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Beschreibung
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Die Erfindung bezieht sich auf reinigung von Natur- und Abwässern.
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Breit bekannt sind Filter zur Vlasserreinigung die ein Gehause umfassen,
in den sich eine gekörnte Filterfüllung mit der Oberschicht aus Sand und der Unterschicht
aus Kies mit den sich der Große nach allmählich in der Richtung von unten nach oben
verringernden Körnern befindet. In der Unterschicht der Filterfu~llung befindet
sich ein Dränage-Verteilungssystem, das mit einem Druckkanal in Verbindung steht,
und über der Filterfüllung im Gehäuse befindet sich ein System von Rinnen, die mit
einem Sammel-Verteilungs0canal in Verbindung stehen.
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Im Filtrierungsbetrieb erfolgt in den bekannten Filtern die Wasserreinigung
während seines Durchlaufs durch die Filterfüllung. In der Abhangigkeit von der Bewegungsrichtung
des zu bearbeitenden wassers kann dabei die Filtrierung entweder
in
der Richtung von unten nach oben (steigende Filtrierung), oder von oben nach unten
(absteigende Filtrierun6) erfolgen.
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Unabhängig von der Bewegungsrichtung des zu bearbeiten.
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den Wassers während der Filtrierung erfolgt die Spülung der Filterfüllung
während ihres Aufschwemmens im steigenden Wasserstrom. Dabei gelangt das Spülwasser
in die Filterfililung aus dem Dränage-VerteiluDg ssystem und die aus der Füllung
ausgespülten Schmutzstoffe werden durch das Rinnensystei im Sammel und Verteilungskanal
aufgefangen und danach in die Kanal lisation abgeleitet.
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Die genannten Filter unterscheiden sich voneinander durch die konstriktive
Lösung der Spüiwasserzufuhr in die Pilterfüllung, im Zusammenhang damit befindet
sich der Druckkanal im mittleren oder im Bodenteil des Filtergehäuses oder außerhalb
des Gehäuses.
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Jedoch kennzeichnen sich die bekannten Filter durch eine nicht ausreichende
Gleichmäßigkeit der Spüiwasserverteilung an der Fläche der Filterfällung, infolgedessen
erfolgt im Laufe der Zeit eine Bewegung und Vermischung der unteren Kiesschichten.
In der Filterfüllung bilden sich unspülbare Abschnitte, was zur Verschlechterung
der technologischen und technisch-ökonomischen Kennziffern im Filterbetrieb fiibrt.
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Es ist eine Filterkonstruktion zur Wasser reinigung (US-PS 3 374
896) bekannt, die ein Gehäuse umfaßt, in dem sich eine gekörnte Filterflillung mit
unteren Kiesschichten mit den sich allmählich der Größe nach
in
der Richtung von unten nach oben verringernden Körnern befindet. Das Hauptdränage-Verteilungssystem
befindet sich unter der Filterfüllung und ist als ein mit einem Sieb abgedeckter
Trichter ausgeftihrt. Das genannte Dränage-Verteilungssystem ist zum Auffangen des
in der Filterfüllung geklärten Wassers sowie auch zur Wasserverteilung bei der Spülung
der Filterfiillung bestimmt. Um die Spülungseffektivität zu erhöhen, befindet sich
über der Filterfüllung ein zusätzliches Verteilungssystem, das lediglich zur Auflockerung
ihrer Oberschicht während der Spülung bestimmt ist. Über dem zusätzlichen Verteilungssystem
befindet sich ein mit dem Sammel-Verteilungskanal in Verbindung stehendes System
von Rinnen, die zur Verteilung des zu spülenden Wassers während der Filtrierung
und zum Auffangen von Spülwasser während der Spülung dienen.
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Nachteile des genannten Filters sind das nicht gleichmäßige Spülwasserverteilen
an der Fläche der Filterfüllung des Hauptdränage-Verteilungssystems sowie auch die
Kompliziertheit der Filterkonstruktion Im ganzen, die durch das Vorhandensein des
zusätzlichen Verteilungasysteis bedingt ist. Wegen der ungleichniäsigen Spülung
gibt es in der Filterfüllung Restschmutzstoffe, die von einem Zyklus zum anderen
zunehmen.
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Bekannt ist weiter ein Filter zur Wasserreinigung, in dem zum Unterschied
von dem obengenannten Filter das Dränage--Verteilungssystem aus Roststäben ausgeführt
ist und mit dem
über ihm liegenden Druckkanal in Verbindung steht
(US-PS 353 855).
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Diese Filterkonstruktion gibt im Vergleich zu der oben angefilhrten
die Möglichkeit, durch eine größere Gleichmäßigkeit der Wasserverteilung die Spülungseffektivität
etwas zu erhöhen sowie auch auf das zusätzliche Verteilungssystem zu verzichten.
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Gleichzeitig schließt sie unspülbare Abschnitte in der Filterfüllung
sowie auch das Gelangen eines Teils der Filterfüllung während der Spülung durch
das Roststab-Dränage-Verteilungssystem in den Druckkanal nicht aus.
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Außerdem ist eine Filterkonstruktion zur Wasserreinigung (SU-PS 230
783) bekannt, die sich von den oben genannten dadurch unterscheidet, daß das Dränage-Verteilungssystem
aus perforierten Rohren ausgeführt ist und mit dem Druckkanal in Verbindung steht,
der sich außerhalb des Filtergehäuses befindet. Der Boden des Filtergehäuses hat
Längsaushöhlungen mit krummlinigem Querschnitt, in jeder dieser Aushöhlungen befindet
sich eines der perforierten Rohre des Dränage-Verteilungssystems. Um das Gelangen
der Filterfüllung in die perforierten Rohre auszuschließen, ist in den letztgenannten
die Perforation zusätzlich mit einem Schutznetz aus einem nichtrostenden Stoff versehen.
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Das genannte Schutznetz hat es ermöglicht, auf Kiesschichten im Filter
zu verzichten. Die Unterbringung des
Dränage-Verteilungssystems
aber in den Aushöhlungen des Gehäusebodens ermöglichte eine Steigerung der Effektivität
der Aus-Spülung von Schmutzstoffen aus der Füllung.
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Gleichzeitig kennzeichnet sich aber die Konstruktion durch die Kompliziertheit
der Herstellung des Bodens sowie auch durch die Bildung der unspülbaren Abschnitte
in der Filterfüllung wegen eines ungleichmäßigen Spülwassereinlaufs aus dem Druckkanal
in die Rohre des Dränage-Verteilungssystems, Dem erfindungsgemäßen Filter ist die
technische Lösung des Filters zur Wasserreinigung (A. A. Kastalski, P. M. Minin
Wasseraufbereitung für Trink- und Industriewasserversorgung", M., 1962, S. 304)
besonders nah, in dem zum Unterschied von den oben angeführten Filtern das Spülwasser
in den Druckkanal durch eine Öffnung in einer seiner Wände eingeführt wird.
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Dabei kann die Wassereinführung in den Druckkanal parallel oder senkrecht
zu den Rohren des Dränage-Verteilungssystems in Abhängigkeit von ihrer Anordnung
in bezug auf die Spülwasserrohrleitung erfolgen.
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Durch einen horizontalen und glatten Boden erreicht man eine Vereinfachung
der Filterkonstruktion, und ein röhrenförmiges Dränage-Verteilungssystem mit einem
großen Widerstand sichert eine gute Ausspülung von Schmutzstoffen aus der Filterfüllung
bei ihrem Aufschwemmen im steigenden Wasserstrom.
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Zu den Nachteilen gehört der ungleichmäßige Spülwassereinlauf in
die Rohre des Dränage-Verteilungssystems wegen
der Bildung einer
Zone niedrigen Drucks im Eingangsteil des Druckkanals (bei seiner Unterbringung
im Filtergehäuse) oder wegen der Bildung einer Zone hohen Drucks im Eingangsteil
des Druckkanals (bei seiner Unterbringung außerhalb des Filtergehäuses).
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Das führt dazu, daß die Ungleichmäßigkeit des Wassereinlaufs in die
in bezug zueinander am Rande liegenden Rohre des Dränage-Verteilungssystems 30%
bis 50% beträgt.
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Der genannte Nachteil ruft während der Spülung eine Bewegung der
Kiesschichten und eine Vermischung der Füllung hervor, deswegen verringert sich
die Filterleistung und verschlechtert sich die Qualität des Filtrats.
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Infolgedessen muß das Filter alle 5 bis 6 Jahre außer Betrib genommen
werden, um seine Füllung auszuwechseln. Diese Arbeiten sind mit einem großen Aufwand
an manueller Arbeit verbunden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe der Entwicklung eines solchen Filters
zur Reinigung von Natur- und Abwässern zugrunde, in dem die Bewegung und Vermischung
der Schichten der gegekörnten Filterfüllung während ihrer Spülung und die Bildung
der unspülbaren Abschnitte ausgeschlossen ist, um die Zuverlässigkeit des Filterbetriebs
zu erhöhen.
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Das wird dadurch erreicht, daß im Filter zur Reinigung von Natur-
und Abwässern, das ein Gehäuse, in dem sich die gekörnte Filterfüllung befindet,
ein Dränage-Verteilungssystem,
das sich in der Unterschicht der
Filterfüllung befindet und mit einem Druckkanal in Verbindung steht, und ein System
von Rinnen umfaßt, die sich im Gehäuse über der Filterfüllung befinden und mit einem
Sammel-Verteilungskanal in Verbindung stehen, erfindungsgemäß, der Druckkanal mit
einer Einrichtung zur zwangsläufigen Wasserverteilung über seine Länge versehen
i Das sichert den wasserdruckausgleich über die Länge des Druckkanals bzw. einen
gleichmäßigen Wassereinlauf in die Rohre des Dränage-Verteilungssystems und an der
Fläche der Filterfüllung. Im Ergebnis einer gleichmäßigen Wasserverteilung über
die Fläche der Filterfüllung wild die Bewegung und Vermischung der Kiesschichten
und die Entstehung der unspülbaren Abschnitte in der Füllung ausgeschlossen.
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Dieser Umstand ermöglicht die Steigerung der technologischen und
sanitär-hyg ienischen Kennziffern im Filterbetrieb.
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Dank der Möglichkeit, die Geschwindigkeit der Filtrierung ohne Verschlechterung
der Qualität des geklärten Wassers um 10% bis 12% zu erhöhen, die Gesamtzeit der
Spülung und den Verbrauch an Spülwasser zu verringern, erreicht man die Verbesserung
der technisch-ökonomischen Kenaziffern im Filterbetrieb.
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Es ist zweckmäßig, die genannte B;nrichtung zur Wasserverteilung
als eine perforierte Rohrleitung auszuführen, die sich innerhalb des Druckkanals
befindet.
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Die Perforation sichert die Steigerung der Gleichmäßigkeit des Wassereinlaufs
aus der Rohrleitung in den Druckkanal über seine Gesamtlänge. Das im Druckkanal
gebildete
Wasserpolster schließt die Möglichkeit des strahlenförmigen Wassereinlaufs in die
Rohre des Dränage-Verteilungssystems aus.
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Bevorzugt befindet sich die perforierte Rohrleitung über dem Dränage-Verteilungssystem.
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In diesem Fall kann der strahlenförmige Wassereinlauf aus der genannten
perforierten Rohrleitung in den Druckkanal keinen irgendwie bemerkbaren Einfluß
auf die Gleichmäßigkeit des Wassereinlaufs in das Dränage-Verteilungssystem ausüben.
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Es ist wünschenswert, die Einrichtung zur zwangsweisen Verteilung
von Wasser als eine Rohrleitung auszuführen, die sich längs dem Druckkanal und außerhalb
von ihm befindet und mit dem Druckkanal durch eine Reihe von Aufsätzen in Verbindung
steht, die in seiner Gesamtlänge gleichmäßig verteilt sind.
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Das gibt die Möglichkeit, den Umfang der Stahlbetonarbeiten bei der
Filtermontage zu verringern sowie auch die genannte Einrichtung zur zwangsweisen
Verteilung des Wassers zugänglicher zu machen.
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Es ist zweckmäßig, daß die Einrichtung zur zwangsweisen Verteilung
von Wasser eine Kammer darstellt, die an den Druckkanal auf seiner Gesamtlänge grenzt
und mit ihm durch eine Perforation in ihrer Grenzwand verbunden ist.
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Eine solche Lösung erscheint besonders rationell bei Montage von
Filtern aus Stahlbetonblocks.
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Nachstehend wird die Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen
näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 Schnitt des erfindungsgemäßen
Filters mit einer Ausführungsvariante der Einrichtung zur zwangsweisen Verteilung
von Wasser in Form einer perforierten Rohrleitung; Fig. 2 Schnitt nach der Linie
II-II der Fig. 1; Fig. 3 Schnitt des erfindungsgemäßen Filters mit einer Ausführungsvariante
der Einrichtung zur zwangsweisen Verteilung von Wasser in Form einer Rohrleitung,
die sich längs dem Druckkanal und außerhalb von ihm befindet; Fig. 4 Schnitt nach
der Linie IV-IV der Fig. 3; Fig. 5 Schnitt des erfindungsgemäßen Filters mit einer
Ausführungsvariante der Einrichtung zur zwangsweisen Verteilung von Wasser in Form
einer Kammer, die an den Druckkanal grenzt Das Filter zur Reinigung von Natur- und
Abwässern enthält ein Gehäuse 1 (Fig. 1), in dem sich die gekörnte Filterfüllung
befindet, die eine Schicht der gekörnten Kleinfraktionen 2 und eine untere Schicht
3 aus Kies mit den sich allmählich der Größe nach in der Richtung von unten nach
oben verringernden Fraktionen umfaßt. Ein Dränage-Verteilungssystem befindet sich
in der unteren Schicht 3 der Filterfüllung und umfaßt Rohre 4 mit Rohrverschlüssen
an den Stirnseiten.
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Jedes der Rohre 4 ist mit Öffnungen 6 versehen.
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Das Filter enthält einen Sammel-Verteilungskanal 7, der mit einem
System von Rinnen 8 verbunden ist, die sich in der Wasserschicht 9 über der Filterfüllung
befinden. Der Druckkanal 10 hat rechtwinkligen Querschnitt und steht mit Rohren
4 des Dränage-Verteilungssystems in Verbindung. Innerhalb des
Druckkanals
10 befindet sich eine Einrichtung zur zwangsweisen Verteilung von Wasser, die als
eine Rohrleitung 11 mit Perforation 12 ausgeführt ist. Die Rohrleitung 11 liegt
über den Rohren 4 des Dränage-Verteilungssystems.
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Die Einrichtung zur zwangsweisen Verteilung von Wasser steht mit
einer Rohrleitung 13 für Spülwasser (Fig. 2), an der sich ein Schieber 14 befindet,
und mit einer Rohrleitung 15 in Verbindung, an der sich ein Schieber 16 befindet.
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Am Durchgang der Rohre 4 des Dränage-Verteilungssystems und der Rohrleitung
11 durch die Wände des Gehäuses 1 sind zur hermetischen Abdichtung abdichtende Stopfbuchsen
17 (Fig. 1, 2) vorgesehen.
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Die Einrichtung zur zwangsweisen Verteilung von Wasser kann als eine
Rohrleitung 18 (Fig. 3, 4) ausgeführt werden, die sich längs einem Druckkanal 19
befindet, der ebenfalls eine Rohrleitung darstellt. Dabei befindet sich die Rohrleitung
18 außerhalb des Druckkanals 19 und steht mit ihm durch eine Reihe von Aufsätzen
20 in Verbindung, die in seiner Länge gleichmäßig verteilt sind.
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Die in Fig. 5 dargestellte Einrichtung zur zwangsweisen Verteilung
von Wasser stellt eine Kammer 21 dar, die an einen Druckkanal 22, der beispielsweise
einen rechtwinkligen Querschnitt hat, auf seiner Gesamtlänge grenzt und mit ihm
durch eine Perforation 23 in ihrer Grenzwand 24 verbunden ist.
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Die Arbeitsweise des geschilderten Filters ist wie folgt.
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Im Filtrierungsbetrieb gelangt das zu behandelnde Wasser
in
den Sanimel-Verteilungskanal 7 und danach über das System von Rinnen 8 in die Schicht
der gekörnten Kleinfraktionen 2 der Filterfüllung und weiter in die untere Schicht
3. Beim Durchlauf durch die Filterfüllung wird das zu behandelnde Wasser geklärt,
und es läuft durch die Öffnung 6 in die Rohre 4 des Dränage-Verte ilungssystems
und danach durch den Druckkanal 10 (Fig. 1) und die Rohrleitung 11 der Einrichtung
zur zwangsweisen Verteilung von Wasser oder durch den Druckkanal 19 (Fig. 3) und
die Rohrleitung 18, oder durch den Druckkanal 22 (Fig. 5) und die Kammer 21 in die
Rohrleitung 15 ein, an der der Schieber 16 geöffnet ist. Von da aus wird es in den
Reinwasserbehälter (ist nicht gezeigt) abgeleitet. Während der Filtrierung ist der
Schieber 14 an der Rohrleitung 13 für Spülwasser geschlossen.
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Während der Spülung läuft das Wasser durch die Rohrleitung 13 für
Spülwasser, an der der Schieber 14 geöffnet ist, in die Rohrleitung 11 (Fig. 1)
und danach in den Druckkanal 10 oder in die Rohrleitung 18 (Fig. 3) und weiter in
den Druckkanal 19 oder in die Kammer 21 (Fig. 5) und den Druckkanal 22 ein, Dank
der zwangsweisen Verteilung von Wasser über die Länge des Druckkanals wird im letzteren
der Wasserdruckausgleich über seine Länge gesichert, dadurch wird ein gleichmäßiger
Wassereinlauf in die Rohre 4 des Dränage-Verteilungssystems erreicht. Das schließt
die Bewegung und Vermischung von Schichten der Filterfüllung aus, es erhöht die
Filterbetriebssicherheit und verbessert seine technologischen und technisch-ökonomischen
Kennziffern im Betrieb.
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Aus den Öffnungen 6 der Rohre 4 des Dränage-Verteilun0#ssystems läuft
das Spülwasser ein und verteilt sich gleichmäßig an der unteren Schicht 3 der Filterfüllung
und weiter an der Schicht der gekörnten Kleinfraktionen 2. Die Schicht der Kleinfraktionen
2 wird im steigenden Wasserstrom aufgesch'iiemmt und die an der Oberfläche der Granula
der Filterfüllung aufgehaltenen Schmutzstoffe werden ausgespült.
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Das Spülwasser mit Schmutzstoffen wird durch das Rinnensystem 8 aufgefangen,
gelangt in den Sammel-Verteilungskanal 7 und wird danach in die Kanalisation abgeleitet.
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Während der Spülung ist der Schieber 16 an der Rohrleitung 15 geschlossen.