der Spitze der Säule das adsorbierende Bett in der Gefahr steht, in unerwünschter Weise fluidisierc zu werden.

Jedenfalls erfordert der erläuterte Flüssxgkextsrexniger eine relativ komplizierte und zeitraubende Betriebsprozedur und ist außerdem ziemlich groß in seiner Konstruktion.

Es ist daher ein Anliegen der Erfindung, einen kontinuierlich arbeitenden Flüssigkeitsreiniger zu schaffen, der die erwähnten Nachteile beseitigt und dennoch die Vorzüge des bekannten Geräts beibehält.

Dazu wird nach der Erfindung ein kontinuierlich arbeitender Flüssxgkextsrexniger mit einer vertikalen Säule geschaffen, deren Einlaß über dem Boden der Säule angeordnet und über eine Pumpe mit einer Abwasserquelle in Verbindung steht, und wobei der Auslaß in der Nähe der Säulenspitze positioniert ist. Innerhalb der vertikalen Säule steht ein Verteiler in Verbindung mit dem Einlaß und ein Sammler in Verbindung mit dem Auslaß. Eine Menge von adsorbierenden Stoffen, vorzugsweise Aktivkohle, befindet sich in der vertikalen Säule, welche somit ein Bett aus adsorbierenden Stoffen (Adsorberbett) bildet.

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Ein wesentliches Merkmal der Erfindung besteht darin, daß die Menge an Adsorbents in der vertikalen Säule oder die Höhe des Adsorberbettes in der vertikalen Säule so gewählt werden, daß ein Teil des Adsorberbettes eine regulierende Schicht von vorbestiinmter Stärke über dem Sammler bildet, ohne daß das Innere der vertikalen Säule voll aufgefüllt ist. Die oberste Höhe der regulierenden Schicht des Adsorbents entfernt vom Sammler steigt an und die Stärke der regulierenden Schicht steigt entsprechend während des kontinuierlichen Nachschubs von adsorbierenden Stoffen von der Oberseite der vertikalen Säule her.

Wenn das oberste Ende der regulierenden Schicht, d.h. die oberste Höhe des Adsorberbettes in der Säule, eine vorbestimmte oberste Grenze überschreitet, dann wird ein mit dem Boden der Säule gekoppeltes Ablaßventil geöffnet und läßt einen Teil des Adsorbents ab, der in der Nähe des Bodens der Säule liegt. Das Ablaßventil wird automatisch geschlossen, wenn der Teil des abgelassenen Adsorbents mengenmäßig so groß ist, daß der oberste Pegel des Adsorberbettes unter eine vorgegebene untere Grenze absinkt, wobei diese vorgegebene untere Grenze oberhalb des Sammlers liegt.

Die regulierende Schicht des Adsorbents, welche ein Teil des über dem Sammler liegenden Adsorberbettes ist, spielt eine wichtige Rolle zur Vermeidung möglicher Fluidisierung und/oder Aufweitung oder Expansion des verbleibenden Teils des Adsorberbettes. Man halte sich vor Augen, daß dann, wenn das Adsorberbett expandieren und/oder fluidisieren kann, wenn es im Kontakt mit dem aufwärtsströmenden Wasser ist, eine unerwünschte Klassifizierung und Absonderung von Adsorberpartxkeln und/oder eine Kanalbildung innerhalb der Adsorberpartikel oder des Wasser auftreten können.

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Jedenfalls werden die genannten Merkmale und Vorteile der Erfindung aus der nachfolgenden Beschreibung derselben noch deutlicher hervortreten, wobei auf die beigefügten Zeichnungen, welche bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung zeigen, Bezug genommen wird. Im einzelnen zeigen:

Fig. 1 ein schematisches Flußdiagramm für einen Flüssigkextsreiniger gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 2 eine schematische Draufsicht auf einen Verteiler aus der Vorrichtung gemäß Fig. 1;

Fig. 3 eine schematische perspektivische Darstellung eines einen Wassersammler bildenden Saugkorbes aus der Vorrichtung nach Fig. 1;

Fig. 4 eine schemeltische Draufsicht auf den Wassersammler, aus der die Anordnung der Saugkörbe aus Fig. 3 hervorgeht;

Fig. 5 ein einem Ausschnitt der Fig. 1 ähnliches Diagramm für eine andere Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 6 ein der Fig. 1 ähnliches Diagramm für eine weitere Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 7 einen schematischen Schnitt durch den Kopfteil einen vertikalen Säule zur Erläuterung einer Abwandlung der vertikalen Säule aus den Fig. 1, 5 und 6;
und

Fig. 8 eine perspektivische Darstellung einer modifizierten Version der vertikalen Säule, welche im Rahmen der Erfindung verwendet werden kann, wobei der obere Abschnitt der vertikalen Säule aus Fig. 8 zur Darstellung des Inneren der Säule weggelassen ist.

Von den Figuren, in denen gleiche Teile mit gleichen Bezug s zeichen versehen sind, zeigt Fig. 1 eine hohle zylindrische Säule 10 bei Aufnahme einer vorbestimmten Menge an adsorbierenden Stoffen M mit einer Adsorber-Einfüllöffnung und einem Entlüftungsrohr 12, die beide am Kopf der Säule befestigt und mit dem Inneren der Säule 10 in Verbindung

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sind. Der konisch nach unten zulaufende Boden der Säule 10 ist dazu bei 13 abgeschrägt und mündet in eine Adsorber -Auslaßöffnung 14, die ebenfalls mit dem Inneren der Säule 10 in Verbindung steht.

Die Säule 10 bestitzt ferner einen Flüssigkeitseinlaß

15 zum Inneren der Säule 10 durch einen Verteiler 16 von noch zu erläuternder Bauweise, und besitzt einen Flüssigkeitsaulaß 17 aus dem Inneren der Säule 10 durch einnn Flüssigkeitssammler 18 von noch zu erläuternder Bauweise. Eine nicht dargestellte Abwasserquelle steht mit dem Flüssigkeitseinlaß 15 über eine Pumpe 19 sowie mit einem Rohr 20 in Verbindung, und das aus der Quelle herangeführte Abwasser kann in die Säule 10 durch den Verteiler 16 so eingeführt werden, daß es gleichförmig verteilt nach oben strömt. Der Flüssigkeitsauslaß 17 steht mit einer Leitung 21 in Verbindung, deren eines Ende mit dem Flüssigkeitsauslaß 17 verbunden ist und deren anderes Ende über einen Syphonabschluß mit einer Wasserleitung verbunden ist, über welche die gereingite Flüssigkeit entnommen wird; die Funktion der Leitung 21 wird noch weiter unten erläutert.

Wie man am besten aus Fig. 2 erkennt, weist der Verteiler

16 ein Hauptrohr 16a auf, dessen eines Ende geschlossen ist, und dessen anderes Ende mit dem Rohr 20 über den Flüssigkeitseinlaß 15 verbunden ist. Der Verteiler 16 besitzt ferner mehrere Paare von perforierten Verteilerrohren 16b, die sich vom Hauptrohr 16a nach entgegengesetzten Richtungen rechtwinklig zum Hauptrohr 16a seitlich weg erstrecken. Die konstruktive Ausführung des Verteilers braucht jedoch nicht auf die in Fig. 1 oder 2 dargestellte Ausführungsform beschränkt zu sein, solange eine andere Konstruktion dem selben Zweck dienen kann, nämlich das eingeleitete Abwasser so zu verteilen, daß es nach oben

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und gleichförmig durch den adsorbierenden Stoff M strömt, welcher ein Adsorberbett in der Säule 10 bildet.

Der Flüssigkeitssammler 18 besteht aus mehreren zylindrischen Ansaugrohren 18a, die in der in Fig. 4 dargestellten Weise angeordnet sind. Aus Fig. 3 erkennt man, daß jedes Ansaugrohr 18a aus einem Rohr 18b besteht, dessen eines Ende mit der Leitung 21 über den Flüssigkeitsauslaß 17 und dessen anderes Ende mit dem Inneren der Säule 10 über einen zylindrischen Filter 18c in Verbindung steht, der beispielsweise aus einem Maschengitter aus rostfreiem Stahl bestehen kann, dessen öffnungen kleiner als die durchschnittliche Teilchengröße des verwendeten adsorbierenden Stoffes M ist.

Aus Fig. 1 erkennt man, daß die Säule 10 einen Höhenfühler 23 aufweist, mit dem die Höhe des adsorbierenden Stoffes M in der Säule festgestellt werden kann. Der Höhenfühler 23 ist im wesentlichen zwischen der Spitze der Säule 10 und dem Flussigkeitssammler 18 angeordnet. Wie aus nachfolgender Beschreibung noch deutlich wird, definiert die Stellung des Höhenfühlers 23 die oberste Grenze für den obersten Pegel des adsorbierenden Materials.

Bei der vertikalen Säule 10 gemäß vorstehender Beschreibung kommt ein Zuleitungsrohr 24 aus einer Quelle, welche einen Sumpf aus adsorbierendem Material enthält und ist mit der Adsorbereinlaßöffnung 11 verbunden. Der Sumpf an adsorbierendem Material umfaßt,wie dargestellt, eine Regenerierungseinheit 25 für das Adsorben, die mit dem Zuleitungsrohr über einen Vorratstrichter 26 und eine Förderpumpe 27 verbunden ist, wobei die Förderpumpe 27 so ausgelegt ist, daß sie das in dem Vorratstrichter 26 enthaltende Adsorbents in einen Wasserstrom einzieht, der aus einer Wasserquelle über das Rohr 28 herangeiührt wird. Die Regenerationseinheit 25 und die Förderpumpe 27 sind von an sich bekannter Bauweise und daher brauchen Einzelheiten derselben hier nicht mitgeteilt zu werden.

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Die Regenerationseinheit 25 für das Adsorbents nimmt das Adsorbermaterial aus der Säule 10 in noch zu beschreibender Weise auf, welches die Säule 10 durch die Adsorber-Auslaßöffnunq 14 verlassen hat. Dazu ist ein Auslaßrohr 29 mit einem Magnat-Steuerventil 30 zwischen der Adsorber-Auslaßöffnung 14 und einem Sammeltrichter 31 verbunden, der seinerseits mit der Regenerationseinheit 25 über ein Transportrohr 32 verbunden ist, so daß das Transportgut mittels einer Förderpumpe 33 durch das Rohr 32 transportiert werden kann. Die Förderpumpe 33 arbeitet ähnlich wie die Förderpumpe 27 in der Weise, daß der adsorbierende Stoff in dem Sammelbehälter 31 in einen Wanderstrom eingezogen wird, der aus einem Rohr 34 von einer Wasserquelle herangeführt wird. Natürlich kann diese Wasserquelle die gleiche sein, wie die Wasserquelle für das Rohr 28.

Die anfänglich in die Säule 10 eingeschlossene Menge an Adsorbents M wird so gewählt, daß bei Auffüllung des Raumes in der Säule 10 unterhalb der Höhe des Flüssigkeitssammlers 18 mit Adsorbents eine regulierende Schicht des gleichen Adsorbents' wie bei der Höhe des Flüssigkeitssammlers und unter der durch die Stelle des Höhenfühlers 23 bestimmten obereren Grenze ausgebildet werden kann. Diese regulierende Schicht dient dazu, eine mögliche Fluidisierung und/oder Expansion des Adsorbents unterhalb des Flüssigkeitssammlers zu vermeiden, weil sonst während des AufwärtsStroms des Wassers aus dem Verteiler 16 zum Sammler 18 eine Fluidisierung und/oder Expansion auftreten könnte. Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung muß eine derartige Fluidisiürung und Expansion vermieden werden, weil deren Auftreten die Wirksamkeit der Reinigung erheblich beeinträchtigt .

Da eine Aufschlemmung von adsorbierenden Stoffen gemäß der Erfindung der Säule 10 durch die Adsorber-Einlaßöffnung 11* kontinuierlich zugeführt wird, variiert die Stärke der re-

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gulierenden Schicht wie bei B angedeutet mit dem Anheben de^ obersten Pegels des adsorbierenden Materials M innerhalb der Säule 10. Darüber hinaus schwankt die minimale Stärke B der regulierenden Schicht, die zur Vermeidung der möglichen Fluidisierung und/oder Expansion über dem Sammler 18 erforderlich ist, je nach der linearen Durchsatzgeschwindigkeit des Abwassers durch das Adsorberbett, je nach Art des verwendeten Adsorbermaterials M und/oder der Stärke oder Höhe A des Adsorbermaterial zwischen Verteiler 16 und Sammler 18.

Die Erfinder haben jedoch eine Reihe von Experimenten mit Aktivkohle, im Handel erhältlich unter der Bezeichnung "TAKEDA X 7000", mit einer mittleren Partikelgröße von 1,4 mm und einem speziefischen Gewicht von 1,32 nach Imprägnierung mit Wasser, durchgeführt, aus denen sich ein ungefährer Wert der minimalen Stärke B der regulierenden Schicht gemäß der folgenden experimentiellen Formel berechnen läßt: Nach der Gleichung

B== (2 χ ΙΟ)"² χ Α χ (—Ϊ 1)

^Vf

wobei ν die lineare Durchsatzgeschwindigkeit des nach oben strömenden Abwassers in der Säule 10 und v_f die minimale Fluidisier-GeschwindigkGit bedeuten, bei welcher die Teilchen des Adsorbermaterials in der Säule 10 zu fluidisieren beginnen.

Durch Anwendung der vorstehend aufgeführten experimentiellen Formel ergaben sich die folgenden, nachstehend aufgeführten Ergebnisse:

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	/r
	Höhe A (m.)
Geschwindigkeit v (m/h: )	3
10	6
10	3
20	6
20	3
30	6
30

Stärke B (m.)
0
0
0.
0.
0.
0,


,06
,12
.12
.24

Aus der vorstehenden Tabelle sieht man deutlich, daß die minimale Stärke der regulierenden Schicht an adsorbierendem Stoff nur wenige Prozente der Höhe A der Adsorbentsmasse zwischen Verteiler 16 und Sammler 18 beträgt, wenn die aufwärts gerichtete lineare Durchsatzgeschwindigkeit ν etwa 10 bis 20 m/h beträgt, was gewöhnlich als ein geeigneter Wert für die Reinigung von Flüssigkeit durch Adsorbtion gehalten wird.

Wie oben erwähnt, wird das adsorbierende Material kontinuierlich in die Säule 10 durch den Adsorbereinlaß 11 eingeleitet. Um eine mögliche Bildung eines Klumpens an der Oberfläche des Adsorbents in der Säule 10 während der kontinuierlichen Zugabe durch die Einlaßöffnung 11 zu vermeiden, wird ein Verteiler 35 in der Säule 10 unmittelbar unterhalb der Einlaßöffnung 11 angeordnet, welcher die Teilchen des adsorbierenden Stoffes gleichförmig verteilt und der Oberfläche des adsorbierenden Stoffes Jn der Säule 10 zuführt.

Um in ähnlicher Weise eine gleichmäßige Entnahme der Adsorberteilchen am Boden der Säule 10 aus der Adsorberaus-

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laßöffnung 14 zu erleichtern, ist ein weiterer Verteiler in der Säule 1O unter dem Verteiler 16 und unmittelbar überhalb der Adsorber-Auslaßöffnung 14 angeordnet, dessen Form etwa zwei Kegeln entspricht, die mit ihren Grundflächen verbunden sind.

Der Höhenfühler 23 ist mit dem Magnet-Steuerventil 30 auf folgende Weise operativ gekoppelt. Wenn der oberste Pegel des adsorbierenden Stoffes in der Säule 10 die durch den Höhenfühler 23 gegebene oberste Grenze überschreitet, erzeugt der Höhenfühler 23 ein elektrisches Signal und gibt dies auf einen Detektor 37, der seinerseits einen Zeitgeber 38 anstößt. Der tätige Zeitgeber 38 hält den Elektromagneten 3 9 für das Ventil 30 über eine bestimmte Zeitspanne, die am Zeitgeber 38 eingestellt ist, aktiviert. Während der Aktivierungszeit des Elektromagneten 3 9 ist das magnetische Steuerventil 30 geöffnet und läßt einen Teil des adsorbierenden Materials M in der Nähe des Bodens der Säule 10 in Form einer Aufschlemmung durch das Ventil 30 in den Sammeltrichter 31 über das Ablaßrohr 29 strömen. Wenn das adsorbierende Material in der Nähe des Bodens der Säule 10 auf diese Weise abgelassen wird, sinkt der oberste Pegel des adsorbierenden Materials in der Säule 10 entsprechend, welcher die oberste Grenze, definiert durch den Höhenfühler 23, überschritten hatte, und nimmt den anfänglichen Pegel des adsorbierenden Materials wieder ein, nachdem das Adsorberbett in der Säule 10 entsprechend abwärts sich bewegt hat. Der Zeitgeber 38 bestimmt die Menge an adsorbierendem Material, das durch die Ablaßöffnung 14 abgelassen werden soll und demzufolge wird die vorbestimmte Zeitspanne, auf die der Zeitgeber 38 eingestellt wird, so gewählt, daß die Menge an verbrauchtem, abgelassenem adsorbierendem Material der Zugabe an adsorbirendem Material angeglichen werden kann, welches sich aus der kontinuierlichen Zugabe in die Säule 10 ergibt.

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Nach Ablaufen der vorbestimmten Zeitspanne, während der der Elektromagnet 3 9 aktiviert war, schließt das Steuerventil 30, bis der oberste Pegel des adsorbirenden Materials in der Säule danach wieder die oberste Grenze überschreitet.

Das zum Ausschwemmtank 31 abgelassene, verbrauchte adsorbierende Material wird dann durch die Förderpumpe über ein Transportrohr 32 in die Regenerationsexnheit gefördert und nach Regenerieren zum Vorratsbehälter 26 weitergeleitet. Aus dem Vorratsbehälter 26 wird das auf diese Weise regenerierte adsorbierende Material durch die Förderpumpe 27 zu dem Adsorbereinlaß 11 weitergefördert. Die kontinuierliche Zugabe des adsorbierenden Materials in die Säule 10 durch den Adsorbereinlaß 11 ist möglich, weil einer oder beide der Behälter 31 und 26 eine zusätzliche Menge an adsorbiejendem Material enthalten, die separat von dem adsorbierenden Material ist, mit dem die Säule 10 ursprünglich beschickt wurde.

Man bedenke, daß ein kontinuierliches Pumpen des Abwassers in die Säule 10, damit dieses durch das Adsorberbett mit einer vorbestimmten linearen Geschwindigkeit von beispielsweise 10 bis 30 m/h unabhängig vom Schließen und öffnen des Steuerventils 30 aufwärts strömt, unerwünscht ist,und zwar wegen der Möglichkeit, daß während des öffnens des Ventils 30 die in der Säule 10 enthaltene Masse an adsorbierenden Stoffen M fluidisiert wird. Um dies zu vermeiden, ist ein durch Elektromagnet gesteuertes Durchflußregelventil 40 mit einer Versorgungsschaltung 41 für den Elektromagneten auf dem Zuleitungsrohr 20 angeordnet. Die Versorgungsschaltung 41 für den Elektromagneten kann durch einen

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Zeitgeber 42 über eine vorbestimmte, am Zeitgeber 42 eingestellte Zeitspanne aktiviert werden, wobei diese Zeitspanne größer ist als die vorbestimmte Zeitspanne des Zeitgebers 38, und zwar um beispielsweise 30 Sekunden. Es ist klar, daß der Zeitgeber 42 gleichzeitig mit dem Zeitgeber 38 arbeitet und den Elektromagneten 41 für das Ventil 40 aktiviert, "und während des unter Strom stehenden Elektromagneten 41 wird das Durchflußregelventil 40 geöffnet und rt luziert die Strömungsrate des Abwassers durch das Zuleitungsrohr 20 so, daß die lineare Geschwindigkeit des Abwassers durch das Adsorberbett in der Säule 10 kleiner wird als die minimale Fluidisiergeschwindigkeit, bei der die Pariikel des Adsorbents mit dem Fluidisieren beginnen. Das Durchsatzregelventil 40 kehrt auf seinen geöffneten Ausgangszustand nach einer vorbestimmten Zeitspanne zurück, nachdem das Steuerven' il 30 vollständig geschlossen hat, welche vorbestimmte Zeitspanne im wesentlichen gleich dem Unterschied zwischen den vorbestimmten Zeitspannen ist, auf die die Zeitgeber 38 und 42 eingestellt sind.

Das auf diese Weise während seines Durchlaufs durch das Adsorberbett, und zwar speziell durch den Teil des Adsorberbetts, der zwischen dem Verteiler 16 und dem Sammler 18 sich befindet, gereinigte Wasser wird von dem Sammler 18 aufgesammelt und danach in die Wasserleitung durch das Rohr 21 ausgestoßten. Das Rohr 21 erstreckt sich vom Flüssigkeitsauslaß 17 nach oben bezüglich der Säule 10 und öffnet sich in die Wasserleitung 22 an einer Stelle, die oberhalb der Spitze der Säule 10 liegt, damit jedes mögliche Auslaufen von Wasser über den Sammler 18 unter dem Einfluß der Wassersäule vermieden wird.

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Das gemäß der Erfindung verwendete adsorbierende Material kann Sand, Anthrazit, Glas, Aktivkohle, aktivierte Tonerde, Silica Gel, Porzellan, synthetisches Celluloid und Ionenaustauscher Harz, oder eine Mischung aus mehreren der vorgenannten Komponenten sein.

Bei der soweit beschriebenen Ausführungsform wird die Menge des durch den Adsorberauslaß 14 abgegebenen Adsorbents durch den Zeitgeber 38 bestimmt, welcher den Elektromagneten 39 tür das Steuerventil 30 während der auf ihm eingestellten Zeitspanne aktiviert. Bei dem in Fig. 5 dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung sind jedoch die Zeitgeber 38 und 42 weggelassen und statt dessen ein weiterer Höhenfühler vorgesehen, der die unterste Grenze des oberen Randes des Adsorbents M in der Säule 10 bestimmt.

Der in Fig. 5 mit 43 bezeichnete zusätzliche Höheilfühler ist in der Säule 10 unter dem Höhenfühler 23 und über dem Flüssigkeitssammler 18 angeordnet, wobei der Höhenabstand des zusätzlichen Höhenfühlers 43 vom Flüssigkeitssammler 18 im wesentlichen gleich oder geringfügig größer als die minimale Stärke B der regulierenden Schicht ist.

Andererseits ist der Detektor 37' so ausgelegt, daß er einen Triggerimpuls in Abhängigkeit von einem elektrischen Signal aus dem Höhenfühler 23 erzeugt und die Erzeugung des Triggerimpulses in Abhängigkeit von einem elektrischen Signal aus dem Höhenfühler 43 beendet, wobei das elektrische Signal aus dem Höhenfühler 23 den Anstieg des obersten Randes des adsorbierenden Materials M in der Säule 10 über die oberste Grenze und das elektrische Signal aus dem Höhenfühler 43 das Absinken des obersten Randes des adsor-

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bierenden Materials in der Säule 1O unter die untere Grenze anzeigt. Man sieht daher leicht, daß der von dem Detektor 37' erzeugte Triggerimpuls eine Impulsdauer hat, die im wesentlichen gleich der Zeitspanne zwischen der Erzeugung des elektrischen Signals aus dem Höhenfühler 23 und der Erzeugung des elektrischen Signals aus dem weiteren Höhenfühler 43 ist.

Der Triggerimpuls aus dem Detektor 37' wird einerseits dem Elektromagneten 39 für das Steuerventil 30 und andererseits dem Elektromagneten 41 für das Durchsatzsteuerventil 40 über einen Monovibrator 44 zugeführt, welcher notwendig ist, um die Impulsdauer des Triggerimpulses für eine vorbestimmte Zeitspanne von z.B. 30 Sekunden zu verlängern.

Aus der vorstehenden Beschreibung ergibt sich deutlich, daß das Magnet-Steuerventil 30 nur dann geöffnet werden kann, wenn der oberste Rand des adsorbierenden Materials in der Säule 10 die oberste Grenze übersteigt, und nur dann geschlossen werden kann, wenn der nämliche unter die unterste Grenze abfällt, wobei die Menge des adsorbierenden Materials, die durch den Adsorberauslaß 14 während der öffnung des Steuerventils 30 abgelassen wird, durch den Abstand zwischen den Höhenfühlern 23 und 43 bestimmt ist.

In beiden oben beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung gemäß Fig. 1 und 5 besteht die Quelle, die das adsorbierende Material der Säule 10 durch den Adsorbereinlaß 11 kontinuierlich zuführt, aus der Adsorber-Regenerierungeinheit 25. Jedoch kann die Quelle für das adsorbierende Material auch einen Zyklonen-Trenner 45 von an sich bekannter Bauweise enthalten, dem das abgelassene adsorbierende Material aus dem Adsorberauslaß 14 durch den Aufnahmetrxchter 31 und dann durch die Förderpumpe 33 und schließlich durch die Transportleitung 32' wie in Fig.6 dargestellt zugeführt wird. Man bemerke, daß während des

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Transports des ausgegebenen adsorbierenden Materials in der Form einer Aufschlemmung oder eines Schlamms durch das Transportrohr 32', Verunreinigungen oder Abfallstoffe, beispielsweise suspendierte Feststoffe, die von den adsorbierenden Teilchen adsorbiert und daher mitgenommen werden, von diesen vorteilhafterweise getrennt werden können, weil ein sehr schneller Medienstrom in dem Transportrohr 32' vorhanden ist. Daher können die Verunreinigung·· η oder Abfallstoffe durch den Zyklonentrenner 45 leicht von den adsorbierenden Teilchen abgetrennt werden.

Soweit in dem in Fig. 6 dargestellten System eine elektrische Schaltung vorgesehen ist, kann der zusätzliche Höhenfühler 43 weggelassen werden.

Fig. 7 zeigt, daß die Säule 10 einen Abschnitt 10a von reduziertem Durchmesser an ihrem Kopf und über dem Flüssigkeitssammler 18 aufweist. Dies ist insofern besonders vorteilhaft, als ein relativ großer Abstand zwischen den Höhenfühlern 23 und 43 geschaffen werden kann, was besonders dann zweckmäßig ist, wenn die durch den Adsorberauslaß 14 abgegebene Menge an adsorbierendem Stoff relativ klein ist.

Auch bei der in Fig. 7 dargestellten Ausführungsform der Säule kann der zusätzliche Höhenfühler 43 weggelassen werden, wenn eine in Fig. 1 dargestellte Schaltung eingesetzt wird.

Die Säule 10 kann mit einer oder mehreren in der Säule zwischen dem Verteiler 16 und dem Sammler 18 angeordneten Leitplatten, wie etwa Fig. 8 zeigt, ausgerüstet sein, um eine gleichmäßige und gleichförmige Bewegung des Adsorberbettes in der Säule 10 zu erleichtern.

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Fig. 8 zeigt zwei Leit-platten 46 und 47, die miteinander zu einem kreuzförmigen Querschnitt verbunden sind, wobei die Platten 46 und 47 in der Säule 10 fest eingesetzt sind und sich zwischen dem Sammler 18 und dem Verteiler erstrecken und dadurch den Abschnitt des adsorbierenden Materials M zwischen dem Sammler 18 und dem Verteiler 16 in vier Sektoren unterteilen, die sich während der Entnahme von adsorbierendem Material am Boden der Säule 10 gleichzeitig nach unten bewegen.

Aus der vorstehenden Beschreibung der Erfindung dürfte deutlich geworden sein, daß die rlüssigkeitsreinigung wirksam und mit hohem Wirkungsgrad ausgeführt werden kann, ohne daß die Einleitung von Abwasser in die Säule unterbrochen werden muß, und zwar selbst dann nicht unterbrochen werden muß, wenn der am Boden der Säule anliegende Teil des adsorbierenden Materials abgelassen wird. Durch die kontinuierliche Zugabe von adsorbierendem Material in die Säule befindet sich stets eine regulierende Schicht an adsorbierendem Material über dem Flüssigketissammler und belastet den Teil des adsorbierenden Materials zwischen Verteiler und Sammler so, daß eine Fluidisierung und/oder Expansion in dem Adsorberbett nicht auftreten wird.

An der vorstehend beschriebenen Erfindung sind dem Fachmann mancherlei Änderungen geläufig, ohne daß dadurch vom Erfindungsgedanken abgewichen wird. Beispielsweise können statt Schlammpumpen auch Düsen für die mit den Bezugszeichen 27 und 33 bezeichneten Einheiten verwendet werden. Ferner kann ein Regler für konstanten Durchsatz an einem Rohr zwischen Behälter 26 und Düse 27 angeordnet sein, um eine Einstellung der vom Behälter 26 zur Pumpe

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weitergeleiteten Menge an adsorbierendem Material auf einen vorbestimmten Wert zu ermöglichen, wobei als Mengenregler etwa ein Drehventil, ein handbetätigtes Ventil oder ein doppelstufiger Dämpfer (Drosselklappe) in Frage kommen können.

Ferner wurden die Ventile 3 0 und 40 als Magnetventile dargestellt. Natürlich kann auch ein pneumatisch oder hydraulisch betätigtes Ventil in dem Rohr 29 oder 20 installiert werden. In diesem Fall ist es notwendig, das Ventil 30 oder 40 auf oinem Rohr zu installieren, dessen eines Ende mit dem pneumatisch oder hydraulisch betätigten Ventil und dessen anderes Ende mit einer Druckluft oder Druckmittelquelle verbunden ist.

Insgesamt wurde ein Flüssigkeits-Reiniger beschrieben, der eine hohle zylindrische Säule mit einem Flüssigkeitsverteiler und einem-Sammler aufweist, die in der Nähe des Bodens bzw.der Spitze der Säule angeordnet sind, und mit dem Flüssigkeitseinlaß bezw. Flüssigkeitsauslaß in Verbindung stehen. In der Säule ist eine solche Menge an adsorbierendem Material bereitgehalten, daß ein Teil des adsorbierenden Materials in der Säule und oberhalb des Flüssigkeitssammlers eine regulierende Schicht bildet, die eine mögliche Fluidisierung und/oder Expansion eines anderen Teils des adsorbierenden Materials verhindert, das zwischen dem Verteiler und dem Sammler sich befindet. Die Säule besitzt einen Adsorbereinlaß an ihrer Spitze, durch den Adsorbents kontinuierlich in die Säule gegeben wird, während ein Teil des Adsorbents in der Nähe des Bodens der Säule nach außen abgelassen wird, und zwar durch einen Adsorber-Auslaß am Boden der Säule. Der oberste Rand des .adsorbierenden Stoffes in der Säule wird innerhalb eines vorbestimmten Bereichs gehalten.

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Claims

Ansprüche

(T) Vorrichtung zum Reinigen von Flüssigkeiten, bestehend aus einer hohlen zylindrischen Säule (10), in welcher eine Menge an adsorbierenden Stoffen I₁M) bereitgehalten ist, einen Adsorber-Einlaß (11) und Adsorber-Auslaß (14) an der Spitze bzw. dem Boden der Säule, wobei der Adsorber-Einlaß mit einer Quelle (25,26,28;45) von frischem adsorbierenden Materials verbunden ist und durch den Adsorber-Einlaß adsorbierendes Material in die Säule kontinuierlich zugegeben wird, und wobei der Adsorber-Auslaß mit einem Ablaßrohr gekoppelt ist; einem Flüssigkeits-Einlaß (15) und Flüssigkeits-Auslaß (17), die über die Länge der Säule Abstand haben und in der Nähe des Bodens bzw. der Spitze der Säule angeordnet sind, wobei der Flüssigkeitseinlaß mit einer Quelle für eine zu reinigende Flüssigkeit verbunden ist; mit einem Flüssigkeitsverteiler (16), welcher in der Säule (10) positioniertist und in Verbindung mit dem Flüssigkeitseinlaß (15) steht und so ausgebildet ist, daß ein gleichförmiger aufwärts gerichteter Strom an Flüssigkeit durch das adsorbierende Material in der Säule (10) erreicht wird; einem Flüssigkeitssammler (18), der in der Säule positioniert ist und mit dem Flüssigkeitsauslaß (17) in Verbindung steht und die durch das adsorbierende Material strömende Flüssigkeit aufnimmt und durch den Flüssigkeitsauslaß (17) aus der Säule (10) nach außen abgibt; wobei der Sammler und Verteiler innerhalb der Säule vollständig in adsorbierendes Material eingebettet sind, und wobei die Menge des adsorbierenden Materials in der Säule so gewählt ist, daß ein Teil des adsorbierenden

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Materials in der Säule eine regulierende Schicht über dem Sammler bildet, deren Dicke zwischen einem minimalen Wert und einem maximalen Wert während der kontinuierlichen Zugabe des adsorbierenden Materials durch den Adsorber-Einlaß schwanken kann; einem Steuerventil (30), das am Auslaßrohr (29) aus der Säule (10) angeordnet ist, durch welches das aus der Säule entlassene adsorbierende Material während seiner öffnung entlassen wird; und eine Einrichtung (37,38,39) zum öffnen des Steuerventils (30) über eine vorbestimmte Zeitspanne in Abhängigkeit vom Anheben des obersten Randes des adsorbierenden Materials in der Säule, wobei die vorbestimmte Zeitspanne, während der das Steuerventil geöffnet ist, der Zeitspanne entspricht, die vom Überschreiten des obersten Randes des adsorbierenden Materials in der Säule der obersten Grenze bis zur Rückkehr des Randes der adsorbierenden Masse zur anfänglichen untersten Grenze reicht, und . die unterste Grenze vom Sammler einen solchen Abstand einhält, der etwa gleich oder geringfügig größer als die minimale Stärke der regulierenden Schicht ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet;, daß die Quelle für adsorbiereides Material eine Adsorbents-Regerörierungseinheit (25) ist und eine Einrichtung zur kontinuierlichen Zugabe von regeneriertem adsorbierendem Material in den Adsorber-Einlaß umfaßt, wobei das Auslaßrohr (29) vom Adsorber-Auslaß mit der Regenerierungseinheit zur Zufuhr verbrauchten adsorbierenden Materials verbunden ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerventil ein Magnetventil mit Elektromagnet ist; daß die Einrichtung zum öffnen des Steuerventils einen Detektor umfaßt, welcher einen in der Säule angeordneten

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Höhenfühler (23)aufweist, welcher die oberste Grenze für den obersten Rand des adsorbierenden Materials in der Säule definiert, und einen Zeitgeber zum Aktivieren des Magneten der Magnetspule für eine vorbestimmte Zeitspanne aufweist, nachdem ein elektrisches Signal aus dem Höhenfühler vom Detektor aufgenommen und an den Zeitgeber weitergegeben wurde, welches anzeigt, daß das adsorbierende Material die oberste Grenze überschritten hat, wobei das Steuerventil nach Ablaufen der vorbestimmten Zeitspanne automatisch schließt.
4.Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Detektor ein weiterer Höhenfühler (43) verbunden ist, der in der Säule (10) angeordnet ist und die unterste Grenze für den obersten Rand des adsorbierenden Materials mit der Säule bestimmt, wobei der obere Höhenfühler (23) ein elektrisches Signal an den Detektor (37') nur dann abgibt, vjenn der oberste Rand des adsorbierenden Materials in der Säule die oberste Grenze überschreitet, und der weitere■Höhenfühler (43) ein elektrisches Signal an den Detektor (37') nur dann abgibt, wenn der oberste Rand des adsorbierenden Materials in der Säule unter die unterste Grenze abfällt, und wobei der Detektor (37") einen Triggerimpuls an den Elektromagneten während der Zeitspanne liefert, die zwischen der Erzeugung des elektrischen Signals vom oberen Höhenfühler bis zur Erzeugung des elektrischen Signals aus dem weiteren Höhenfühler (43) reicht.
5. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein magnetisch betätigtes Durchflußsteuerventil (41,40) in dem zwischen der Quelle für die zu reinigende Flüssigkeit und dem Flüssigkeitseinlaß (15) liegenden Rohr (20) angeordnet ist und die

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Durchsatzrate der Flüssigkeit während des öffnens des Magnetsteuerventils reduziert.
6. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zu reinigende Flüssigkeit Abwasser ist.
7. Vorrichtung nach einem uer vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das adsorbierende Material Aktivkohle ist.

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